网络通信技术应用 课件 2.8 RIP动态路由技术

RIP动态路由技术RIP动态路由技术IGP和EGP动态路由协议RIP动态路由协议思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由华为RIP2、RIPng动态路由作业八实验8RIP动态路由技术路由器依靠路由信息实现跨网络的IP数据报（分组）转发。前面两节学过路由器中的两种路由：直连路由和静态路由。直连路由是路由器自动发现的直连网络（子网）的路由，静态路由则是人工配置的非直连网络（子网）的路由，需要技术人员先分析出每一台路由器（三层交换机）的非直连网络段，才能编写出正确静态路由配置命令。有没有自动发现、计算出非直连网络（子网）路由的办法呢？有，动态路由协议可以！一、IGP和EGP动态路由协议静态路由是非自适应的路由选择策略，其优点是简单、运行开销小，缺点是不能及时适应网络状态变化。动态路由协议是自适应的路由选择策略，其特点是能较好地适应网络状态的变化，但实现起来较复杂，开销也比较大。

网络互联采用分层次的路由选择协议。为了应对因特网规模巨大的问题，网络互联采用了分层次的路由选择协议。如果要让所有的路由器知道数据报（分组）是如何通过整个网络到达目的主机，路由器的路由表规模就会非常庞大，处理起来会耗费大量时间和计算资源。此外，路由器之间的路由信息交换也会给网络带来很大的通信负担。因此，将因特网划分成一个个较小的网络自治系统AS（AutonomousSystem）显得非常必要。一、IGP和EGP动态路由协议网络自治系统（AS）的定义：在单一技术管理下的一组路由器，这些路由器使用一种AS内部路由选择协议和共同的度量以确定分组在该AS内的路由，同时还使用一种AS之间的路由选择协议用以确定分组在AS之间的路由。尽管一个AS内部可以使用多种路由选择协议和度量标准，但对其他AS而言，他必须表现出单一且一致的路由选择策略。每个AS通常有一个单位管辖。一、IGP和EGP动态路由协议网络互联的几个自治系统如图2-8-1所示。一、IGP和EGP动态路由协议网络互联有两大类路由选择协议，如图2-8-2所示。（1）内部网关协议IGP(InteriorGatewayProtocol)在一个自治系统内部使用的路由选择协议。目前这类路由选择协议使用得最多，如RIP和OSPF协议。（2）外部网关协议EGP(ExternalGatewayProtocol)若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。这样的协议就是外部网关协议EGP。在外部网关协议中目前使用最多的是BGP-4。如图2-8-3所示。一、IGP和EGP动态路由协议无论静态路由还是动态路由，无论IGP还是EGP，目的都是为了实现网络信息顺利转发。所以不论采用什么路由技术，结果都以能否成功通信论成败，最常用的通信检测手段就是在源端发送ICMP请求报文，看是否能收到终端返回的ICMP应答报文，具体用ping或tracert命令来实施。二、RIP动态路由协议1.RIP动态路由协议原理路由信息协议RIP(RoutingInformationProtocol)是内部网关协议IGP中，最先得到广泛使用的协议。RIP

是一种分布式、基于距离向量算法的路由选择协议。RIP协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录。“距离”的定义。从一个路由器到直接连接网络的距离定义为1；从一个路由器到非直接连接的网络的距离，定义为所经过的路由器数加1；RIP协议中的“距离”也称为“跳数”(hopcount)，因为每经过一个路由器，跳数就加1。这里的“距离”实际上是指“最短距离”。RIP认为一个好的路由就是它通过的路由器的数目少，即“距离短”。RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器。“距离”的最大值为16时即相当于不可达。可见RIP只适用于小型互联网。二、RIP动态路由协议RIP不能在两个网络之间同时使用多条路由。RIP选择一个具有最少路由器的路由（即最短路由），哪怕还存在另一条高速(低时延)但路由器较多的路由。

RIP协议的三个特点(1)仅和相邻路由器交换信息。(2)交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息（自己的路由表），即向量。(3)按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔30秒。当网络拓扑发生变化时，路由器也及时向相邻路由器通告拓扑变化后的路由信息。二、RIP动态路由协议路由表的建立。路由器在刚刚开始工作时，只知道到直接连接的网络和距离（此距离定义为1）。以后，每一个路由器也只和数目非常有限的相邻路由器交换并更新路由信息。经过若干次更新后，所有的路由器最终都会知道到达本自治系统中任何一个网络的最短距离和下一跳路由器的地址。RIP协议的收敛(convergence)过程较快。“收敛”就是在自治系统中所有的结点（路由器）都得到相对稳定、正确的路由选择信息的过程。二、RIP动态路由协议2.距离向量算法距离向量算法基础是Bellman-Ford算法（或Ford-Fulkerson算法）。这种算法的要点是这样的：设X是结点A到B的最短路径上的一个结点。若把路径A→B拆成两段路径A→X和X→B，则每一段路径A→X和X→B也都分别是结点A到X和结点X到B的最短路径。距离向量算法详细过程描述如下。二、RIP动态路由协议若某路由器收到相邻路由器(地址为X)发过来的RIP报文,处理算法如下：(1)先修改此RIP报文中的所有项目：把“下一跳”字段中的地址都改为X，并把所有的“距离”字段的值加1。(2)对修改后的RIP报文中的每一个项目，重复以下步骤：

若项目中的目的网络不在原路由表中，则把该项目加到路由表中。

否则

若下一跳字段给出的路由器地址相同，则把收到的项目替换原路由表中的项目。

否则

若收到项目中的距离小于路由表中的距离，则进行更新。

否则，什么也不做。(3)若3分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把此相邻路由器记为不可达路由器，即将距离置为16（表示不可达）。(4)返回。二、RIP动态路由协议RIP协议让互联网中的所有路由器都和自己的相邻路由器不断交换路由信息，并不断更新其路由表，使得从每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短的（即跳数最少）。虽然所有的路由器最终都拥有了整个自治系统的全部路由信息，但由于每一个路由器的位置不同，它们的路由表当然也是不同的。

例如，已知路由器R8有图2-8-4(a)所示的路由表。现在收到相邻路由器R9发来的路由更新信息，如图2-8-4(b)所示。试更新路由器R8的路由表。二、RIP动态路由协议RIP协议就是实现这种距离向量算法的内部网关协议，按照这种算法，当一路由器收到邻居B发来的RIP报文后，路由表更新如下。二、RIP动态路由协议3.RIP2协议的报文格式RIP2报文由首部和路由部分组成。其中首部4个字节，RIP2报文中的路由部分由若干条路由信息组成。每一条路由信息中，有地址族标识符（又称为地址类别）字段用来标志所使用的地址协议；路由标记填入自治系统的号码，这是考虑使RIP有可能收到本自治系统以外的路由选择信息；后面指出某个网络地址、该网络子网掩码、下一跳路由器地址以及到此网络的距离。一个RIP报文最多可包括25条这样的路由，因而RIP报文的最大长度是4+20*25=504字节。若超过这个长度，必须再用一个RIP报文来传送。虽然RIP是网络层协议，但又有点儿像应用层协议。因为RIP报文是封装在UDP用户数据报中的（端口号520），UDP报文又封装在IP数据报中。如图2-8-6所示。二、RIP动态路由协议RIP2具有简单的鉴别功能。若使用鉴别功能，则将原来写入第一个路由信息（20字节）的位置用作鉴别。在鉴别数据之后才写入路由信息，但这时最多只能再放入24个路由信息。RIP协议特点：好消息传播得快，坏消息传播得慢。RIP存在的一个问题：当网络出现故障时，要经过比较长的时间(数分钟)才能将此信息传送到所有的路由器。RIP优点：实现简单，开销较小；只关注本路由器的直连网段，不关心非直连网络段。RIP缺点：它能使用的最大距离为15（16表示不可达），限制了网络的规模；路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表，因而随着网络规模的扩大，开销也就增加；“坏消息传播得慢”，使更新过程的收敛时间过长。二、RIP动态路由协议RIP协议认可A、B、C类网络地址，不太支持子网划分和CIDR技术。RIP是动态路由协议，与静态路由配置技术只关注路由器的非直连网络段不一样，动态路由配置技术中只发布路由器的直连网络段、而不关注其非直连网络段，非直连网络的路由靠路由器互发RIP报文、自动习得。RIP协议的版本分为RIP1、RIP2和RIPng。RIP协议版本的选择，若网络层为IPv4协议，一般采用RIP2；若网络层为IPv6协议，则采用RIPng协议。三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由1.思科（锐捷）RIP2技术RIP2是IPv4协议基础上的动态路由协议。（1）思科（锐捷）RIP2配置过程启动RIP协议、创建RIP进程（IP已经设计、配置好）；指定协议版本号2；在RIP进程内，逐个网段发布本路由器的直连网段；

//RIP1、2不太支持CIDR与子网划分取消路由汇总。三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由（2）思科（锐捷）RIP2配置命令格式（全局模式）routerrip

//创建rip进程，并进入rip动态路由模式version2//指定第2版networkx.x.x.x

//发布直连网络，x.x.x.x为A、B或C类网络地址，不需要掩码，说明不支持子网划分……

//重复用network命令发布其它直连网络段noauto-summary

或noauto-su

//取消路由自动汇总三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由（3）思科（锐捷）RIP2应用实例用2台路由器、3台主机连接成一个网络系统，并设计好IP地址。如图2-8-7(a)所示。然后将路由器、主机的IP地址都配置好，先检测一下主机的通信情况，从PC1pingPC3和PC2，检测结果如图2-8-7(b)(c)所示。三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由PC1与PC0通信成功，PC1与PC2通信不成功。PC1与PC0通信成功，这是因为PC1所在的网络（子网）192.168.10.0/24与PC0所在的网络（子网）172.16.8.0/24是同一个路由器Router1的2个直连网络（子网），路由器能自动获得直连网络（子网）的路由；PC1与PC2通信不成功，这是PC2所在的网络是路由器Router1的非直连网络（子网），路由器Router1不能自动获得非直连网络（子网）的路由。于是，采用RIP动态路由的技术使路由器获得非直连网络的路由。给路由器Router1和Router2作如下的RIP2动态路由协议配置命令。三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由Router1配置命令:enconfthostnameRouter1routerripversion2network192.168.10.0network172.16.0.0network10.0.0.0noauto-summaryexitRouter2配置命令:enconfthostnameRouter2routerripversion2network192.168.20.0network10.0.0.0noauto-summaryexit上述命令中，network172.16.0.0与实际子网172.16.8.0/24不相同，因为这是一个B类网络，RIP只能认识原始的A、B、C类网络，如果写成network172.16.8.0，RIP2会自动修改为network172.16.0.0。network10.0.0.0也是同样的道理。三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由给Router1和Router2配置完RIP2动态路由协议命令以后，2路由器会互发RIP报文，从而互相学习得各自到非直连网络（子网）的路由。路由收敛后，在2台路由器上（特权模式下）分别用showiproute命令可以查看到Router1和Router2的路由表，如图2-8-8(a)(b)所示。三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由从图2-8-8(a)(b)可看到，运行RIP2动态路由协议以后，Router1和Router2路由器都获得了非直连网络的路由，图中标注了R的路由就是通过RIP协议学习到的动态路由。再来测试一下PC1与PC2的通信情况，通信畅通，如图2-8-8(c)所示。与未运行RIP协议之前的图2-8-7(d)形成鲜明对比。三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由2.思科（锐捷）RIPng技术RIPng是IPv6环境下的RIP动态路由协议。思科(锐捷)设备大多支持RIPng协议（早期较低版本的路由器、交换机不支持IPv6和RIPng），PackerTracer仿真软件里提供的只有2811或更高级别的路由器才支持RIPng，PackerTracer提供的三层交换机3650及其它交换机类型都不支持RIPng。（1）思科(锐捷)RIPng动态路由协议命令①思科(锐捷)RIPng路由过程：在IPv6地址已经设计配置的基础上，启动RIPng进程；进入有IPv6地址的接口；允许该RIPng进程；重复上述2步，直到每一个有IPv6地址的接口都允许该RIPng进程。三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由②思科(锐捷)RIPng动态路由配置命令（全局模式）：ipv6routerrip

ripname//启动RIPng进程，ripname为自定义rip进程名interface??/??

//进入路由器接口,或三层交换机vlan虚接口ipv6rip

ripnameenable

//接口下启用RIPng进程……

//重复以上2步，直到每一个有IPv6地址的接口都启用该RIPng进程三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由（2）思科(锐捷)RIPng动态路由协议应用使用2台路由器（2811型或更高级别）、2台主机和网线组成一个IPv6网络，IPv6地址设计如图2-8-9(a)所示。按照2.7.1节的方法启动IPv6协议、配置好所有的IPv6地址。然后测试一下分别连接在Router1和Router2路由器上的主机的通信，从PC1pingPC2（IP地址cc::9），结果不通，如图2-8-9(b)所示。三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由给路由器Router1和Router2配置RIPng动态路由。Router1配置命令:ipv6routerripmyrip0intfa0/0ipv6ripmyrip0enableintfa0/1ipv6ripmyrip0enableexitRouter2配置命令:ipv6routerripmyrip2intfa0/0ipv6ripmyrip2enableintfa0/1ipv6ripmyrip2enableexit三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由配置好RIPng动态路由命令，两路由器会互发RIPng报文，待路由收敛后，用showipv6route查看IPv6路由，两路由器分别学到了一条非直连网络的RIP路由，如图2-8-10(a)(b)所示。三、思科(锐捷)RIP2、RIPng动态路由路由器Router1和Router2获得了RIPng动态路由以后，再测试从PC1pingPC2（IP地址cc::9），通信顺利！如图2-8-10(c)所示，与图2-8-9(b)对比一下，可知此RIPng动态路由实验成功。四、华为RIP2、RIPng动态路由1.华为RIP2动态路由技术RIP2是IPv4协议基础上的动态路由协议。（1）华为RIP2配置过程：启动RIP协议（IP已经设计、配置好）；指定协议版本号2；在RIP进程内，逐个网段发布本路由器的直连网段；//不太支持CIDR与子网划分取消路由汇总。

（2）RIP2配置命令（系统视图）：ripn//创建rip进程，n:进程号、正整数version2networkx.x.x.x//发布本路由器一个直连网络，x.x.x.x为A、B、C类网络地址，不支持子网划分……//重复network命令，逐个网络的发布undosummary

//取消自动路由汇总四、华为RIP2、RIPng动态路由（3）华为RIP2技术应用用2台华为路由器和2台主机组成一个简单网络，设计好IP地址，如图2-8-11所示。四、华为RIP2、RIPng动态路由给图2-8-11所示路由器AR1和AR2配置IP地址和RIP2动态路由命令。AR1配置命令:syssysnameAR1intg0/0/1ipadd10.1.1.128undoshutintg0/0/2ipadd192.168.10.124undoshutqrip1version2network192.168.10.0network10.0.0.0undosummaryqAR2配置命令:syssysnameAR2intg0/0/1ipadd10.1.1.228undoshutintg0/0/2ipadd192.168.20.124undoshutqrip1version2network192.168.20.0network10.0.0.0undosummaryq四、华为RIP2、RIPng动态路由注意：上述AR1和AR2配置命令中，分别有network10.0.0.0命令，与图2-8-11中的子网10.1.1.0/28不一样，这是因为华为的RIP2值认识A、B、C三类网络、不支持子网划分，如果将命令写成network10.1.1.0，系统会发出错误提示！华为路由器配置好RIP2动态路由以后，我们来抓取RIP报文并进行分析，右击AR1的g0/0/1接口，选择“开始抓包”，抓到的数据包如图2-8-12所示。四、华为RIP2、RIPng动态路由图2-8-12详细列出了第4帧的信息，该帧是EthernetV2帧，帧首部的协议号是0x0800，说明帧的数据部分是IPv4报文；IPv4报文的首部信息有一个目的IP地址为224.0.0.9，224.0.0.9是RIP报文统一的组播地址；还可以看到，IP报文的数据部分是UDP用户数据报；UDP数据报有包含了RIP报文，可见RIP协议是基于UDP协议的，还应注意到UDP源端口号、目的端口号都是520（十进制数），说明基于IPv4的RIP2进程对应于UDP协议端口号520。这就说明，虽然RIP是网络层定义的协议，但它更像应用层协议。RIP报文虽然是在华为网络实验中用wireshark捕获到的，但RIP报文本身就是这样，跟具体的路由器品牌、型号无关。四、华为RIP2、RIPng动态路由再来查看路由表。

在路由器AR1中使用displayiprouting-table（或dispiprout）命令，可以查看路由表，如图2-8-13所示。路由表中有一条关于192.168.20.0/24且标记RIP的动态路由，RIP路由的优先级为100。用同样的命令，也可以查看到AR2的路由表。四、华为RIP2、RIPng动态路由然后从图2-8-11的PC1pingPC2（192.168.20.20），检测结果为通信成功，如图2-8-14所示。四、华为RIP2、RIPng动态路由2.华为RIPng动态路由技术RIPng是IPv6环境下的RIP动态路由协议。华为设备大多支持（早期较低版本的路由器、交换机不支持IPv6和RIPng）（1）华为RIPng协议配置命令①RIPng配置过程：在IPv6设计配置好的基础上，启动RIPng进程；进入有IPv6地址的接口；接口下允许该RIPng进程；重复后2步，直到所有IPv6地址的接口都允许该RIPng进程。

四、华为RIP2、RIPng动态路由②RIPng配置命令（系统视图）：ripng

n//创建ripng进程，n:正整数，省略时n为1interface??/?

//进入??/?接口，路由器接口,或vlan虚接口ripng

nenable//该接口下允许ripng进程……

//重复后两条命令，直到所有有IPv6地址接口都允许ripng进程（2）华为RIPng技术应用用2台华为三层交换机（5700型）和2台主机组成一个网络，如图2-8-15所示。四、华为RIP2、RIPng动态路由三层交换机VLAN虚接口，以及主机IPv6地址设计如图所示。三层交换机LSW1和LSW2的配置命令如下。LSW1配置命令:sysipv6vlan10vlan20intvlan10ipv6enableipv6add3a::196intvlan20ipv6enableipv6add7a::1120qintg0/0/1portlink-typeaccportdefaultvlan20intg0/0/2portlink-typeaccportdefaultvlan10qripng3intvlan10ripng3enableintvlan20ripng3enableqLSW2配置命令:sysipv6vlan20vlan40intvlan40ipv6enableipv6add4a::196intvlan20ipv6enableipv6add7a::2120intg0/0/1portlink-typeaccportdefaultvlan20intg0/0/2portlink-typeaccportdefaultvlan40qripng3intvlan20ripng3enableintvlan40ripng3enable四、华为RIP2、RIPng动态路由配置完成以后，两台三层交换机运行在LSW1、LSW2里的RIPng进程会互相发RIPng报文。我们在LSW1的g0/0/1接口进行抓包。抓到的数据包如图2-8-16所示。四、华为RIP2、RIPng动态路由从图2-8-16可以看到第5帧的信息，该帧是EthernetV2帧，帧首部的协议号是0x86dd，说明帧的数据部分是IPv6报文；IPv6报文的首部信息有一个目的IPv6地址为ff02::9，ff02::9是RIPng协议报文的组播地址；还可以看到，IPv6报文的数据部分是UDP用户数据报；UDP数据