理解RIP 工作原理、报文结构、不同版本区别及度量值

第6章理解并实施路由技术任务6.2理解并配置动态路由协议RIP：RIP（RoutingInformationProtocol）是应用较早、使用较普遍的内部网关协议（InteriorGatewayProtocol，IGP），适用于小型网络，是典型的距离矢量（Distance-Vector）路由协议，是一种单纯的向邻居路由器发送自己路由表中路由记录的动态路由协议，它不关心自身路由表中路由的链路状态及其他情况。RIP是一种距离矢量路由协议，换而言之，RIP的路由协议是有距离和方向限制的，RIP串接的路由器最多不能超过15台。如图6.18所示，路由器只会把自己直连的子网放入到自己的路由表中，如R1的192.168.0.0/24、192.168.1.0/24、192.168.2.0/24，当然R2也不例外。R1与R2相互通过广播或组播将自己的路由表告诉给对方邻居路由器，如R1通知R2它自己有192.168.0.0/24、192.168.1.0/24、192.168.2.0/24子网，然后R2将192.168.1.0/24和192.168.2.0/24子网放入到自己的路由表中并将其路由度量值加1（经过一台路由器就加一跳），R2执行相同的公告，最终达到路由同步。这只是一种便于理解的宏观说明，RIP的具体工作原理请参看本章6.2.2节“理解并取证：动态路由协议RIP的工作原理”。任务6.2图6.18RIP相互交换路由记录任务6.2.1理解RIP路由更新报文的结构：如图6.19所示为RIP路由更新报文的结构，关于RIP路由更新报文每个字段的意义如下所述，对应的数据帧取证如图6.20所示。IP首部：该字段指示发送RIP路由更新报文的源IP地址与目标IP地址，一般情况下，源IP地址为始发路由更新消息的路由器接口IP地址，通常是一个单播IP地址，如果是RIP版本1，那么在IP首部中的目标IP地址是255.255.255.255（广播地址）；如果是RIP版本2，那么在IP首部中的目标IP地址是224.0.0.9（组播IP地址）。UDP：该字段指示RIP的路由更新消息被UDP报文所封装，目标端口与源端口都是UDP的520号端口。Command：该字段指示RIP的消息类型，取值范围是1或者2，如果是RIP的路由更新请求就是类型1，如果是RIP的路由响应消息就是类型2。Version：该字段指示RIP的版本，有两个取值，即一个版本1和版本2。AddressFamily（AFI）：一般情况下该字段被设置为2，一个例外就是，如果是请求整个路由表而不是具体的某条路由记录，那么该字段被设置为0。IPAddress：该字段指示被执行RIP路由更新的具体IP子网。Metric：该字段指示RIP的路由度量值，以经过路由器的个数做计算。任务6.2.1图6.19

RIP报文结构图6.20

RIP报文的数据帧任务6.2.2理解并取证：动态路由协议RIP的工作原理：如图6.21所示，RIP路由器R1向网络中的所有路由器发送RIP的请求消息，该消息的目标地址是广播地址（255.255.255.255）或者是组播地址（224.0.0.9）,那么到底是使用广播还是使用组播？这取决于RIP的版本，如果是版本1将使用广播，如果是版本2将使用组播。RIP请求消息用于在RIP路由初始化时请求邻居路由器的整个路由表，在这种情况下，RIP请求消息的地址族标识字段值为0、度量值为16的单条路由。具体请求消息的数据帧如图6.22所示。图6.21

RIP的工作原理示意图图6.22

RIP初始请求消息的数据帧任务6.2.2收到RIP请求消息的路由器将以单播的形式回应一个响应消息给始发路由器R1，并将自己的路由信息传递给路由器R1。关于RIP路由响应消息的数据帧如图6.23所示。此时路由器R1将与路由器R2的路由表同步。图6.23

RIP路由响应消息的数据帧任务6.2.2当完成上述两个步骤后，会进入一个周期性的循环状态，RIP路由器R1和R2不断侦听来自各个RIP路由器的请求或响应状态，实际上就是路由更新消息，以30秒为一个时间间隔周期，从相应的接口不断地发送响应消息，如图6.24所示，根据RIP不同的版本，该消息为广播或者组播消息。图6.24关于RIP周期性的更新消息任务6.2.3

RIP存在两个版本：RIP版本1和RIP版本2，它们之间的区别如表6.1所示。RIP的特性RIPv1RIPv2更新方式广播（255.255.255.255）组播（224.0.0.9）对VLSM的支持不支持支持路由度量值经过路由器的个数经过路由器的个数可支持的最大路由器数15台15台表6.1RIP版本１和版本２的区别任务6.2.4理解RIPv1使用广播更新路由和RIPv2使用组播更新路由的区别RIP版本1使用广播更新，版本2使用组播更新，RIP版本2的更新方式比RIP版本1更有效。如图6.25所示的环境，在该环境中有4台路由器，其中有一台不是RIP路由器，如果在该环境中的RIP路由器A使用广播发一次路由更新，那么在该环境中的所有路由器（RIP路由器B、C，非RIP路由器D）都会收到路由器A发来的更新广播，而此时的非RIP路由器D根本不需要接收RIP路由更新广播，因为它根本没有启动RIP路由协议。但是由于路由器A使用的是广播更新，即使路由器D不需要，它也只能被迫接收路由器A发出的广播。关于广播更新的数据帧如图6.26所示，可以看出RIP版本1路由更新的目标地址为广播地址（255.255.255.255）。如果使用RIP版本2则可以提高更新效率，如图6.27所示，路由器A发送路由器更新到组播地址224.0.0.9，该地址表示网络中的所有RIP路由器，那么这些RIP路由器就将形成一个组播组（224.0.0.9），当路由器A将路由更新发送给224.0.0.9这个地址时，在这个组播组中的所有RIP路由器都会收到这个路由更新，但是路由器D就不再收到，因为路由器D是一个非RIP路由器，它不属于224.0.0.9这个组播组。关于组播更新的数据帧如图6.28所示，可以看出RIP版本2路由更新的目标地址为组播地址224.0.0.9。任务6.2.4图6.25RIP使用广播更新图6.26

RIP使用广播更新的数据帧图6.27

RIP使用组播更新图6.28

RIP使用组播更新的数据帧任务6.2.5理解为什么RIPv2支持VLSM，而RIPv1不支持RIP版本1不支持VLSM（可变长子网掩码），原因是RIP版本1在进行路由更新时没有携带子网掩码信息，数据帧如图6.29所示，所以它只能识别与公告“主类网络”；RIP版本２支持VLSM（可变长子网掩码）更新，因为RIP版本２在进行路由更新时携带了子网掩码信息，数据帧如图6.30所示，所以它能识别与公告“可变长子网掩码”。图6.29RIP版本１的更新消息没有携带子网信息图6.30RIP版本2的更新消息携带了子网信息任务6.2.6理解关于RIP的路由度量值RIP只以经过路由器的“跳数”作为路由度量值，它不会去参考网络链路的带宽、延时等值。并且它最多能穿越15台路由器，如图6.31所示的环境，源Ｘ子网到目标Ｙ子网通过RIP路由协议构造了两条路径，第一条：Ｘ子网通过路由器R1，再经过56KB的链路到达R2，最终到达目标子网Ｙ；第二条：Ｘ子网通过路由器R1，再经过100MB的快速链路到达路由器R3，R3再经过100MB的快速链路到达R2，R2最终转发到达目标子网Ｙ。从网络速度来讲，X子网选择第二条路径到达目标Y子网是最优路径，因为它具备最高的转发速度。但是RIP路由协议不会选择第二条路径，