距离矢量路由协议RIP.doc

距离矢量路由协议RIP

一、复习旧课（教学手段：课堂提问）
IP路由协议
二、引入新课（教学手段：创设情景）
通过提问同学路由选择协议相关问题，距离矢量路由协议概念。
三、讲授新课（教学手段：教师讲授）
第一节 距离矢量路由协议概述

1.1距离矢量路由协议的特点
距离矢量路由协议采用距离矢量路由选择算法，它确定到网络中任一链路的方向（矢量）与距离，通过周期性的广播来更新路由报文。距离矢量路由协议具有如下特点：
l 距离矢量路由协议在相邻路由器之间进行路由信息的传递，路由器周期性地把自己的路由表(routing table)传送给邻居路由器(neighbor routers) 。距离矢量协议路由器直接传递各自的路由表信息，路由器从邻居得到路由信息后更新自己的路由表，并把自己更新后的路由表传给邻居，这样一级一级的传递下下达到整个网络的同步
l 每个路由器都不知道整个网络的拓扑结构，只知道与自己直接相连的网络情况，并根据从邻居得到的路由信息来更新自己的路由表，然后周期性地发给自己的邻居
l 实现和管理都比较简单
l 收敛速度比较慢，周期更新报文数据量大，消耗较多的带宽
l 为避免路由环路必须进行各种特殊处理
l 基于距离矢量算法的路由协议有：rip、igrp等
1.2路由收敛问题
同一网络中的每个路由器对整个网络拓扑结构有一致的认识这样一种状态称为收敛。如果网络满足上述条件，即所有路由器都处于收敛状态，就称网络已经收敛。快速收敛是网络所期望的。当网络路由信息从一个稳定状态拓扑结构的变化而导致不稳定，经过自学习到达又一个稳定状态所需的时间称为收敛时间。收敛时间成为衡量路由选择协议好坏的一个重要指标。
1.3路由回环
当某个网络发生故障时，关于该网络的无效路由更新将循环传播，这样就形成了路由回环。路由回环对网络具有极大的负作用，它延缓网络的收敛，影响网络的稳定性。

B
A
10.3.0.0
10.2.0.0
S0
S1
S0
E0
10.4.0.0
C

10.1.0.0

S0

路由表
10.3.0.0
S0
0
10.4.0.0
E0
Down
10.2.0.0
S0
1
10.1.0.0
S0
2

路由表
10.1.0.0
E0
0
10.2.0.0
S0
0
10.3.0.0
S0
1
10.4.0.0
S0
2
路由表
10.2.0.0
S0
0
10.3.0.0
S1
0
10.4.0.0
S1
1
10.1.0.0
S0
1
E0

图5-3 路由回环的形成

缓慢的收敛容易造成路由信息的不一致
(1)图5-3中， C的E0口发生故障，10.4.0.0网络成为不可达,但是A还没有收到通知,仍然以为可以通过B到达10.4.0.0网络， B也以为自己可以到达10.4.0.0网络。
(2)B在收到C的更新新信息之前，把自己的路由表发送给C，于是，C就认为到达10.4.0.0 的最佳路径是通过B。
以10.4.0.0网络为目的数据包会在B和C之间来回循环。
(3)路由器 A 根据错误的信息升级它的路由表
在C－>B， B－>A发送路由更新后， A和B中到达10.4.0.0的距离加1，然后， A－>B， B－>C，多次循环，导致hop counts无限大。
10.4.0.0 网络的数据将在路由器 A, B, 和 C 之间循环。
10.4.0.0 网络的跳数将无限大（无限计数）。
1.4．路由回环解决方法
（1）定义最大跳数
指定最大跳数来防止路由回环。
路由循环一般发生在慢速收敛环境，采用快速收敛技术可以最大限度减少路由循环
为避免跳数的无限循环，距离矢量协议规定metrics的最大值，当路由表项metric的值达到最大值时，路由器认为该目的网络不可达。
（2）水平分割
水平分割用来解决路由环路问题。有两种类型的水平分割：
l 普通的水平分割：如果一条路由信息是从X端口学习到的，那么从该端口发出的路由更新报文中将不再包含该条路由信息。
l 带毒化逆转的水平分割：如果一条路由信息是从X端口学习到的，那么从该端口发出的路由更新报文中将继续包含该条路由信息，而且将这条信息的metric置为16。
“普通的水平分割”能避免欺骗信息的发送，而且减小了路由更新报文的大小，节约了网络带宽；“带毒化逆转的水平分割”能够更快的消除路由信息的环路，但是增加了路由更新的负担。这两种措施的选择可根据实际情况进行选择。
（3）路由毒化
路由器将一条无效的路由信息的跳数标记为无限大称为“路由毒化”，意即该条路由中毒了，不可到达。
一般第一个发现网络故障的路由器直接把到该网络的距离设为无限大，即不可达，然后向其它路由器来宣告这一路由毒化信息。

（4）抑制定时与触发更新
l 抑制定时：路由器在抑制定时时间内将该条记录标记为“possibly down”，以使其它路由器能够重新计算网络结构的变化。
抑制定时器用于阻止周期性的更新一个已坏的路由。在抑制定时器有效期内忽略比以前更差的路由更新，允许有更多的时间来把突发故障信息传遍整个网络。
如果从另一个路由器收到一条比以前记录具有更好度量的路径，路由器立即更新该网络的路由并关闭抑制定时器。
如果在抑制定时器期满前的任何时刻，从另一个路由器收到一条比以前更差的路由，则路由器将忽略这个更新。

l 触发更新：当路由表发生变化时路由器立即发送更新信息，而不需要等待周期性的定时时间间隔，从而加快了路由更新与网络收敛的速度。
触发更新一般与抑制定时器配合使用，才能有更好的效果。

第二节RIP协议 RIP协议

2.1 RIP协议的概念
RIP协议的全称是路由信息协议（Routing Information Protocol），它是一种内部网关协议（IGP），用于一个自治系统（AS）内的路由信息的传递。RIP协议是基于距离矢量算法（Distance Vector Algorithms）的，它使用“跳数”，即metric来衡量到达目标地址的路由距离。
2.2 RIP协议的特点
（1）主要应用于小型网络，最大跳数为15
协议中规定，一条有效的路由信息的度量（metric）不能超过15，这就使得该协议不能应用于很大型的网络，应该说正是由于设计者考虑到该协议只适合于小型网络所以才进行了这一限制。对于metric为16的目标网络来说，即认为其不可到达。
（2）路由器每30秒发送一次自己的路由表（以RIP应答的方式广播出去）。
针对某一条路由信息，如果180秒以后都没有接收到新的关于它的路由信息，那么将其标记为失效，即metric值标记为16。在另外的120秒以后，如果仍然没有更新信息，该条失效信息被删除。
缺陷：
（1）该路由协议应用到实际中时，很容易出现“计数到无穷大”的现象，这使得路由收敛很慢，在网络拓扑结构变化以后需要很长时间路由信息才能稳定下来。
（2）该协议以跳数，即报文经过的路由器个数为衡量标准，并以此来选择路由，这一措施欠合理性，因为没有考虑网络延时、可靠性、线路负荷等因素对传输质量和速度的影响。
2.3 RIP中的定时器
RIP中一共使用了4个定时器：
l 路由更新定时器（update timer）：30秒。
l 路由失效定时器（timeout timer）：180秒。
l 路由刷新定时器（garbage timer或Flush timer）：240秒。
l 保持失效定时器（holddown timer）：180秒。
（1）Update timer：Update timer用于每30秒发送路由更新报文。
（2）Timeout timer：用于路由信息失效前的180秒的计时，每次收到同一条路由信息的更新信息就将该计数器复位。如果在180秒之内没有收到某一条路由的更新信息，则这一路由的跳数被设置为16，也就是不可达。
（3）garbage timer：另一个定时器，也被称为flush timer，初始化设置为240秒。当某条路由无法到达时，在garbage timer过期之前，路由器仍将向外通告这一无法到达的路由，但是当其过期（240秒）之后，这一路由将从路由表中删除。
（4）Holddown timer：当路由器收到一个跳数超过现有表项的更新时，路由器将进入holddown time（180秒），也就是说，在Holddown time时间内，路由器会忽略比路由表中更差的路由更新，从而防止路由表更新一个已坏的路由。
这些定时器应用于整个RIP路由进程，如果一个路由器的定时器被更改了，那么所有的RIP域中的路由器都应该被相应地调整。
2.4 RIP V1与RIP V2
对于RIP报文有两种版本的格式：RIP V1与RIP V2。两种报文稍有不同。RIP是一个基于UDP协议的，UDP端口号为520。
RIP V1的特性包括：
l 以跳数（hop count）作为路径选择的度量值metric
l 所允许的最大跳数为15
l 默认以广播方式每隔30秒进行一次路由更新
l 最大支持在6条等价的路径上的负载均衡，默认为4条
l RIP V1是有类路由协议，不支持可变长子网掩码VLSM。
RIP V2是无类路由协议， RIP V2的改进在于：
l 是一个无类路由协议
l 路由的更新采用组播而不是广播，组播地址224.0.0.9
l 支持变长子网掩码VLSM
l 支持手动的路由汇聚
l 支持MD5或明文认证。

四、课堂练习
五、布置作业
六、下次课预习内容
链路状态路由协议
七、课堂小结

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