RIP协议详解

RIP协议详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/Barista_Z/article/details/125662061

RIP（Routing Information Protocol）是一种古老的动态路由协议，基于距离矢量算法计算最佳路径。本文将详细介绍RIP协议的工作原理、路由交换过程、报文封装、定时器机制、环路问题及解决方案，以及RIPv1和RIPv2的比较。

协议内容

RIP（Routing Information Protocol）是一种古老的动态路由协议，基于距离矢量算法计算到达目的网络的最佳路径。RIP报文承载于UDP报文，使用UDP端口520，属于应用层协议。在RIP协议中，路由根据到达目的地的跳数作为路由选择的度量值。

路由交换过程

RIP更新方式

网络初始化后，每一台使用RIP协议的路由器，通过间隔30秒向邻居路由器广播同步路由表配置同步报文，同时邻居也会不断广播同步路由表报文，经过收敛事件后，每台路由器都会包含去往整个自制系统内所有路由器的路由信息。

（注：在整个系统稳定的状态下，路由信息交换也是会持续进行。）

所谓逐跳，如上图所示，拓扑更新时，B首先更新本地路由表，然后将自己的路由表信息广播至自治系统内的邻居路由器，如图上的路由器A，然后A开始路由信息的学习，然后再向A的邻居们进行广播同步。

距离向量算法

使用RIP协议的路由器会对邻居路由器广播发送来的的报文进行以下处理：

a. 将邻居路由器R发送来的路由表中所有条目的距离字段加一，并将吓一跳地址都更改为R。
（路由表项目条目的三个关键字段：目的地网络N,距离D，吓一跳路由器X）

b. 逐条分析更新过后的路由表：

• 若条目中的目的网络不在自身路由表中，则将该路由条目加入到自身路由表中；
• 若条目中的目的网络在自身路由表中且下一跳同时为R,则使用该条目替换自身路由表该条记录；
• 若条目中的目的网络在自身路由表中但下一跳不同为R,则比较距离D,系统优先考虑距离更小对的条目。

c. 若180s后还没有收到RIP网络中某一路由器的更新路由表，则把该路由器标记为不可达距离，即把距离设置为16；
d. 返回。

RIP报文封装过程

RIP报文消息都是封装在UDP报文中，端口号是520，而UDP报文是封装在IP报文中的，IP把报文封装在以太帧中。

RIPv1:

a. 对于请求消息或周期性的响应消息，IP报文的目的地址为广播IP地址255.255.255.255，源地址为发送该请求消息或响应消息的接口的IP地址，协议字段为0x11。以太帧的目的地址为广播MAC地址ff-ff-ff-ff-ff-ff，源地址为发送该请求消息或响应消息的接口的MAC地址，类型字段是0x0800。

b. 对于为了回应请求消息而发送的响应消息，IP报文的目的地址为发送请求消息的接口的IP地址，源地址为发送该响应消息的接口的IP地址，协议字段的值为0x11。以太帧的目的地址为发送请求消息的接口的MAC地址，源地址为发送该响应消息的接口的MAC地址，类型字段是0x0800。

RIPv2:

a. 对于请求消息或周期性的响应消息，IP报文的目的地址可以是组播IP地址224.0.0.9（这个组播地址是对应所有运行RIP-2的路由器的），也可以是广播IP地址255.255.255.255，源地址为发送该请求消息或响应消息的接口的IP地址，协议字段为0x11。以太帧的目的地址为广播MAC地址ff-ff-ff-ff-ff-ff，也可以是某个选定的组播MAC地址，源地址为发送该请求消息或响应消息的接口的MAC地址，类型字段是0x0800

b. 对于为了回应请求消息而发送的响应消息，IP报文的目的地址为发送请求消息的接口的IP地址，源地址为发送该响应消息的接口的IP地址，协议字段的值为0x11。以太帧的目的地址为发送请求消息的接口的MAC地址，源地址为发送该响应消息的接口的MAC地址，类型字段是0x0800

注：RIP-2要比RIP-1少占用计算机的处理资源，因为计算机在网络层就可以把携带有RIP-2消息的报文丢弃，而必须在传输层才能把携带有RIP-1消息的报文丢弃。

RIP报文格式

报文类型

• 请求报文：RIP路由器开始启动后，立即向其他所有邻居路由器发送RIP请求消息，以获取整个RIP网络的网络信息；

• RIP网络运行过程中，根据自身需要可向邻居发送请求报文。

• 响应报文：RIP路由器收到请求报文后，会立即发出RIP响应报文；

• RIP网络中，路由器总是间隔30秒向邻居发送响应报文，告知邻居当前路由表信息。

报文格式

RIPv1:

RIPv2:

RIP定时器机制

三个倒计时计时器：

1. 更新计时器：路由器每隔30s就会发送更新信息，为防止同一时间所有路由器发报文，添加了5s的偏移，在[25，35]之间取值；（收到RIP请求消息时，不影响更新计时器）
2. 过期计时器：在180s内未收到该路由器的任何信息，就将其设为不可达，即将该表项的距离字段设置为16。
3. 刷新计时器（Holddown）：一条记录失效后不会，立即删除，而是等待指定时间后删除，一般为120s，目的是将该无效路由告知所有邻居，倒计时至0时，立即删除该无效路由。

注：
a. 每一条路由表项对应两个定时器：老化定时器和垃圾收集定时器。当学到一条路由并添加到路由表中时，老化定时器启动。如果老化定时器超时，设备仍没有收邻居发来的更新报文，则把该路由的度量值置为16（表示路由不可达），并启动垃圾收集定时器。如果垃圾收集定时器超时，设备仍然没有收到更新报文，则在路由表中删除该条目。
b. 如果在没有触发更新的前提下，一个路由表项最多需要300秒才能被删除（老化时间+垃圾收集时间)；如果存在触发更新，那么一个路由条目最多需要120秒才能被删除（即为老化时间).

RIP环路问题

产生环路的原因

RIP网络中某一段网络的故障，由于收敛速度过慢，部分路由器认为该网络仍然可达，导致路由不断更新导致距离计数至无穷大。

防环机制

a. 最大跳数：当一个路由条目作为更新信息发送给邻居路由器时，路由条目会自加1跳，通过设定最大跳数15防止路由条目被无限转发。同时16跳可作为路由不可达标记。
b. 触发更新：当网络出现拓扑变更后，路由器会立即产生更新通告，并广播通知所有直连邻居，不需要考虑30秒的更新计时器。为减少带宽和资源占用，触发更新消息只包含更新的路由条目。
c. 水平分割：RIP路由器路由表中的某条条目信息由路由器的a口学习而来，则路由器a口向外发送响应消息时，不会包含该路由项的信息。
d. 毒性反转：RIP路由器路由表中的某条不可达路由条目信息由路由器的a口学习而来，则路由器a口向外发送响应消息时，会包含该路由信息，但Metric会设置为16，不可达

注：毒性反转和水平分割都可避免路由环路的产生，但是两者原则上为互斥的，即RIP网络中RIP路由器不会同时开启水平分割和毒性反转功能。通常，RIP网络中的路由器都会配置触发更新功能，然后再水平分割和毒性反转功能中选择其一开启。

RIP问题

“好消息传的块，坏消息传的慢”

比较RIPv1 RIPv2