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1、课题名称：路由协议RIP课的类型：授新课教学目的：学习IP路由协议，驾驭RIPv1/2的工作原理和区分。教学重点：RIP协议工作原理 教学难点：矢量间隔 算法，RIP协议报文格式课时支配：2课时教学方法：多媒体原理分析、讲授在目前的Internet网上，运行一种网关协议是不行能的，我们要将它分成很多的自治系统（Autonomous SystemAS），在每个自治系统有它自己的路由技术。我们称自治系统内部的路由协议为内部网关协议（Interior gateway protocolIGP）。RIP（Routing Information Protocol）就是内部网关协议的一种，它采纳的是矢量间隔
2、 (VectorDistance)算法。 RIP系统的开发是XEROX Palo Alto 探讨中心(PARC)所进展的探讨和XEROX的PDU和XNC路由选择协议为根底的。但是RIP的广泛应用却得益于它加利福尼亚高校伯克利分校的很多局域网中的实现。RIP只适用于小系统中，当系统变大后受到无限计算问题的困扰，且往往收敛的很慢。现已被OSPF所取代。一矢量间隔 算法矢量间隔 算法（简称VD算法）的思想是：网关周期性地向外播送途径刷新报文，主要内容是由若干（V，D）序偶组成的序偶表；（V，D）序偶中的V代表“向量”，标识网关可到达的信宿（网关或主机），D代表间隔 ，指出该网关去往信宿V的间隔 ；间
3、隔 D按驿站的个数计。其他网关收到某网关的（V，D）报文后，据此根据最短途径原则对各自的路由表进展刷新。详细的说，VD算法如下所述：首先，网关刚启动时，对其VD路由表进展初始化，该初始化路由表包含全部去往及本网关干脆相连的网络。由于去往干脆相连的网络不经过中间驿站，所以初始VD路由表中各途径的间隔 均为0。然后各网关周期性地向外播送企VD路由表内容。及某网关干脆相连（位于同一物理网络）的网关收到该路由表报文后，据此对本地路由表进展刷新。刷新时，网关逐项检查来自相邻网关的VD报文，遇到下述表目之一，须修改本地路由表：（1） Gj列出的某表目Gi路由表总没有。则Gi路由表须增加相应表目，其“信宿”
4、是Gj表目中的信宿，其“间隔 ”为Gj表目中的间隔 加1，其“途径”为“Gj”（即下一驿站为Gj）。（2） Gj去往某信宿的间隔 比Gi去往某信宿的间隔 减1还小。这种状况说明，Gi去往某信宿若经过Gj，间隔 会更短。则Gi修改本表目，其中“信宿”域不变，“间隔 ”为Gj表目中的间隔 加1，“途径”为“Gj”。（3） Gi去往某信宿的途径经过Gj，而Gj去往该信宿的途径发生改变。这里分两种状况：A：Gj的VD表不再包含去往某信宿的途径，则Gi中相应途径序删除。B：Gj的VD表中去往某信宿的途径间隔 发生改变，则Gi中相应表目“间隔 ”须修改，以Gj中的“间隔 ”加1取代原来的间隔 。VD算法的
5、途径刷新发生在相邻网关之间，所以VD报文不肯定以播送的方式发送出去，一种比拟优化的方法是网关干脆向相邻的网关发送VD报文，不必实行播送的方式。VD算法的优点是易于实现，但是它不适应途径猛烈改变的或大型的网间网环境，因为某网关的途径改变象波动一样从相邻网关传播出去，其过程是特别缓慢的。因此，VD算法途径刷新过程中，可能出现途径不一样问题。VD算法的另一个缺陷是它须要大量的信息交换：一方面，VD报文就每一可能的信宿网络都包含一条表目，报文的大小相当于一个路由表（其表目的数及网间网网络数成正比），而且其中的很多表目都是及当前途径刷新无关的；另一方面，VD算法要求全部网关都参与信息交换，要交换的信息量
6、极大。二RIP的原理RIP协议是VD算法在局域网上的干脆实现，RIP将协议的参与者分为主动机和被动机两种。主动机主动地向外播送途径刷新报文，被动机被动地承受途径刷新报文。一般状况下，网关作主动机，主机作被动机。RIP规定，网关每30秒向外播送一个VD报文，报文信息来自本地路由表。RIP协议的VD报文中，其间隔 以驿站计：及信宿网络干脆相连的网关规定为一个驿站，相隔一个网关则为两个驿站依次类推。一条途径的间隔 为该途径（从信源机到信宿机）上的网关数。为防止寻径回路的长期存在，RIP规定，长度为16的途径为无限长途径，即不存在途径。所以一条有限的途径长度不得超过15。正是这一规定限制了RIP的运用
7、范围，使RIP局限于小型的局域网点中。对于一样开销途径的处理是采纳先入为主的原则。在详细的应用中，可能会出现这种状况，去往一样网络有若干条一样间隔 的途径。在这种状况下，无论哪个网关的途径播送报文先到，就采纳谁的途径。直到该途径失败或被新的更短的途径来代替。RIP协议对过时途径的处理是采纳了两个定时器；超时计时器和垃圾搜集计时器。全部机器对路由表中的每个工程对设置两个计时器。每增加一个新表，就相应的增加两个计时器。当新的路由被安装到路由表中时，超时计时器被初始化为0，并开场计数。每当收到包含路由的RIP消息，超时计时器就被重新设置为0。假如在180秒内没有接收到包含该路由的RIP消息，该路由的
8、度量就被设置为16，而启动该路由的垃圾搜集计时器。假如120秒过去了，也没有收到该路由的RIP消息，该路由就从路由表中删除。假如在垃圾搜集计时器到120秒之前，收到了包含路由的消息，计时器被清0。而路由被安装到路由表中。慢收敛的问题及其解决的方法。包括RIP在内的VD算法途径刷新协议，都有一个严峻的缺陷，即“慢收敛”（slow convergence）问题。又叫“计数到无穷”(count to infinity)。假如出现环路，直到途径长度到达16，也就是说要经过7番来回（至少30X7秒），途径回路才能被解除，这就是所谓的慢收敛问题。采纳的方法有很多种，主要采纳有分割范围（split hori
9、zon）法和带触发更新的毒性逆转(Posion Reverse with Triggered updates)法。分割范围法的原理是：当网关从某个网络接口发送RIP途径刷新报文时，其中不能包含从该接口获得的途径信息。毒性逆转法的原理是：某途径崩溃后，最早播送此途径的网关将原途径接着保存在若干刷新报文中，但是指明途径为无限长。为了加强毒性逆转的效果，最好同时运用触发更新技术：一旦检测到途径崩溃，马上播送途径刷新报文，而不必等待下一个播送周期。三RIP报文的格式对于RIP报文有两种版本的格式，Version 1和Version 2。两种报文稍有不同，如图1所示：图1 RIP报文格式吩咐字段的值的范
10、围是从1到5，但只有1和2是正式的值。吩咐码1标识一个恳求报文，吩咐码2标识一个相应报文。RIP是一个基于UDP协议的，所以受UDP报文的限制一个RIP的数据包不能超过512字节。两个版本都包含一个地址族，对于IP地址该字段的值为2，后面是一个IP地址和它的度量值（站点计数）。这些通告字段可重复25次。路由选择域：及该报文相关的路由选择守护进程的标识符。在UNIX系统中，该字段是一个进程的标识符。一台机器通过运用路由选择域，就可以同时运行多个RIP。途径标签：若干RIP支持外部网关协议（EGP），该字段包含一个自治系统号。子网掩码：该字段及报文中的IP地址相关。下一站的IP地址：假如该字段为0
11、，则说明数据报应当发送到正在发送该RIP报文的机器，否则，该字段包含一个IP地址，指明应将数据报发往何处。从报文中我们可以看出，RIP1不能运行于包含有子网的自治系统中，因为它没有包含运行所必需的子网信息子网掩码。RIP2有子网掩码，因此它可以运行于包含有子网的自治系统中，这也是RIP2对RIP1有意义的改良。四RIP协议的运行 网关刚启动时，运行VD算法，对VD路由表进展初始化，为每一个和它干脆相连的实体建一个表目，并设置目的IP地址，间隔 为1（这里RIP和VD略有不同），下一站的IP为0，还要为这个表目设置两个定时器（超时计时器和垃圾搜集计时器）。每隔30秒就向它相邻的实体播送路由表的内
12、容。相邻的实体收到播送时，在对播送的内容进展细微环节上的处理之前，对播送的数据报进展检查。因为播送的内容可能引起路由表的更新，所以这种检查是细致的。首先检查报文是否来自端口520的UDP数据报，假如不是，则丢弃。否则看RIP报文的版本号：假如为0，这个报文就被忽视；假如为1，检查必需为0的字段，假如不为0，忽视该报文；假如大于1，RIP1对必需为0的字段就不检查。然后对源IP地址进展检查，看它是否来自干脆相连的邻居，假如不是来自干脆邻居，则报文被忽视。假如上面的检查都是有效的，则对播送的内容进展逐项的处理。看它的度量值是否大于15，假如是则忽视该报文（事实上，假如来自相邻网关的播送，这是不行能
13、的）。然后检查地址族的内容，假如不为2，则忽视该报文。然后更新自己的路由表，并为每个表目设置两个计时器，初始化其为0。就这样全部的网关都每隔30秒向外播送自己的路由表，相邻的网关和主机收到播送后来更新自己的路由表。直到每个实体的路由表都包含到全部实体的寻径信息。假如某条路由突然断了，或者是其度量大于15，及其干脆相邻的网关采纳分割范围或触发更新的方法向外播送该信息，其他的实体在两个计时器溢出的状况下将该路由从路由表中删除。假如某个网关发觉了一条更好的途径,它也向外播送,及该路由相关的每个实体都要更新自己的路由表的内容。为了更好地理解RIP协议的运行，下面以图2所示的简洁的互连网为例来探讨图中各
14、个路由器中的路由表是怎样建立起来的。在一开场，全部路由器中的路由表只有路由器所接入的网络（共有两个网络）的状况。如今的路由表增加了一列，这就是从该路由表到目的网络上的路由器的“间隔 ”。在图中“下一站路由器”工程中有符号“”，表示干脆交付。这是因为路由器和同一网络上的主机可干脆通信而不须要再经过别的路由器进展转发。同理，到目的网络的间隔 也都是零，因为须要经过的路由器数为零。图中粗的空心箭头表示路由表的更新，细的箭头表示更新路由表要用到相邻路由表传送过来的信息。接着，各路由器都向其相邻路由器播送RIP报文，这事实上就是播送路由表中的信息。假定路由器R2先收到了路由器R1和R3的路由信息，然后就
15、更新自己的路由表。更新后的路由表再发送给路由器R1和R3。路由器R1和R3分别再进展更新。RIP协议存在的一个问题是：当网络出现故障时，要经过比拟长的时间才能将此信息传送到全部的路由器。以图2为例，设三个路由器都已经建立了各自的路由表，如今路由器R1和网1的连接线路及染短开。路由器R1发觉后，将到网1的间隔 改为16，并将此信息发给路由器R2。由于路由器R3发给R2的信息是：“到网1经过R2间隔 为2”，于是R2将此工程更新为“到网1经过R3间隔 为3”，发给R3。R3再发给R2信息：“到网1经过肉间隔 为4”。这样始终到间隔 增大到16时，R2和R3才知道网1是不行达的。RIP协议的这一特点叫做：好消息传播得快，而坏消息传播得慢。像这种网络出故障的传播时间往往须要较长的时间，这是RIP的一个主要缺点。图2 运用RIP协议时路由表的建立过程五课堂总结本次课主要讲解了路由协议RIP根底学问，介绍了矢量间隔 算法的内容，路由协议RIP的实现原理、报文格式及运行状况等问题，要求大家理解驾驭路由协议RIP等相关内容，学习驾驭动态路由配置及调试方法和技能。