动态路由RIP协议的原理及配置
 
一:RIP路由协议原理
 
​ RIP 路由协议是基于距离矢量算法，使用跳数（metric）来衡量到达目标地址的距离。它是一个用于路由器和主机间交换路由信息的距离向量协议。这种协议的路由器只与自己相邻的路由器交换信息，范围限制在15跳之内。
 
二：实验目的
 
使得一台主机能通过RIPv2协议动态获取到另一台主机分配的ip地址
 
三：实验操作
 
1、使用装有GNS3的电脑，打开GNS3，拖出三台路由器和两台PC机，用双绞线链接好、该标记的标记以便自己查看，并开启。
 
 2、现在开始配置，先对R1、R2、R3各个接口配置地址，然后进行rip协议的配置
 
R1
 
 R2、R3的步骤也是如此
 
 
 3、都配置好之后查看路由表（show ip route），看自己有没有配置错误
 
 4、最后配置两台主机的ip地址，在相互ping，看是否能进行通讯，能相互通讯则这个实验完成了。
 
 看的出来是ping通了，则现在两台主机是可以相互通讯的了。本次实验完成了。

 
动态路由RIP
 
一.什么是路由
二.路由协议的分类
三.动态路由协议的分类
四.距离矢量路由协议选择的特点
五.RIP概述
六.RIP的度量值
七.rip协议的特性
八.RIP路由表的形成
九.rip报文格式
（1）RIPV1报文格式
（2）RIPV2报文格式
（3）RIPV2相较于RIPV1的改进
  
十.下一跳
十一. 距离矢量路由协议的防环机制
（1）定义最大度量值以防止计数至无穷大
（2）水平分割
（3）路由中毒
（4）毒性逆转
（5）触发更新
（6）抑制计时器
 

 
一.什么是路由
 
路由指的是当网络设备收到一个IP报文时，会在自己的路由表中查询报文的目的IP地址，匹配给目的IP地址的路由表项，根据该表项所指示的下一跳即出接口转发报文；如果没有任何路由表项匹配，则丢弃该报文。
 
二.路由协议的分类
 
直连路由：需要接口状态及协议状态都UP时，学习路由表；
 
静态路由：需要手工配置路由条目；
 
动态路由协议：可以自动进行路由信息的更新和同步，并且当网络拓扑变更时，能够自动收敛。
 
三.动态路由协议的分类
 
 
四.距离矢量路由协议选择的特点
 
使用距离矢量路由协议的路由器并不了解网络的拓扑。该网络只知道：
 ①：自身与目的网络之间的距离
 ②：应该往哪个方向或使用哪个接口转发数据包
 
距离矢量协议的特点
 周期性的更新（广播）整张路由表。
 只能和邻居互发信息，如上图，R1可以到R2，R2可以到R3，但是R1不可以直接到R3。
 有的网段，只记录度量值，周期性的时间是30s，更新整张路由表，网络稳定时，周期性发送，网络不稳定时，不等30s立即更新路由表。
 
五.RIP概述
 
RIP (Routing Information Protocols, 路由信息协议)，是应用较早的内部网关协议(IGP)，适用于小型网络，是典型的距离矢量协议，RIP基于UDP，端口520，在华为设备上路由默认优先级为100，周期性（30s）的更新（广播形式）整张路由表，只跟相邻的路由交互
 
六.RIP的度量值
 
是以跳数作为度量值，所谓的跳数指的是去往目标网络所需要经过的路由器个数。
 
七.rip协议的特性
 
①、 更新时间：30s，即每30s发布自己的路由更新消息；
 ② 、老化时间：180s，即6倍更新时间内未收到更新，该路由表项被标记为16跳（不可达），即无效路由；
 ③、垃圾回收时间： 120s，吴晓路由在刷新计时器时间内仍未被更新，则被删除。
 
八.RIP路由表的形成
 
在路由接口配置了IP并且接口up的情况下,每个路由器的路由表中会出现直连路由的条目;如果为路由器配置了RIP路由协议,路由器之间就会互相发送自己的路由表消息
 
路由器接收到相邻路由器发送来的路由信息,会与自己路由表中的条目进行比较,如果路由表中已经有这条路由信息,路由器会比较新接收到的路由信息是否由于现有的条目,如果优条于现有的条目,路由器会用新的路由信息替换原有的路由条目;反之,则路由器比较这路由信息与原有的条目是否来自同一个源,如果来自同一个源,则更新,否则忽略这条路由信息
 
当网络中的所有路由器已经学习到了所有的网段,网络为收敛状态
 
九.rip报文格式
 
（1）RIPV1报文格式
 
 
（2）RIPV2报文格式
 

 ip分为有类和无类：
 V1是有类，V2是无类，有子网掩码，支持24位/25位/30位；
 V1 使用广播 255.255.255.255，V2使用组播 224.0.0.0
 2种报文格式：
 1代表：requst 请求报文 —跟邻居请求路由表，同时发送自己的路由表
 2代表：response 响应报文—接口收到要回应，更新路由条目的报文
 
（3）RIPV2相较于RIPV1的改进
 
①支持外部路由标记(Route Tag)，可以在路由策略中根据Tag对路由进行灵活的控制
 报文中携带掩码信息，支持路由聚合和CIDR (Classless Inter-DomainRouting)
 
②支持指定下一-跳，在广播网.上可以选择到目的网段最优下一-跳地址
 
③支持以组播方式发送更新报文，只有支持RIPv2的设备才能接收协议报文,减少资源消耗
 
④支持对协议报文进行验证，增强安全性
 
十.下一跳
 

 下一跳特性使得RIP在多路访问网络中能够选择最优的下一跳。在上图中，R1将2.0.0.0/8路由引入RIP，通过RIP通告给R3，在其发送RIP路由时，将下一跳字段设置为192.168.123.2，如此一来，R3收到路由后，将2.0.0.0/8安装进路由表时，将下—跳设置为R2（而不是R1)。
 
十一. 距离矢量路由协议的防环机制
 
（1）定义最大度量值以防止计数至无穷大
 
定义了最大跳数为16，当一条路由的跳数大于或等于16时，认为该路由不能转发数据包了。
 
（2）水平分割
 
一个路由器从一个接口下收到的路由，该路由不能再从这个接口下发送出去
 
（3）路由中毒
 
当本地路由器的一个接口down掉的时候，路由器会将这个接口所在的网络以metric值为16的更新发送给邻居路由器
 
（4）毒性逆转
 
当路由器的路由表里面有一条路由标记为is possible down 的时候，它会把这条路由以metric值为16 给源路由器发送更新过去 此时不考虑水平分割
 
（5）触发更新
 
当本地路由器的路由表发生变化的时候，它不需要等待更新计时器，而是直接发送更新给邻居路由器。
 
（6）抑制计时器
 
抑制计时器就是如果一条路由更新的跳数大于路由表已记录的该路由的跳数，那将会引起该路由进入长达180S的抑制状态阶段，在抑制计时器超时前，路由器不再接收关于这条路由的更新信息。
 有的网段，只记录度量值，周期性的时间是30s，更新整张路由表，网络稳定时，周期性发送，网络不稳定时，不等30s立即更新路由表。

 
动态路由RIP协议
 
一、动态路由协议基础
1.1 概述
1.2 度量值
1.3收敛
1.4动态路由分类
  
二、RIP工作原理
2.1 基本原理
2.2 路由环路
2.3水平分割
2.4 毒性逆转
  
三、RIP v1和RIP v2的区别

 
一、动态路由协议基础
 
1.1 概述
 
相较于静态路由，动态路由的优点在于不需要手工书写路由，在配置好接口IP地址和和直连网段后，路由表之间可以相互学习（路由器能够自动建立路由表，根据网络中路由器之间通信，传递信息，利用收到的路由信息更新路由表）
 但并不代表动态路由可以取代静态路由，在网络中静态路由和动态路由相互补充
 动态路由的特点：
 1.减少了管理任务
 2.占用了网络宽带
 
 如图所示:R2利用从R1和R3传递的路由路由信息更新了自身的路由表
 
 当有其他非直连网段（50.0.0.0）出现时，R2也会根据变化，作出及时反映
 
1.2 度量值
 
度量值代表距离 （上图中的Metric就是度量值）
 路由器通过度量值来确定最优路由路径
 每一种路由算法在产生路由表时，会为每一条通过网络的路径产生一个数值（度量值），其最小的值表示最优路径
 度量值的计算可以只考虑路径的一个特性，但更复杂的度量值是综合了路径的多个特性产生的
 一些常用的度量值:
 1.跳数
 通过一台路由器算一跳
 2.带宽
 数据传输速度
 3.负载
 网络资源或者链路已被使用的（或正在运行的）部分的大小
 4.时延
 报文从源端传到目的地的时间
 5.可靠性
 链路稳定性
 6.成本
 协议的计算公式，用来计算总成本
 
1.3收敛
 
使所有路由表都达到一致状态的过程
 
1.4动态路由分类
 
动态路由协议按照路由执行的算法可以分为：
 1.距离矢量路由协议
 依据从源网络到目标网络所经过的路由器的个数选择路由，包括RIP、IGRP (思科私有协议)
 2.链路状态路由协议
 综合考虑从源网络到目标网络的各条路径的情况选择路由，包括OSPF、 IS-IS
 
二、RIP工作原理
 
2.1 基本原理
 
RIP属于距离矢量路由选择协议，它以跳数作为度量值来衡量到达目的地址的距离,最大跳数为15跳，16跳即为不可达，因此RIP只能应用于小型网络
 RIP在更新周期30s到时会以广播形式发送一次路由信息（使用UDP的520端口）在邻居之间互传
 更新消息是发送整个路由信息
 
2.2 路由环路
 
动态路由的工作原理就是通过每隔30s一次的广播进行的自主学习，同样每30s更新一次路由表，但在实际工作环境中不可能有同时开启的情况，这样的话，路由器就可能收到它自己发送的路由信息
 
如图所示：
 如果R3在更新周期内先发生状态变化，比如毒化40.0.0.0网段（40.0.0.0出现故障），那么跳数Hop会变成16，此时正好R2更新周期到了，向R3发送本身的路由表，就把原先学习记录到的40网段的发送了过去，这样R3就把出问题的40网段给覆盖，并且把下一跳地址变为30.0.0.1
 
 此时如果有个数据包是发向40.0.0.0网段的，经过R2，查看路由表，找到下一跳30.0.0.2发向R3，R3得到后查看路由表得到，40.0.0.0网段的下一跳又向着30.0.0.1发，即形成路由环路
 
 
2.3水平分割
 
水平分割为防环机制：
 路由器从某个接口接收到的更新信息不允许再从这个接口发回去
 
 如图所示，R2在收到R1和R3的路由信息后，在下一次更新时就不会将他们各自的直连网段信息发回去
 水平分割可以有效防止路由环路的产生，同时也能减少路由更新信息所占用的链路带宽资源
 
2.4 毒性逆转
 
毒性逆转可以理解为升级版的水平分割，将从邻居那里所获得的路由信息不是不发送回去，而是直接将这个网段标志为不可达（16跳）再发送回去，接收方路由器收到路由信息后会立刻抛弃该路由，而不是等待其老化时间到，不过毒性逆转会增加路由信息，占据链路带宽，通常不建议使用
 
三、RIP v1和RIP v2的区别
 

GNS3实验：动态路由RIP协议配置
 
实验目的：将两台路由器设置为动态路由，实现两端PC及连通。（这里使用动态路由的协议为RIP）
 
动态路由基本原理：
 
动态路由是与静态路由是相对的一个概念，动态路由可以通过与相邻的路由建立连通，从而相邻双方将自身已知路由表信息进行交换、更新，动态调整自身的路由表信息。
 动态路由的协议很多，常见的有RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP、BGP等。RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP是内部网关协议(IGP)，适用于单个ISP的统一路由协议的运行，一般由一个ISP（运营商）运营的网络为于一个AS（自治系统）内，有统一的AS number（自治系统号）。BGP是自治系统间的路由协议，是一种外部网关协议，多用于INTERNET上，在不同运营商之间交换路由信息，在某些大型的企业的内部网络里，有时也会用到BGP路由协议。
 这里我们只先介绍RIP协议，之后会介绍ospf协议，同时会介绍在一个拓扑结构中ospf与rip协议之间的路由、主机之间的互连。
 
设置拓扑图
 
第一步：设置拓扑图，PC的IP地址与路由端口如图：
 
 
设置路由
 
设置R1的两个端口IP地址并开启：
 
 退回全局模式，在全局模式下启动动态路由中RIP进程，选用RIP V2版本，然后宣告主网络号（向外宣告自己的直连网段），最后关闭自动汇总。同理配置R2与R3。
 
 查看路由协议
 
 设置R2接口IP与动态路由
 
 
 设置R3接口IP与动态路由
 
 
 
设置PC1与PC2的IP地址与网关
 
 
 
验证两台PC之间的相互通信。
 
 
总结:
 
1、下面用表格的形式简单介绍以下rip v1版本与v2版本之间的区别：
 2、介绍一下动态路由RIP协议优缺点：