CCNA图文-11-RIPv1协议详解

文章目录

• 1.RIP主要特征
• 2.RIP路由互相学习过程解析
• 3.RIP定时器
• 4.RIP路由环路形成解析
• 5.距离矢量路由环路的解决方法
• 6.RIPv1配置实例
• a.负载均衡
• b.查看路由协议
• c.debug ip rip
• d.水平分隔
• e.被动接口配置
• f.单播更新实例
• g.触发更新
• h.缺省路由
• i.浮动静态路由
• j.更改定时器

1.RIP主要特征

RIP（Routing Information Protocol，路由信息协议），是早期应用比较普遍的内部网关协议，是典型的距离矢量路由协议，适用于小型网络，最大的缺点是无法在具有冗余链路的网络中有效的运用。

RIP协议的默认管理距离是120，RIP所接收的路由信息都被封装在UDP协议的数据报中，在UDP的520端口接收来自远程路由的信息。

RIP使用Hop Count（跳计数）作为路径选择的度量值。最大跳数是15，如果最大跳数大于15，则认为该网络失效。RIPv1采用广播式更新，RIPv2采用组播更新方式，RIP默认每隔30秒周期性的发送整个路由表给邻路由。

2.RIP路由互相学习过程解析

RIP协议运行前R1、R2、R3的路由表中只有直连路由的信息，如下图（图1）：

1）运行RIP路由协议后，R1、R2、R3宣告各自直连网络

2）假设R1先发送路由更新，R1将自己直连网络10.1.0.0和10.2.0.0以1跳的度量值告诉R2。

3）R2收到R1的路由表后，将自己的路由与R1传过来的路由进行比较，R2发现自己的路由表中没有10.1.0.0，R2记下这条路由以及路由对应的接口和跳数1；并且R2发现自己的路由表中已经有10.2.0.0这个条目，而且是直连条目，直连路由的管理距离是0，学到的RIP路由的管理距离是120，所以R2忽略R1传过来的10.2.0.0这个条目。

4）R2把自己路由表中的直连网络10.2.0.0和10.3.0.0以1跳的度量值告诉R3；并且将从R1那里学到的10.1.0.0网络以2跳的度量值告诉R3。

5）R3收到R2发过来的路由条目，将自己的路由表和R2发过来的条目进行比较，R3发现自己路由表中没有10.1.0.0，R3记录下这条路由以及对应端口和跳数2；R3发现自己路由表中没有10.2.0.0，R3记录下这条路由和对应端口以及跳数1；R3发现自己的路由表中已经存在10.3.0.0，并且是直连，比R2发过来的RIP更新有更好的度量值，R3忽略R2发来的10.3.0.0。这样R3学到了完整的路由条目。

6）同理，R3也会将路由发给R2，R2再发给R1，最后所有路由都可以学到所有条目。

运行RIP后各路由上的路由表如下图（图2）：

3.RIP定时器

在运行了RIP协议的路由上查看RIP定时器的情况：

在不考虑使用任何防止距离矢量协议路由选择环路的情况下，可以这样来理解上面的四种定时器。结合下图（图3），默认情况下，网络中的路由30秒发送一次RIP路由更新，如果此时R1上面的"网路1"失效，R1发往R2的路由更新中不再含有"网路1"，R2上的路由失效定时器、路由抑制定时器、路由刷新定时器同时开启，连续6个更新周期（180秒）后，R2都没有收到R1发过来的"网路1"的路由更新，R2认为"网路1"失效，这里用到的就是路由失效定时器（倒计时180秒）。在R2认为"网路1"失效以前（180秒内），如果R2收到发往"网路1"的数据，R2任然转发数据给R1。在R2认为"网路1"失效的前的这180秒中，"网路1"在R2上处于抑制状态。在接下来的60秒中（240-180，也就是R2认为"网路1"失效后），R2认为"网路1"可能down掉了，并且不再转发去往"网路1"的数据给R1。

4.RIP路由环路形成解析

在上图中，R1将网络1的路由信息发给R2，R2学到了网络1并将度量值标记为1跳，即经过一台路由可以到达，下一跳是R1；路由R2将网络1的路由信息发给R3和R5，R3和R5都学到了网络1，并将度量值标记为2跳，即经过两台路由可以到达，下一跳是路由R2；R3和R5都将网络1发给R4，R4也学到网络1，并将度量值标记为3跳，下一跳路由是R3或R5，即从两台路由都能到达，R4去往网络1的数据将负载均衡。此时所有的路由都拥有一致的认识和正确的路由表，这时网络被称作”已收敛”。

此时，当网络1断开，R1将网络1不可达的信息发送给R2，R2将网络1不可达的信息发送给R3和R5，R4还不知道网络1不可达的信息，就在这个时候R4发送了一个更新给R5，认为通过R3可以到达网络1；当然也可能是发送给R3，告诉它通过R5可以到达网络1。这里假设是第一种情况，R5收到通过R4可以到达网络1的更新后，更新自己的路由表，并将网络1可达的信息发送给了R2，R2更新自己的路由表并发送给R3和R1。R3更新自己的路由表并发送给R4，至此，路由环路形成。

5.距离矢量路由环路的解决方法

距离矢量路由环路的解决方法有如下五种：

1）最大跳计数(maximum metric)，RIP允许跳计数最大可以达到15，任何需要经过16跳才能到达的网络都被认为是不可达的。

2）水平分隔(split horizon)，（使用图3举例）限制路由器不能按照接收信息的方向去将接收到的信息再发回去。比如路由R3和R5有关网络1的信息是从R2学习到的，它们不会将网络1的信息再从与R2相连的接口发回去。这样R4最终会学习到网络1不可达的信息。

3）路由中毒（route poisconing），路由中毒通过将故障网络设置成最大跳计数加1来暗示网络不可达，毒性反转是避免环路的另一种方法，比如R2学习到R1发送过来的网络1不可达的信息，首先它将网络1的跳计数更改成16跳，并且根据毒性反转，它将向R1送回一条网络1不可达的更新。

4）触发更新（triggered update），周期性发送更新，RIP是默认每隔30秒。

5）抑制定时器（holddown time），（使用图3举例）比如R2收到了R1发来的网络1不可达的信息后，R2首先标记此网络不可达，同时R2的抑制定时器启动，在RIP中抑制定时器是180秒倒计时，如果在抑制定时器到期前，又从R1收到网络1可达的信息了，那么删除这个抑制定时器，并且标记网络1可达；如果在抑制定时器期满前，收到一个来自其他路由的（R3或者R4）关于网络1的更新，并且这个更新具有更好的度量值（假设以前学到的是3跳，这里有其他路由告诉它只需要1跳就能到达网络1），那么R2删除抑制定时器，并且标记网络1可达；如果在抑制定时器到期前，R2收到另外路由器发来的关于网络1的更新，并且具有更差的度量值，那么忽略此更新；在抑制定时器期满后，R2删除抑制定时器，接收来自任何源路由的关于网络1的更新。

6.RIPv1配置实例

使用RIPv1来配置下图（图4）：

三台路由器配置相同的部分：

R1配置：

R2配置：

R3配置：

配置完成后大约等待十几秒查看一下R1的路由表：

断开R1和R2之间的链路，等网络再次收敛后查看R1的路由表：

a.负载均衡

从R1的路由表输出可以看到，去往23.0.0.0/24的路径有两条：

R1去往23.0.0.0/8网络的数据将被负载到这两条线路上，在本例中R1和R3之间的以太网线路速率为100Mb/s，而R1和R2之间的串行线路速率仅仅只有1.544Mb/s，可以看出RIP协议并不会不考虑线路带宽，仅考虑度量值，RIP默认支持四条线路的负载均衡，可以使用下面的命令更改最大负载均衡线路数：

现在来测试一下负载均衡是否被使用:

上面的测试中，之所以没有将数据负载到两条线路中，是因为思科的IOS软件提供了两种负载均衡的方式：

第一：基于每个分组的负载均衡，称作进程交换；
第二：基于每个目的的负载均衡，称作快速交换；
而IOS默认使用快速交换，如果使用进程交换，IOS将会将交替使用每条线路，下面关闭快速交换，使用进程交换：

b.查看路由协议

在R1上使用"show ip protocols"查看R1上运行的路由协议：

c.debug ip rip

使用"debug ip rip"实时监控路由收发RIP更新的情况：

d.水平分隔

查看某接口是否开启了水平分隔：

关闭R1 s0/0接口的水平分隔，再使用debug ip rip查看发送更新情况：

e.被动接口配置

从前面的Debug信息中包含了RIP向回环接口发送的更新，这些更新都是没有意义的，可以将回环接口设置成被动接口，这样这个接口将不再向外发送路由更新：

f.单播更新实例

请在GNS3中搭建下面的拓扑，图中（图5），SW1是普通交换机（127.0.0.1:8000，非IOU中的交换机），路由全部是c3640，通过配置单播更新，实现路由R1可以和R2相互学习路由，但不与R3交换路由：

R1配置：

R2配置：

R3配置:

使用show ip route分别查看R1、R2、R3上面的路由信息，发现R1和R2可以彼此学习到路由信息，R3学习不到任何路由信息，也不向外发送任何路由信息。使用debug ip rip在R1和R2上可以查看到"sending v1 update to 123.1.1.2"这样的单播更新包。

g.触发更新

距离矢量路由采用的是周期性更新，可以在串口上使用触发更新，以太网接口不支持触发更新：

h.缺省路由

如下图（图6）所示，R1是公司内部路由，R2是公司边界路由，R3相当于ISP的边界路由。在公司内部运行了RIPv1协议。如果公司内部有许多路由，为了访问Internet，需要在公司内部每台路由上面都做默认路由指向公司边界路由R2。其实这里可以使用RIP缺省路由自动向公司内部路由宣告一条默认路由。然后在R2上做一条默认路由指向ISP的边界路由R3即可：

R1配置：

R2配置：

R3配置：

下面是R1的路由表：

此时R1上虽然没有去往R3回环接口的路由，但是R1 ping 3.3.3.3仍然能够ping通，就是因为这条从RIP学习到的默认路由，但如果使用高级ping命令，让R1使用IP1.1.1.1作为源去ping R3，就ping不通了，为什么呢？因为R3上只有一条去往12.1.1.0/24网段的静态路由，它并不知道发往1.1.1.1的数据应该怎么发送，所以丢弃。

i.浮动静态路由

如下图（图7）所示，R1和R2使用快速以太网和串行线路相连，假如R1是公司总部路由，R2是分部路由，它们之间的快速以太网线路模拟快速专线连接，而串行线路模拟普通慢速线路；R1和R2运行RIPv1协议，在没有出现故障前，总部和分部使用快速专线通信，当专线发生故障时，要求自动切换到慢速串行线路，并且保持总部和分部的数据通信正常：

R1配置：

R2配置：

这个时候随便在哪个路由上查看路由表，都只能看到RIP学到的条目

如果此时，我们手动关闭R2的fa1/0,再次查看路由表：

注意：在这个例子中因为GNS3模拟器的关系，需要关闭两端的fa1/0接口才能让静态路由起作用，而真实环境中只要关闭一端的端口，另一端立即就会down掉。

j.更改定时器

RIP的四个定时器是可以更改的，但一般不建议更改，更改方法如下：