RIP 技术深度解析

一、RIP 概述​

1.1 定义与定位

        RIP 是 Routing Information Protocol （路由信息协议）的简称。它是一种较为简单的内部网关协议 IGP （ Interior Gateway Protocol ），主要应用于规模较小的网络中。对于更为复杂的环境和大型网络，一般不使用 RIP 协议。

        RIP 是一种基于距离矢量（ Distance-Vector ）算法的协议，它通过 UDP 报文进行路由信息的交换，使用的端口号为 520 。

        RIP 使用跳数（Hop Count ）来衡量到达目的地址的距离，称为度量值。在 RIP 中，缺省情况下，设备到与它直接相连网络的跳数为 0 ，通过一个设备可达的网络的跳数为 1 ，其余依此类推。也就是说，度量值等于从本网络到达目的网络间的设备数量。为限制收敛时间， RIP 规定度量值取 0 ～15 之间的整数，大于或等于 16 的跳数被定义为无穷大，即目的网络 或主机不可达。由于这个限制，使得 RIP 不可能在大型网络中得到应用。

        为提高性能，防止产生路由循环，RIP 支持水平分割 和毒性逆转 功能。

1.2 发展历程​

        RIP 经历了多个版本的演进。最初的 RIP 版本存在诸多局限性，如不支持可变长子网掩码（VLSM）、以广播形式发送路由更新等。随着网络技术的发展，RIP 版本 2（RIPv2）应运而生，它引入了支持 VLSM、组播更新（224.0.0.9）等功能，有效提升了协议的实用性和灵活性，在一定程度上满足了更复杂网络环境的需求。

二、各版本特点

2.1 RIP-1 特点？

        RIP-1（即 RIP version1 ）是有类别路由协议（ Classful Routing Protocol ），它只支持以广 播方式发布协议报文，报文格式如 图1 所示。在一个 RIP 报文中，最多可以有 25 个路由 项。 RIP 是一个基于 UDP 协议的，并且 RIP-1 的数据包不能超过 512 字节。 RIP-1 的协议报 文中没有携带掩码信息，它只能识别 A 、 B 、 C 类这样的自然网段的路由，因此 RIP-1 无法支 持路由聚合，也不支持不连续子网（ Discontiguous Subnet ）。

图 1 RIP-1 的报文格式

2.2 RIP-2 特点？

        RIP-2（即 RIP version2 ）是一种无分类路由协议（ Classless Routing Protocol ），报文格式

如 图 2 所示。

图 2 RIP-2 的报文格式

与 RIP-1 相比，RIP-2 有以下优势：

       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。

       2. 报文中携带掩码信息，支持路由聚合和 CIDR （ Classless Inter-Domain Routing ）。

       3.支持指定下一跳，在广播网上可以选择到最优下一跳地址。

       4.支持组播路由发送更新报文，只有支持 RIP-2 的设备才能收到协议报文，减少资源消

耗。

       5.支持对协议报文进行验证，并提供明文验证和 MD5 验证两种方式，增强安全性。

        RIP-2 有两种报文传送方式：广播方式和组播方式，缺省将采用组播方式发送报文，使用

的组播地址为 224.0.0.9 。当接口运行 RIP-2 广播方式时，也可接收 RIP-1 的报文。

三、RIP 定时器有哪些？

3.1 主要使用三个定时器：

         更新定时器（Update timer）：它定时触发更新报文的发送，更新周期默认为 30 秒。

        老化定时器（Age timer）：RIP 设备如果在老化时间内没有收到邻居发来的路由更新报文，则认为该路由不可达。180s。

        垃圾收集定时器：如果在垃圾收集时间内不可达路由没有收到来自同一邻居的更新，则该路由将被从路由表中彻底删除。120s。

3.2 三个定时器之间的关系：

        RIP 的更新信息发布是由 Update 定时器控制的，默认为每 30 秒发送一次。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。如果在默认 180 秒后没有收到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，如果在默认 120 秒内仍然没有 收到更新报文，垃圾收集定时器超时后在路由中删除该表项。  

3.3 华三设备RIP定时器技术：

        通过调整 RIP 定时器可以改变 RIP 网络的收敛速度。

        RIP 受四个定时器的控制，分别是 Update 、 Timeout 、 Suppress 和 Garbage-Collect 。缺省情况下，Garbage-collect 定时器的值为 120 秒， Suppress 定时器的值为 120 秒， Timeout 定时

器的值为 180 秒， Update 定时器的值为 30 秒

        Update 定时器，定义了发送路由更新的时间间隔。

        Timeout 定时器，定义了路由老化时间。如果在老化时间内没有收到关于某条路由的更新报

文，则该条路由在路由表中的度量值将会被设置为 16 。

        Suppress 定时器，定义了 RIP 路由处于抑制状态的时长。当一条路由的度量值变为 16 时，

该路由将进入抑制状态。在被抑制状态，只有来自同一邻居且度量值小于 16 的路由更新才会被路由器接收，取代不可达路由。

        Garbage-Collect 定时器，定义了一条路由从度量值变为 16 开始，直到它从路由表里被删除

所经过的时间。在 Garbage-Collect 时间内， RIP 以 16 作为度量值向外发送这条路由的更新，如果 Garbage-Collect 超时，该路由仍没有得到更新，则该路由将从路由表中被彻底删除。

四、RIP的一些运行机制

4.1 水平分割

        水平分割（Split Horizon ）指的是 RIP 从某个接口学到的路由，不会从该接口再发回给邻居设备。这样不但减少了带宽消耗，还可以防止路由环路。

  图 3 水平分割原理图

        如 图 3 所示， RouterB 目的地址是 10.0.0.0 的路由信息通告给 RouterA 后， RouterA 不会

再把到网络 10.0.0.0 的路由发回给 RouterB 。

4.2 毒性逆转

        毒性逆转（Poison Reverse ）指的是 RIP 从某个接口学到路由后，将该路由的开销设置为 16 （即指明该路由不可达），并从原接口发回邻居设备。利用这种方式，可以清除对方路由表中的无用路由。

        RIP 毒性逆转可以防止产生路由环路。

图 4 毒性逆转原理图

        如 图 4 所示，在不配置水平分割的情况下， RouterB 会向 RouterA 发送从 RouterA 学到 的路由，并且 RouterA 到网络 10.0.0.0 的路由开销值为 1 。如果 RouterA 到网络 10.0.0.0 的 路由变成不可达，同时 RouterB 没有收到 RouterA 的更新报文，而继续向 RouterA 发送到达网络 10.0.0.0 路由信息，则会导致路由环路。

        如果 RouterA 在接收到从 RouterB 发来的路由后，向 RouterB 发送一个这条路由不可达的消息，这样 RouterB 就不会再从 RouterA 学到这条可达路由，因此就可以避免上述环路的发生。

注意：如果毒性逆转和水平分割都配置了，简单的水平分割行为（从某接口学到的路由再从这

个接口发布时将被抑制）会被毒性逆转行为代替。

4.3触发更新

        触发更新的原理是，路由信息发生变化时，立即向邻居设备发送触发更新报文，通知变化的路由信息。

        触发更新缩短了收敛时间，触发更新可以缩短网络收敛时间，在路由表项变化时立即向其他设备广播该信息，而不必等待定时更新。

图 5 触发更新原理图

        如 图 5 所示，网络 11.4.0.0 不可达时， RouterC 最先得到这一信息。通常，更新路由信息会定时发送给相邻 Router （ RIP 协议每隔 30 秒发送一次）。但如果在 RouterC 等待更新周期到来的时候，RouterB 的更新报文传到了 RouterC ， RouterC 就会学到 RouterB 的去往网络11.4.0.0 的错误路由。这样 RouterB 和 RouterC 上去往网络 11.4.0.0 的路由都指向对方从而形成路由环路。如果 RouterC 发现网络故障之后，不再等待更新周期到来，就立即发送路由更新信息给路由器 B ，使路由器 B 的路由表及时更新，则可以避免产生上述问题。

        触发更新还存在另外一种方式：当下一跳不可用之后（如因为链路故障）需要及时通告给其它设备，此时要把该路由的 cost 设置为 16 然后发布出去，此更新也叫做路由毒杀/路由毒害。

五、RIP 如何做路由聚合？

       路由聚合的原理是，同一个自然网段内的不同子网的路由在向外（其它网段）发送时聚合成一个网段的路由发送。RIP-1 的协议报文中没有携带掩码信息，故 RIP-1 发布的就是自然掩码的路由。RIP-2 支持路由聚合，因为 RIP-2 报文携带掩码位，所以支持子网划分。在 RIP-2 中进行路由聚合可提高大型网络的可扩展性和效率，缩减路由表。

路由聚合有两种方式：

        基于 RIP 进程的有类聚合：

        比如，对于 10.1.1.0/24 （ metric=2 ）和 10.1.2.0/24 （ metric=3 ）这两条路由，会聚合成

自然网段路由 10.0.0.0/8 （ metric=2 ）。 RIP Version2 聚合是按类聚和的，聚合得到最优的

metric 值。

        基于接口的聚合：

        用户可以指定聚合地址。

        比如，对于 10.1.1.0/24 （ metric=2 ）和 10.1.2.0/24 （ metric=3 ）这两条路由，可以在此

接口上配置聚合路由 10.1.0.0/16 （ metric=2 ）。

六、RIP 的运行过程？

RIP 的运行过程如下：

        (1)路由器启动 RIP 后，便会向相邻的路由器发送请求报文（ Request message ），相邻的

RIP 路由器收到请求报文后，响应该请求，回送包含本地路由表信息的响应报文（ Response message）。

        (2)路由器收到响应报文后，更新本地路由表，同时向相邻路由器发送触发更新报文， 通告路由更新信息。相邻路由器收到触发更新报文后，又向其各自的相邻路由器发送触发更 新报文。在一连串的触发更新广播后，各路由器都能得到并保持最新的路由信息。

        (3)路由器周期性向相邻路由器发送本地路由表，运行 RIP 协议的相邻路由器在收到报文后，对本地路由进行维护，选择一条最佳路由，再向其各自相邻网络发送更新信息，使更新的路由最终能达到全局有效。同时，RIP 采用老化机制对超时的路由进行老化处理，以保证路由的实时性和有效性。

七、对路由信息控制技术？

7.1 配置接口附加度量值：

附加度量值是在 RIP 路由原来度量值的基础上所增加的度量值（跳数），包括发送附加度量值和接收附加度量值。

发送附加度量值：不会改变路由表中的路由度量值，仅当接口发送 RIP 路由信息时才会添加到发送路由上。

接收附加度量值：会影响接收到的路由度量值，接口接收到一条合法的 RIP 路由时，在将其加入路由表前会把度量值附加到该路由上，当附加度量值与原路由度量值之和大于 16，该条路由的度量值取 16 。

7.2 配置 RIP-2 路由聚合：

RIP-2 将多条路由聚合成一条路由时，聚合路由的 Metric 值将取所有路由 Metric 的最小值。

7.3 在 RIP-2 中，有两种路由聚合方式：

自动路由聚合和手工配置聚合路由。

7.4 禁止 RIP 接收主机路由

        禁止接收主机路由仅对 RIPv2 有效，对 RIPv1 无效。

        在某些特殊情况下，路由器会收到大量来自同一网段的主机路由。这些路由对于路由寻址没有多少作用，却占用了大量的资源，此时可配置 RIP 禁止接收主机路由，以节省网络资源。

7.5 配置 RIP 发布缺省路由

用户可以配置 RIP 以指定度量值向邻居发布一条缺省路由。

7.6 配置 RIP 对接收/发布的路由进行过滤

路由器提供路由信息过滤功能，通过指定地址前缀列表，可以配置入口或出口过滤策略，对接收和发布的路由进行过滤。在接收路由时，可以指定只接收来自某个邻居的 RIP 报文。

7.7 配置 RIP 协议优先级

在路由器中可能会运行多个 IGP 路由协议，如果想让 RIP 路由具有比从其它路由协议学来的路由更高的优先级，需要配置小的优先级值。优先级的高低将最后决定 IP 路由表中的路由是通过哪种路由算法获取的最佳路由。

7.8 配置 RIP 引入外部路由

如果在路由器上不仅运行 RIP ，还运行着其它路由协议，可以配置 RIP 引入其它协议生成的路由，如 OSPF 、 IS-IS 、 BGP 、静态路由或者直连路由。

八、代码

R1(config)#router rip
R1(config-router)#version 2
R1(config-router)#network 192.168.1.0
R1(config-router)#network <R1与R2连接的网络地址>