HCIE课程笔记1-RIP(1)
前言
RIP是Routing Information Protocol（路由信息协议）的简称。RIP是一种基于距离矢量（Distance-Vector）算法、简单的内部网关协议，主要应用于规模较小、可靠性要求较低的网络，对于环境复杂的大型网络，一般不使用RIP协议
RIP原理描述
- RIPv1
RIPv1报文结构：
(1)RIP每条信息包含两个部分，分别为Header和Router Entries。其中Header包含Command和Version。Route Entries最多包含25条路由条目，每个路由条目包含Address Family、Identifier、目的网段的IP地址和条数。
(2)各个字段解释如下：
Command：取值为1时表示该消息为请求消息；取值为2时表示该消息为响应消息
Version:取值1、2，表示RIP消息版本为RIPv1或者RIPv2
Address family identifier:对于IPv4协议，该字段值为2。当该消息是对整张路由表的请求消息时，该字段值为0。
IP Address:表示路由的目的地址。这一项可以是网络地址、主机地址
Metric：该字段时指RIP中的跳数。虽然取值范围为0-2^32，但在RIP中，取值1-16。
RIPv1特点：
(1)有类别路由协议。RIPv1中的协议报文没有携带掩码信息，在发送和接受路由更新信息时，是根据主类网段掩码和接口地址掩码来处理路由条目，所以不支持路由聚合、不支持不连续子网。
(2)广播更新
(3)基于UDP，端口号520。RIPv1数据包不超过512字节（RIP报文头部占用4个字节，每个路由条目占用20个字节，所以最大是4+（25*20）=504字节，再加上8个字节的UDP头部，所有RIP数据包的大小（不包含IP包的头部），最大512个字节）。
(4)不支持验证：RIPv1的协议报文没有验证字段，所以不支持验证。
2.RIPv2
RIPv2报文结构：
(1)基本结构通RIPv1。RIPv2使用了RIPv1中部分未使用字段以提供扩展功能
(2)Route Tag：用于标记外部路由或者引入到RIPv2协议中的路由，可以在路由策略中根据Tag对路由进行灵活的控制。
(3)Subnet Mask：用来标识使用IPv4地址的网络和子网部分，使得RIPv2支持路由聚合和CIDR
(4)Next Hop：表示比通告路由器地址更好的下一跳地址。如果该字段为0.0.0.0，说明通告路由器地址为最优下一跳地址。
(5)当RIPv2配置认证时，RIPv2对报文第一跳Route Entries进行修改。具体修改如下：
Address Family Identifier字段设置为0xFFFF，Route Tag字段改为Authentication Type字段。IP Address、Subnet Mask、Next Hop和Metric会变为口令字段。
RIPv2特点：
(1)无类别路由协议
(2)组播更新，组播地址224.0.0.9，只有运行RIPv2的设备才能收到协议报文，减少资源消耗
(3)基于UDP，端口号520
(4)支持外部路由Tag；支持路由聚合和CIDR；支持指定下一跳，从而使路径最优；支持认证，增强安全性。MD5认证实际上是把路由表项和共享密钥进行与运算，然后路由器将运算结果和路由条目发送给对端邻居。
3.定时器
RIP主要使用三个定时器：
（1）更新定时器：定时出发更新报文的发送，默认30S
（2）老化定时器：RIP设备在老化时间（默认180S）内没有收到邻居发来的路由更新报文，则认为路由不可达，老化定时器超时后，将该路由条目的度量值设置为16
（3）垃圾收集定时器：如果在垃圾收集时间内（默认为更新定时器的4倍，即120S），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
三个定时器之间的关系：
RIP的更新信息发布是由更新定时器控制的，默认为每30秒发送依次；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。如果老化定时器超时，设备仍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。
注意：如果设备不具有触发更新功能，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（即为垃圾收集时间）。
4 常见特性
(1)水平分割
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。在帧中继和X.25等NBMA网络中，水平分割功能缺省为禁止状态。
RIP采用水平分割不但减少了带宽消耗，还可以防止路由环路。
如图所示，R1向R2发送网络10.0.0.0/8的路由信息，R2学习到这条路由会再发送给R1，这样，R1可以学习到两条到达10.0.0.0/8网络的路由：一条为跳数为0的直连路由，一条为下一跳指向R2，且跳数为2的路由，因为直连路由优先级高，直连；当R1到10.0.0.0/8的直连路由不可达，并且R2没有收到该路由不可达的信息时，R2会继续向R1发送10.0.0.0/8可达的路由信息，R1收到后就会认为可以通过R2到达10.0.0.0/8网络，R2仍旧认为可以通过R1到达10.0.0.0/8网络，从而形成环路。在配置水平分割后，R2将不会再把到网络10.0.0.0/8的路由发回给R1，由此避免了路由环路的产生。
注意：再NBMA网络中，水平分割缺省是禁用的
(2)毒性逆转
指的是RIP从某个端口学到路由后，将该路由的开销设置为16，并从原接口发回邻居设备，如果同时配置了毒性逆转和水平分割，则只使用毒性逆转功能。
毒性逆转可以清楚对方路由表中的无用路由。缺省情况下，不使能毒性逆转。一般情况下，在华为设备中均使用水平分割（除NBMA网络）而禁用毒性逆转。
(3)触发更新
触发更新指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，从而缩短网络收敛时间。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。如果没有触发更新，缺省情况下，失效的路由条目会在路由表停留最多300秒（老化定时器+垃圾收集定时器）。
触发更新不会触发接收路由器重置自己的更新定时器。
(4)路由聚合
路由聚合：
(a)同一个自然网段内的不通子网的路由在向外（其他网段）发送时聚合成一个网段的路由发送；
(b)RIPv1不支持路由聚合，RIPv2支持路由聚合（因为RIPv2报文携带掩码位，支持子网划分）；
(c)包括基于RIPv2进程的有类聚合（自动聚合）和基于接口的聚合（手动聚合）；
(d)如果被聚合路由携带了Tag，聚合后，Tag信息会被清除。
5 RIP工作过程
(1)初始状态：路由器开启RIP进程，宣告相应接口，则设备就会从相关接口发送和接收RIP报文；
(2)构建路由表：路由器依据接收到的RIP报文构建自己的路由表项；
(3)维护路由表：路由器每30秒发送更新报文，同时接收相邻路由器的更新报文以维护路由表项；
(4)老化路由表项：路由器为自己构建的路由表项启动180秒的定时器。180秒内收到更新报文，则重置该定时器；
(5)垃圾收集表项：超过180秒没有收到相应路由表项的更新，则启动120秒的垃圾收集定时器，同时将该路由表项的度量置为16；
(6)删除路由表项：再超过120秒，路由器仍然没有收到相应路由表项的更新，则删除该路由表项；