计算机网络笔记：内部网关协议RIP

1.协议RIP的工作原理

RIP的地位：RIP是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议，其中文译名为路由信息协议。

RIP概述：

• RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，是互联网的标准协议，其最大的优点是简单。
• RIP协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到每一个网络的距离记录（因为是一组距离，所以构成了距离向量）。
• RIP中距离定义为：
  • 从一个路由器到直接相连的网络的距离定义为1；
  • 从一个主机到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由器数量加1。加1是因为到达目的网络后就进行直接交付。
  • 距离也被称为跳数，并且每经过一个网络，条数就加一。
• RIP认为好的路由就是通过的网络少，也就是距离短。RIP允许一条路径上最多包含15个网络，由此可见RIP只适用于小型互联网。
• RIP不能在两个网络之间同时使用多条路由，而是只选择一条具有最少网络数的路由，哪怕还存在一条高速但网络数量较多的路由。

分布式路由选择协议：RIP协议和OSPF协议都属于分布式路由选择协议，这一类协议的共同特点是每一个路由器都要不断地与其他一些路由器交换路由信息。

RIP的特点：

• 仅与相邻路由器交换信息：如果两个路由器之间的通信不需要经过另外一个路由器，那么这两个路由器就是相邻的。不相邻的路由器不交换信息。
• 交换的信息内容：路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，也就是自己的路由表。路由表中的信息是，每个路由器到本自治系统中所有网络的最短距离，以及到每个网络应该经过的下一跳路由器。
• 按照固定的时间间隔交换路由信息：每隔一段固定的时间，路由器根据收到的路由信息更新路由表。当网络拓扑发生变化时，路由器也及时向相邻路由器通知拓扑变化后的路由信息。

RIP协议路由表的生成过程：路由器刚刚开始工作时，路由表是空的，然后路由表就得出了到直接相连的几个网络的距离。接着，每一个路由器也只和数量1非常有限的相邻路由器交换并更新路由信息。但是经过若干次的更新后，所有的路由器最终都会知道到达本自治系统中任何一个网络的最短距离和下一跳路由器的地址。一般情况下，RIP可以收敛，并且收敛较快，也就是说自治系统中的所有结点都可以得到正确的路由选择信息。

2.距离向量算法

距离向量算法作用概述：距离向量算法是更新路由器到每个目的网络的最短距离的算法。该算法的基础是贝尔曼-福特算法。

距离向量算法流程：

• 对地址为X的相邻路由器发过来的RIP报文，先需改此报文中的所有项目：把下一跳的地址都改为X，并把所有距离字段加一。每一个项目应该包含三个字段，分别是前往的目的网络，距离和下一跳的路由器。
• 对修改后的RIP报文中的每一个表项，进行下面的步骤：
  • 如果原来的路由表中没有目的网络，则把该项目添加到路由表中；
  • 如果原来的路由表中有目的网络，并且下一跳的地址就是X，则用收到的项目替换表中原有的项目；
  • 如果原来的路由表中有目的网络，但是下一跳的地址不是X，则分情况讨论：如果先前路由的距离更大，则进行替换，否则什么也不做。
• 如果三分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把此相邻路由器记为不可达的路由器，并把距离设置为16。

距离向量算法的作用：该算法使得每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短的。

注意事项：虽然所有的路由器都最终拥有了整个自治系统的全局路由信息，但是由于每一个路由器的位置不同，它们的路由表自然也是不同的。

RIP协议的版本：目前较新的RIP版本是RIP2。新版本本身并无太大变化，但是性能上有所改进，并且支持无分类域间路由选择。

RIP报文：

• 传输方式：RIP报文作为运输层用户数据报UDP的数据部分进行传送，使用UDP的端口520。
• 组成部分：RIP报文由首部和路由两部分组成。路由部分写入自治系统号ASN，这个是考虑到RIP有可能接收到本自治系统之外的路由选择信息；还要指出目的网络地址、下一跳路由器地址以及到此网络的距离。

3.坏消息传播得慢

RIP存在的一个问题：当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将此信息传送给所有的路由器。这个特点被称为：好消息传播得快，坏消息传播得慢。

RIP协议的评价：

• 优点：实现简单，开销较小。
• 缺点：
  • 限制了网络的规模；
  • 随着网络规模的增大，交换完整路由表信息的开销也增加；
  • 坏消息传播得慢。