通信工程師考試互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)路由信息協(xié)議[1]

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5.5.1 路由信息協(xié)議

使用最廣泛的一種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議是路由信息協(xié)議（RoutingInformationProtocol,RIP），又稱為routed（路由守護神），來自一個實現(xiàn)它的程序。這個程序最初由加利福尼亞大學伯克利分校設計，用于給在局域網(wǎng)上的機器提供一致的選路和可達信息。它依靠物理網(wǎng)絡的廣播功能來迅速交換選路信息。它并不是被設計來用于大型廣域網(wǎng)的（盡管現(xiàn)在的確這么用）。

在旋樂（Xerox）公司的PaloAlto研究中心PARC早期所作的關(guān)于網(wǎng)絡互連的研究的基礎(chǔ)上，routed實現(xiàn)了起源于XeroxNSRIP的一個新協(xié)議，它更為通用化，能夠適應多種網(wǎng)絡。

盡管在其前輩上做了一些小改動，RIP作為IGP流行起來并非在技術(shù)上有過人之處，而是由于伯克利分校把路由守護神軟件附加在流行的4BSDUNIX系統(tǒng)上一起分發(fā)，從而使得許多TCP/IP網(wǎng)點根本沒考慮其技術(shù)上的優(yōu)劣就采用routed并開始使用RIP.一旦安裝并使用了這個軟件，它就成為本地選路的基礎(chǔ)，研究人員也開始在大型網(wǎng)絡上使用它。

關(guān)于RIP的最令人吃驚的亊可能就是在它還沒有正式標準之前就已經(jīng)廣泛流行了，大多數(shù)的實現(xiàn)都脫胎于伯克利分校的程序，但是由于編程人員對未形成文檔的微妙細節(jié)理解不同而造成了它們之間互操作性限制。協(xié)議出現(xiàn)新版本后，出現(xiàn)了更多的問題。在1988年6月形成了一個RFC標準，這才使軟件商解決了互操作性問題。

RIP的基礎(chǔ)就是基于本地網(wǎng)的矢量距離選路算法的直接而簡單的實現(xiàn)。它把參加通信的機器分為主動的（active）和被動的（passive或silent）主動路由器向其他路由器通告其路由，而被動路由器接收通告并在此基礎(chǔ)上更新其路由，它們自己并不通告路由。只有路由器能以主動方式使用RIP,而主機只能使用被動方式？

以主動方式運行RIP的路由器每隔30s廣播一次報文，該報文包含了路由器當前的選路數(shù)據(jù)庫中的信息。每個報文由序偶構(gòu)成，每個序偶由一個IP網(wǎng)絡地址和一個代表到達該網(wǎng)絡的距離的整數(shù)構(gòu)成。RIP使用跳數(shù)度量（hopcountmetric）來衡量到達目的站的距離。在RIP度景標準中，路由器到它直接相連的網(wǎng)絡的跳數(shù)被定義為1,到通過另一個路由器可達的網(wǎng)絡的距離為2跳，其余依次類推。因此，從給定源站到目的站的一條路徑的跳數(shù)（numberofhops或hopcount）對應于數(shù)據(jù)報沿該路傳輸時所經(jīng)過的路由器數(shù)。顯然，使用跳數(shù)作為衡量最短路徑并不一定會得到最佳結(jié)果。例如，一條經(jīng)過三個以太網(wǎng)的跳數(shù)為3的路徑，可能比經(jīng)過兩條低速串行線的跳數(shù)為2的路徑要快得多。為了補償傳輸技術(shù)上的差距，許多RIP軟件在通告低速網(wǎng)絡路由時人為地增加了跳數(shù)。

運行RIP的主動機器和被動機器都要監(jiān)聽所有的廣播報文，并根據(jù)前面所說的矢ft距離算法來更新其選路表。

RIP規(guī)定了少量規(guī)則來改進其性能和可靠性。例如，當路由器收到另一個路由器傳來的路由時，它將保留該路由直到收到更好的路由。為了防止路由在兩個或多個費用相等的路徑之間振蕩不定，RIP規(guī)定在得到費用更小的路由之前保留原有路由不變。

RIP規(guī)定所有收聽者必須對通過RIP獲得的路由設置定時器。當路由器在選路表中安置新路由時，它也為之設定了定時器。當該路由器又收到關(guān)于該路由的另一個廣播報文后，定時器也要重新設置。如果經(jīng)過180s后還沒有下一次通愾該路由，它就變?yōu)闊o效路由。

R1P必須處理下層算法的3類錯誤。第一。由于算法不能明確地檢測出選路的回路，RIP要么假定參與者是可信賴的，要么采取一定的預防措施。第二，RIP必須對可能的距離使用一個較小的最大值來防止出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象（RIP使用的值是16）。因而，對于那些實際跳數(shù)值在16左右的互連網(wǎng)絡，管理者要么把它劃分為若干部分，要么采用其他的協(xié)議。第三，選路更新報文在網(wǎng)絡之間的傳輸速度很慢，RIP所使用的矢量距離算法會產(chǎn)生慢收斂（slowconvergence）或無限計數(shù)（counttoinfinity）問題從而引發(fā)不一致性。選擇一個小的無限大值（16）?？梢韵拗坡諗繂栴}，但不能徹底解決客觀存在。

選路表的不一致問題并非僅在RIP中出現(xiàn)。它是出現(xiàn)在任何矢量距離協(xié)議中的一個根本性的問題，在此協(xié)議中，更新報文僅僅包含由目的網(wǎng)絡及到達該網(wǎng)絡的距離構(gòu)成的序偶。為了理解這個問題，考慮如圖5-38所示的路由集合。

如圖5-38所示的那樣，R1直接與網(wǎng)絡1相連，所以在它的選路表中有一條到該網(wǎng)絡的距離為丨的路由：在周期性的路由廣播中包括了這個路由。R2從R1處得知了這個路由，并在自己的選路表中建立了相應的路由表并將之以距離值2廣播出去。最后R3從R2處得知，該路由并以距離值3廣播。

現(xiàn)在假設R1到網(wǎng)絡1的連接失效了，那么R1立即更新它的選路表把該路由的距離置為16（無窮大）。在下一次廣播時，R1應該通告這一信息。但是，除非協(xié)議包含了額外的機制預防此類情況，可能有其他的路由器在R1廣播之前就廣播了其路由?？赡芗僭O一個特殊的情況，即R2正好在R1與網(wǎng)絡1連接失效后通告其路由。因此，R1就會收到R2的報文，并對此使用通常的矢量距離算法：它注意到R2有到達網(wǎng)絡1的費用更低的路由，計算出現(xiàn)在到達網(wǎng)絡1需要3跳（R2通告的到網(wǎng)絡1費用是2跳，再加上到R2的1跳）。然后，在選路表中裝入新的通過R2到達網(wǎng)絡1的路由。圖5-38描述了這個結(jié)果，R1和R2中的任一個收到去網(wǎng)絡1的數(shù)據(jù)報之后，就會把該報文在兩者之間來回傳輸直到壽命計時器超時溢出。

這兩個路由器隨后廣播的RIP不能迅速解決這個問題。在下一輪交換選路信息的過程中，R1通告它的選路表中的各個項目。而R2得知R1到網(wǎng)絡1的距離是3之后，計算出該路由新長度4.到第三輪的時候，R1收到從R2傳來的路由距離增加的信息，把自己的選路表中該路由的距離增到5.如此循環(huán)往復，直至距離值到達RIP的極限。

對圖5-38的示例，可以使用分割范圍更新（splithorizonupdate）技術(shù)來解決慢收斂問題。在使用分割范圍史新技術(shù)時，路由器記錄下收到各路由的接口，而當這路由器通告路由時，就不會把該路由再通過那個接口送回去。在該例中，路由器R2不會把它到網(wǎng)絡丨的距離為2的路由再通告給R1,因此一旦R1與網(wǎng)絡1的連接失效，它就不會再通告該路由。經(jīng)過幾輪選路更新之后，所有的機器都會知道網(wǎng)絡1是不可達的。但是分割范圍更新技術(shù)不能解決所有的拓撲結(jié)構(gòu)中的問題。

解決慢收斂問題的另一個技術(shù)是使用抑制（holddown）法。抑制法迫使參與協(xié)議工作的路由器，在收到關(guān)于某網(wǎng)絡不可達的信息后的一段固定時間內(nèi)，忽略任何關(guān)于該網(wǎng)絡的路由信息。這段抑制時間的典型長度是60s.該技術(shù)的思路是等待足夠的時間以便確信所有的機器都收到壞消息，并且不會錯誤地接受內(nèi)容過時的報文。需要指出的是，所有參與RIP的機器都要遵循抑制策略，否則仍然會發(fā)生選路回路現(xiàn)象。抑制技術(shù)的缺點是：如果出現(xiàn)了選路回路，那么在抑制期間內(nèi)這些選路回路仍然會維持下去。更嚴重的是，在抑制期間所有不正確的路由也保留下來了，即使有替代路由存在。 

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