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盤點(diǎn)路由協(xié)議之RIP協(xié)議及IGRP協(xié)議
RIP協(xié)議簡(jiǎn)介
RIP 是Routing Information Protocol(路由信息協(xié)議)的簡(jiǎn)稱，是一種基于D-V算法的簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，主要用于小型網(wǎng)絡(luò)。它通過(guò)UDP交換路由信息，每隔30秒向外發(fā)送一 次更新報(bào)文(將自己所有的路由表都發(fā)送給鄰居)。如果路由器經(jīng)過(guò)180秒沒(méi)有收到來(lái)自對(duì)方端的路由更新報(bào)文，則將所有來(lái)自此路由器的路由信息標(biāo)志為不可 達(dá)，如果在其后120 秒內(nèi)仍未收到更新報(bào)文，就將該條路由從路由表中刪除。
RIP使用跳數(shù)來(lái)衡量到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的距離，路由器到與它直接相連網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)為0，通過(guò)一個(gè)路由器可達(dá)網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)為1，其余依此類推。為限制收斂時(shí)間，RIP規(guī)定metric最大跳數(shù)為15，高于此的都不可達(dá)，這是限制RIP不能用于大型網(wǎng)絡(luò)的主要因素。
RIP協(xié)議處于UDP協(xié)議的上層，RIP所接收的路由信息都封裝在UDP的數(shù)據(jù)報(bào)中，RIP在520號(hào)端口上接收來(lái)自遠(yuǎn)程路由器的路由修改信息，并對(duì)本地的路由表做相應(yīng)地修改，同時(shí)通知其他路由器。通過(guò)這種方式，達(dá)到全局路由的同步。
RIP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)初始化
1.RIP啟動(dòng)時(shí)的初始路由表僅包含本路由器的一些直連接口路由。
2.RIP協(xié)議啟動(dòng)后向各接口廣播一個(gè)Request報(bào)文。
3.鄰居路由器的RIP協(xié)議從某接口收到Request報(bào)文后，根據(jù)自己的路由表，形成Response報(bào)文向該接口對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)廣播。
4.RIP接收鄰居路由器回復(fù)的包含鄰居路由器路由表的Response報(bào)文，形成自己的路由表。
路由更新
RIP協(xié)議以30秒為周期用Response報(bào)文廣播自己的路由表。
收到鄰居發(fā)送而來(lái)的Response報(bào)文后，RIP協(xié)議計(jì)算報(bào)文中路由項(xiàng)的度量值，比較其與本地路由表路由項(xiàng)度量值的差別，更新自己的路由表。
報(bào)文中路由項(xiàng)度量值的計(jì)算公式為：metric=MIN(metric + cost, 16)。其中metric為報(bào)文中攜帶的度量值信息，cost為接收?qǐng)?bào)文的網(wǎng)絡(luò)的度量值開(kāi)銷，缺省為 1(1 跳)，16代表不可達(dá)。
RIP配置(以Cisco的路由器為例)
Router(config)#router rip—啟動(dòng)RIP路由協(xié)議
AH_CZ_TC_2500(config-router)# network [network range | all]—指定工作網(wǎng)段，RIP只在指定網(wǎng)段上的接口工作;對(duì)于不在指定網(wǎng)段上的接口，RIP既不在它上面接收和發(fā)送路由，也不將它的接口路由轉(zhuǎn)發(fā)出去。
AH_CZ_TC_2500(config-router)# version [1|2—指定RIP的版本
AH_CZ_TC_2500(config-router)# maximum-paths [1-6]—指定等價(jià)路由的最多使用條數(shù)
AH_CZ_TC_2500(config-router)# passive-interface e0—可以使eth0口只接收RIP分組，但不發(fā)送rip分組，這個(gè)命令只有在需要的時(shí)候才配置。
AH_CZ_TC_2500(config-router)#int s0—進(jìn)入單獨(dú)的接口進(jìn)行配置
AH_CZ_TC_2500(config-if)#ip rip [send|receive] version [1|2]—可以指定某個(gè)接口做發(fā)送或接口功能，并且執(zhí)行哪一個(gè)版本的RIP
AH_CZ_TC_2500(config-if)#ip split-horizon—可以設(shè)置是否啟用水平分割
由于此處命令太多，不一一例舉，具體命令格式可以參考Cisco網(wǎng)站或其他命令參考手冊(cè)。
注意：RIP-1采用廣播形式發(fā)送報(bào)文;RIP-2有兩種傳送方式，廣播方式和多播方式，缺省將采用多播發(fā)送報(bào)文。多播發(fā)送報(bào)文的好處是在同一網(wǎng) 絡(luò)中那些未運(yùn)行RIP的主機(jī)可以避免接收RIP的廣播報(bào)文。當(dāng)接口運(yùn)行RIP-1時(shí)，只接收和發(fā)送RIP-1與RIP-2廣播報(bào)文，不接收RIP-2多播 報(bào)文;當(dāng)接口運(yùn)行在RIP-2多播方式時(shí)，只接收和發(fā)送RIP-2多播報(bào)文，不接收RIP-1與RIP-2廣播報(bào)文。在缺省情況下，一個(gè)接口既可接收 RIP更新報(bào)文，也可發(fā)送RIP更新報(bào)文。
IGRP協(xié)議
由 于RIP協(xié)議Metric最大只能是15，嚴(yán)重制約了RIP協(xié)議不能在中、大型的網(wǎng)絡(luò)上使用，于是Cisco推出了IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)協(xié)議。這是一種Cisco的私有協(xié)議，目前只能在Cisco的路由器上使用。該協(xié)議的路由算法也是D-V算法，但是該協(xié)議影響路由選擇 的不再是單純RIP中的跳數(shù)，帶寬、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、負(fù)載、可靠性都被用于路由選擇，可以為每一種Metric設(shè)置權(quán)值。IGRP不僅支持等值路由的帶寬均衡或 主備用，而且支持不等值帶寬的負(fù)載均衡(負(fù)載百分比均衡)，例如如果一條線路是另外一條線路是四倍，則它所承載的通信數(shù)據(jù)量也是另外一條線路的四倍。該協(xié) 議允許跳數(shù)最大可達(dá)255，這樣就能在中等或者大型網(wǎng)絡(luò)上使用。
IGRP的Metrics計(jì)算方法
在IGRP中Metrics是由時(shí)延(Delay)、帶寬(BandWidth，簡(jiǎn)稱BW)、負(fù)載(Load)和可靠性(Reliability)四個(gè)要素組成。
在 IGRP中，前兩個(gè)要素都是單獨(dú)用一個(gè)24bit的字段來(lái)存儲(chǔ)，后兩個(gè)要素是用8bit的字段來(lái)存儲(chǔ)。帶寬單位是Kbps(IGRP中的 BW=10000000/實(shí)際帶寬)，如果實(shí)際帶寬為10M，則IGRP中的BW=10000000/10240;時(shí)延的單位是微秒，IGRP中的時(shí)延 DLY=實(shí)際時(shí)延/10，0xFFFFFF為不可達(dá)，這個(gè)值大約為167.8秒，因此IGRP支持的最大時(shí)延約為167秒;負(fù)載和可靠性因?yàn)橛?bit字 段來(lái)存儲(chǔ)，所以最大值都是0xFF，實(shí)際值=該值/255這點(diǎn)也不難理解了。
IGRP的Metric完整公式為：
Metric=[k1*BW( IGRP)+k2*BW(IGRP)/(256-load)+k3*DLY(IGRP)]*[k5/(RELY+k4)]
其 中BW是取到目標(biāo)地址所經(jīng)出口的最小，DLY(IGRP)是沿途的DLY(IGRP)的總和。k1,k2,k3,k4和k5 是可配置的加權(quán)(weight)值，默認(rèn)這些值是k1=k3=1,k2=k4=k5=0，這就是為什么默認(rèn)也只有帶寬(BW)和延時(shí)(DLY)兩個(gè)要素起 作用的原因，可以通過(guò)下面的命令進(jìn)行修改：
metric weights {tos k1 k2 k3 k4 k5}
tos 參數(shù)目前沒(méi)有使用，設(shè)置為0。
如果k1到k5使用默認(rèn)值,那么公式簡(jiǎn)化為：
metric=k1*BW(IGRP)+k3*DLY(IGRP)
IGRP也支持水平分割、路由中毒、觸發(fā)更新等預(yù)防路由環(huán)路的機(jī)制。
路由更新機(jī)制
由于RIP更新太快(默認(rèn)30秒)，而且是將路由表所有內(nèi)容都全部廣播或組播發(fā)出去，嚴(yán) 重影響網(wǎng)絡(luò)性能，IGRP增大了更新周期，在缺省情況下，IGRP每90秒發(fā)送一次路由信息廣播，如果在3個(gè)周期內(nèi)沒(méi)有收到該路由的路由更新，則設(shè)置該路 由為不可達(dá)，在7個(gè)周期內(nèi)沒(méi)收到，則從路由表中刪除該路由。
負(fù)載均衡
和RIP一樣，IGRP也支持最多六條用于負(fù)載均衡的等價(jià)路由，而且IGRP還擴(kuò)展了負(fù)載均衡的概念。比RIP等價(jià)路由更先進(jìn)的是，它還支持多條不等價(jià)路由，能夠?qū)δ切┰诙鄺l路徑上流動(dòng)、而對(duì)各自目的地又有不同度量的數(shù)據(jù)流做負(fù)載均衡，這樣給負(fù)載均衡提供了更多的靈活性。
IGRP 設(shè)置方法稍微有點(diǎn)復(fù)雜。首先根據(jù)上面的公式計(jì)算各自路由的Metric，再將求出的各Metric比較倍數(shù)，然后通過(guò)variance命令來(lái)配置。例如如 果A網(wǎng)絡(luò)到B網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)路由的Metric值為1000，系統(tǒng)中分別還有2000、3000、4000、5000的四條路由，這時(shí)想使得Metric為 2000和3000的也能同時(shí)被負(fù)載均衡所使用，則用命令variance 3來(lái)設(shè)置，表示在最優(yōu)路由Metric的3倍之內(nèi)的其他路由都能同時(shí)被使用，通過(guò)設(shè)置這個(gè)參數(shù)來(lái)避免質(zhì)量極差的路由參與負(fù)載均衡，不僅不能達(dá)到效果，而且 還會(huì)占用CPU資源。
簡(jiǎn)單配置
router igrp [Autonomous system number]—Autonomous system number為自治號(hào)，只有在相同Autonomous system number內(nèi)的路由器才相互交換路由信息。
Variance 5—在最優(yōu)路由Metric值5倍之內(nèi)的其他路由都能被同時(shí)使用，以做負(fù)載均衡。
Network—[network range]指定工作網(wǎng)段，IGRP只在指定網(wǎng)段的接口工作;對(duì)于不在指定網(wǎng)段上的接口，RIP既不在它上面接收和發(fā)送路由，也不將它的接口路由轉(zhuǎn)發(fā)出去。
AH_CZ_TC_2500(config-router)# passive-interface eth0—將接口eth 0設(shè)置為被動(dòng)接口。在IGRP協(xié)議中，如果將接口設(shè)置為被動(dòng)的，則該接口會(huì)接收更新分組，但是不會(huì)發(fā)布任何更新分組。這個(gè)命令只有在需要的時(shí)候才這樣設(shè) 置。
AH_CZ_TC_2500(config-router)# default-metric 100 2000 255 1 1500—設(shè)置IGRP默認(rèn)的Metric值
AH_CZ_TC_2500(config-router)# metric weights 0 1 1 1 1 1—設(shè)置k1到k2的權(quán)值。
簡(jiǎn)單配置這樣就可以了，更復(fù)雜的參考Cisco網(wǎng)站內(nèi)容。
以 上兩個(gè)協(xié)議是距離矢量路由協(xié)議的典范，也是路由協(xié)議中最簡(jiǎn)單的兩個(gè)。RIP協(xié)議出現(xiàn)最早，最大跳數(shù)只支持15跳，只適合小型網(wǎng)絡(luò);IGRP是Cisco公 司為了彌補(bǔ)RIP的缺陷而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，適合更大的網(wǎng)絡(luò)，最大支持255跳，為了減輕網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，將默認(rèn)的更新周期從RIP的30秒改為90秒，但是這也造成 了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r(shí)收斂速度變遲緩了。RIP和IGRP都支持最多達(dá)6條等價(jià)路由，IGRP還支持非等價(jià)路由，增加了負(fù)載均衡的靈活性。IGRP為 Cisco公司所私有，目前只能在Cisco的路由器上使用。
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