路由器協議rip適用於大型網路

Ⅰ 簡述靜態路由、RIP和OSPF動態路由的原理以及各自的優缺點。

靜態路由原理：路由項（routing entry）由手動配置，而非動態決定。與動態路由不同，靜態路由是固定的，不會改變，即使網路狀況已經改變或是重新被組態。一般來說，靜態路由是由網路管理員逐項加入路由表。

優點：使用靜態路由的另一個好處為網路安全保密性高。動態路由因為需要路由器之間頻繁地交換各自的路由表，而對路由表的分析可以揭示網路的拓撲結構和網路地址等信息。因此，網路出於安全方面的考慮也可以採用靜態路由。不佔用網路帶寬，因為靜態路由不會產生更新流量。

缺點：大型和復雜的網路環境通常不宜採用靜態路由。一方面，網路管理員難以全面地了解整個網路的拓撲結構；另一方面，當網路的拓撲結構和鏈路狀態發生變化時，路由器中的靜態路由信息需要大范圍地調整，這一工作的難度和復雜程度非常高。當網路發生變化或網路發生故障時，不能重選路由，很可能使路由失敗。

RIP原理：

1 、初始化。RIP初始化時，會從每個參與工作的介面上發送請求數據包。該請求數據包會向所有的RIP路由器請求一份完整的路由表。該請求通過LAN上的廣播形式發送LAN或者在點到點鏈路發送到下一跳地址來完成。這是一個特殊的請求，向相鄰設備請求完整的路由更新。

2 、接收請求。RIP有兩種類型的消息，響應和接收消息。請求數據包中的每個路由條目都會被處理，從而為路由建立度量以及路徑。RIP採用跳數度量，值為1的意為著一個直連的網路，16，為網路不可達。路由器會把整個路由表作為接收消息的應答返回。

3、接收到響應。路由器接收並處理響應，它會通過對路由表項進行添加，刪除或者修改作出更新。

4、 常規路由更新和定時。路由器以30秒一次地將整個路由表以應答消息地形式發送到鄰居路由器。路由器收到新路由或者巧讓現有路由地更新信息時，會設置一個180秒地超時時間。如果180秒沒有任何更新信息，路由的跳數設為16。路由器以度量值16宣告該路由，直到刷新計時器從路由表中刪除該路由。

刷新計時器的時間設為240秒，或者比過期計時器時間多60秒。Cisco還用了第三個計時器，稱為抑制計時器。接收到一個度量更高的路由之後的180秒時間就是抑制計時器的時間，在此期間，路由器不會用它接收到的新信息對路由表進行更新，這樣能夠為網路的收斂提供一段額外的時間。

5、 觸發路由更新。當某個路由度量發生改變時，路由器只發送與改變有關的路由，並不發送完整的路由表。

優點：

僅和相鄰的路由器交換信息。如果兩個路由器之間的通信不經過另外一個路由器，那麼這兩個路由器是相鄰的。RIP協議規定，不相鄰的路由器之間不交換信息。

路由器交換的信息是當前本路由器所知道的全部信息。即自己的路由表。

按固定時間交換路由信息，如，每隔30秒，然後路由器根據收到的路由信息更新路由表。

缺點：

1、過於簡單，以跳手敬數為依據計算度量值，經常得出非最優路由。

2、度量值以16為限，不適合大的網路。

3、安全性差，接受來自任何設備的路由更新。無密碼驗證機制，默認接受任何地方任何設備的路由更新。不能防止惡意的rip欺騙。

4、不支持無類ip地址和VLSM<ripv1>。

5、收斂性差，時間經常大於5分鍾。

6、消耗帶寬很大。完整的復制路由表，把自己的路由表復制給所有鄰居，尤其在低速廣域網鏈路上更以顯式的全量更新。

OSPF原理：

1、初始化形成埠初始信息：在路由器初始化或網路結構發生變化(如鏈路發生變化，路由器新增或損壞)時，相關路由器會產生鏈路狀態廣播數據包LSA，該數據包里包含路由器上所有相連鏈路，也即為所有埠的狀態信息。

2、路由器間通過泛洪(Floodingl機制交換鏈路狀態信息：各路由器一方面將其LSA數據包傳送給所有與其相鄰的OSPF路由器，另一方面接收其相鄰的OSPF路由器傳來的LSA數據包，根據其更新自己的資料庫。

3、形成穩定的區域拓撲結構資料庫：OSPF路由協議通過泛洪法逐漸收斂，形成該區域拓撲結構的資料庫，這時所有的路由器均保留了該資料庫的一個副本。

4、形成路由表：所有的路由器根據其區域拓撲結構資料庫副本採用最短路徑法計算形成各自的路由表。

優點：OSPF適合在大范圍的網路；組播觸發式更新；收斂速度快；以開銷作為度量值；OSPF協議的設計是為了避免路由環路；應用廣泛。

缺點：OSPF協議的配置對於技術水平要求很高，配置比較復雜的；路由其自身的負載分擔能力是很低的。

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RIP作為IGP（內部網關孝薯局協議）中最先得到廣泛使用的一種協議，主要應用於 AS 系統，即自治系統（Autonomous System）。連接 AS 系統有專門的協議，其中最早的這樣的協議為「EGP」（外部網關協議），仍然應用於網際網路，這樣的協議通常被視為內部 AS路由選擇協議。

RIP主要設計來利用同類技術與大小適度的網路一起工作。因此通過速度變化不大的接線連接，RIP 比較適用於簡單的校園網和區域網，但並不適用於復雜網路的情況。

Ⅱ 路由選擇協議——RIP協議

  從本文開始介紹路由選擇協議，也就是討論路由表中的路由是怎麼形成的。
本文內容

  從路由演算法能否隨網路的通信量或拓撲自適應地進行調整變化來劃分，可以分為： 靜態路由選擇策略 和 動態路由選擇策略 。
  (1) 靜態路由選擇策略 ：即手工配每一條置路由。
  優點：簡單，開銷小。
  缺點：只適用小網路，難以適應網路狀態的變化。

  (2) 動態路由選擇策略 ：又叫自適應路由選擇。
  優點：能較好適應網路狀態的變化，適用於大網路。
  缺點：實現復雜，開銷大。

  由於互聯網規模非常大，可以把互聯網劃分為許多較小的 自治系統 （autonomous system），記為 AS 。每個自治系統通常在相同管理控制下的路由器組成，在一個AS中的路由器都全部運行在同樣的路由演算法。各個AS之間彼此是互聯的，因此一個AS中有一個或多個路由器用於不同AS之間的通信，即負責將本AS之外的目的地址轉發分組，這些路由器稱為 網關路由器 。

  根據上面描述，可以將路由選擇協議劃分為兩個大類： 內部網關協議 和 外部網關協議 。
  (1) 內部網關協議IGP （Interior Gateway Protocol）：即在一個自治系統內不使用的路由選擇協議，常見的協議有RIP、OSPF協議。
  (2) 外部網關協議EGP （External Gateway Protocol）：用於實現不同自治系統之間通信的傳遞，這樣的協議就是EGP協議，目前使用最多的就是BGP的版本4（BGP-4）。

  自治系統之間的路由選擇也叫 域間路由選擇 ，在自治系統之內的路由選擇也叫 域內路由選擇 。

  RIP（Routing Information Protocol）協議——路由信息協議，是一種分布式的 基於距離向量的路由選擇協議 ，最大的優點是簡單。
  RIP協議要求網路中的每一個路由器都要維護從它自己到其他每一個目的網路的距離記錄（ 距離向量 ）。RIP協議對距離的定義如下：

  RIP協議是通過 每個路由器要不斷的和其他路由器交換路由信息 ，從而達到自治系統中所有節點都得到正確的路由信息。
  RIP協議考慮了和哪些路由器交換信息、交換什麼信息以及什麼時候交換信息這三個問題，RIP協議特點：

  路由器在剛開始工作時，它的路由表是空的，然後路由器就得出到直接相連的幾個網路的距離（這些距離為1），接著每個絡器也只是和自己相鄰的路由器交換並更新信息。經過若干次交換後，所有路由器都會知道到達本自治系統匯總任何一個網路的最短距離和下一跳地址。

  對每一個相鄰路由器發送過來的RIP報文，會進行一下步驟：
  (1) 路由器R1接收到其相鄰路由器R2發送過來的報文，先修改此報文的所有項目：把「下一條」欄位中的地址都改為R2，並把所有的「距離」欄位的值加1 。每個項目都有三個關鍵欄位：到目的網路 N ，距離是 d ，下一跳路由器是 X 。

  (2) 對修改後的RIP報文中的每一項，進行以下步驟：
    1) 若原來的路由表中沒有網路N，則把該項目添加到路由表中 。

    2) 如果R1路由表中已經有目的網路N，這時查看下一跳的地址，如果下一跳地址是R2，則把收到的項目替換原路由表中的項目 。

     如果下一跳的地址不是R2，那麼如果收到項目中距離小於路由表中的距離，則進行替換，否則什麼也不做。

  (3) 若3分鍾還沒有收到相鄰路由器的更新路由表，則把此路由器記為不可達的距離，即把距離設置為16 。
  (4) 返回 。

  RIP存在一個問題是當網路出現故障時，要經過比較長的時間才能將磁信息傳送到所有的路由器。這一特點叫做： 好消息傳得快，壞消息傳得慢。
  如下圖所示，在正常的情況下，R1和R2交換信息，其中只畫出了達到的網路1的表項。

  如果路由器R1到網1的鏈路出現了故障，R1無法達到網1，於是路由器R1把到網1的距離改為16（表示網1不可達），因而R1路由表響應的項目變為 「1,16,直接交付」。但是，可能需要經過30s後R1,才能把更新信息發送給R2,，然而R2可能已經先把自己的路由表發送給了R1，其中有到達網1的這一項 「1,2,R1」。

  R1收到R2的更新報文後，會誤認為自己無法直接到達網1，但是可經過R2到達網1，於是把收到的路由信息 「1,2,R1」 修改為 「1,3,R2」，表明「我到網1的距離是3，下一跳的R2」。
  同理，R2接收到又會更新自己的路由表為 「1,4,R1」，以為「我到網1的距離為4，下一跳為R1」....就這樣一直更新下去，知道R1和R2到網1的距離為16時，R1和R2才知道網1是不可達的。所以，這就是：好消息傳得快，壞消息傳得慢的原因。