12计算机高职杨楠 11012.docx
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12计算机高职杨楠11012
江苏联合职业技术学院
（南京技师学院分院）
毕业论文
12级计算机应用专业
题目：
RIP路由协议在小型网络中的应用部署
学生姓名：
杨楠
指导老师：
李永
2015年10月
目录
目录2
摘要4
前言5
一、RIP路由协议的基本知识概述6
（一）RIP路由协议6
1.RIP协议综述6
2.距离向量路由算法7
3.RIP协议的报文格式7
（二）、RIP路由协议的工作原理及路由器的收敛机制10
1.RIP路由协议的工作原理10
（三）、RIP路由协议的特性、优缺点及适用的网络特性11
（四）、RIPv2路由协议12
1、RIPv2的特性与改进12
二、RIPv2路由协议在小型网络中的部署13
（一）案例背景及需求13
（一）、案例分析13
1、网络设备的选择13
2、动态路由协议的选择14
（三）案例解决15
（四）案例实施：
配置步骤配置实例16
1.声明使用RIP路由协议16
2.启用RIPv2路由协议16
3.发布网段16
（五）可用于该案例的监测命令20
1.showipprotocols命令20
2.showiproute命令21
总结23
谢词24
参考文献25
摘要
由于网络的迅速发展，因特网已成为国家重要信息基础设施。
路由器设备作为因特网的核心设备，其重要性比如或不可缺。
配置路由协议是路由器配置中最重要的项目之一，通过启用某种路由协议完成相应的配置项目，路由器就能自动生成和维护路由表。
RIP是最早的距离矢量路由协议。
尽管RIP缺少许多更为高级的路由协议所具备的复杂功能，但其简单性和使用的广泛性使其具有很强的生命力。
关键字：
RIP、距离矢量、路由协议
前言
动态路由协议按照作用的AS（AutonomousSystem，自制系统）来划分，分为IGP（InteriorGatewayProtocols，内部网关协议）和EGP（ExteriorGatewayProtocols，外部网关协议）。
IGP用于在自制系统内部路由，同时也用于独立网络内部路由，适用于IP协议的IGP包括RIP、EIGRP、OSPF和IS-IS。
而EGP用于不同机构管控下的不同自制系统之间的路由。
BGP是目前唯一使用的一种EGP协议，也是Internet所使用的路由协议。
根据路由协议的工作原理，IGP还可以进一步分为距离向量（DistanceVector）路由协议和链路状态（LinkState）路由协议。
距离向量路由协议主要包括RIP和EIGRP。
链路状态路由协议主要包括OSPF和IS-IS。
路由协议按照所支持的IP地址又划分为有类路由协议和无类路由协议。
有类路由协议在路由信息中不发送子网掩码信息，RIPv2属于无类路由协议。
无类路由协议在路由信息更新中发送网络地址和子网掩码，同时支持VLSM和CIDR等。
RIPv2、EIGRP、OSPF、IS-IS和BGP属于无类路由协议。
一、RIP路由协议的基本知识概述
RIP是路由信息协议（RoutingInformationProtocol）的缩写，采用距离矢量算法。
属于内部网关协议。
运行RIP协议的相邻路由器通过彼此之间交换路由信息的距离向量，从而知道网络的连接情况，实现各个网络之间的连接，这也是距离向量（DistanceVector）名称的由来。
（1）RIP路由协议
1.RIP协议综述
在默认情况下，RIP使用一种非常简单的度量制度：
距离就是通往目的站点所需经过的链路数，取值为1~15，数值16表示无穷大。
RIP进程使用UDP的520端口来发送和接收RIP分组。
RIP分组每隔30s以广播的形式发送一次，为了防止出现“广播风暴”，其后续的的分组将做随机延时后发送。
在RIP中，如果一个路由在180s内未被刷新，则相应的距离就被设定成无穷大，并从路由表中删除该表项。
RIP分组分为两种：
请求分组和响应分组。
运行RIP协议的每个路由器都要维护一张自己的路由表，该路由表是相应于与它直接相连和通过路由器相连的网络连接情况而动态变化的。
因此RIP协议属于动态路由协议。
路由器根据路由表对发给它的IP包进行转发，从而实现路由功能。
路由表是路由信息的集合，一般包含以下几项：
目标网络、下一跳、接口和度量。
目标网络是通过该路由器可以到达的网络的IP地址；下一跳是要到达目标网络所要经过的下一个路由器的IP地址；接口是与下一跳路由器直接相连的网卡IP地址；度量是该路由器到目的网络的距离。
目前一般用中间所要经过的路由器数目表示，即跳数。
有了类似这样的一张完整的路由表，路由器就可以根据该路由器来对发给它的IP包进行正确的转发。
2.距离向量路由算法
距离向量路由算法（Bellman-FordRoutingAlgorithm），也叫做最大流量演算法（Ford-FulkersonAlgorithm），其被距离向量协议作为一个算法，如RIP,BGP,ISOIDRP,NOVELLIPX。
使用这个算法的路由器必须掌握这个距离表（它是一个一维排列-“一个向量”），它告诉在网络中每个节点的最远和距离。
在距离表中的这个信息是根据临近接点信息的改变而时时更新的。
表中数据的量和在网络中的所有的接点（除了它自己本身）是等同的。
这个表中的列代表直接和它相连的邻居，行代表在网络中的所有目的地。
每个数据包括传送数据包到每个在网上的目的地的路径和距离/或时间在那个路径上来传输（我们叫这个为“成本”）。
这个在那个算法中的度量公式是跳跃的次数，等待时间，流出数据包的数量，等等。
在距离向量路由算法中，相邻路由器之间周期性地相互交换各自的路由表备份。
当网络拓扑结构发生变化时，路由器之间也将及时地相互通知有关变更信息。
3.RIP协议的报文格式
RIP协议是来允许路由器（或相关产品）通过基于IP网络交换有关计算路由信息的一种距离向量协议.RIP传送路由信息给信宿,信宿可以是路由器和主机,当信宿是主机时,主机必须有多个接口.
◆RIP作为一个系统常驻进程（daemon）存在,它负责从网络信筒中其它路由器接收路由更改信息,从而对本地IP层的路由进行动态地维护,保证IP层发送报文时选择正确的路由.RIP协议处于UDP协议的上层,RIP所接收的路由修改信息都封装在UDP的数据报中,RIP在520号端口上接收来自远程路由器的路由修改信息,并对本地的路由表做相应的修改,同时通知其它的路由器,通过这种方式,达到全局路由的的有效.
RIPVersion1和RIPVersion2两种格式的报文.其中表1-1是RIPVersion1的报文格式,表1-2是RIPVersion2的报文格式.
Command
（1）
Version
（1）
mustbezero
（2）
Addressfamilyidentifier
（2）
mustbezero
（2）
IPaddress（4）
Mustbezero（4）
Mustbezero（4）
Metric（4）
表1-1RIPVersion1报文
Command
（1）
Version
（1）
unused
（2）
Addressfamilyidentifier
（2）
RouteTag
（2）
IPaddress（4）
Subnetmask（4）
NextHop（4）
Metric（4）
表1-2RIPVersion2的格式报文
◆Metric:
到下一路由器的权值.
◆AddressFamilyIdentifier:
指示路由项中的地址种类,这里应为2.
◆IPAddress:
地址域,包括网络类和IP地址在内,RIP报文中对每一网络共有14个字节的地址空间.
◆RIPVersion2报文的特有的一些属性:
◆RouteTag:
外部路由标记,是表示路由是保留还是重播的属性.它提供一种从外部路由中分离内部路由的方法,用于传播从外部路由器协议（EGP）获得的路由信息.
◆Subnetmask:
子网掩码,应用于IP地址产生非主机部分地址,为0时表示不包括子网掩码部分,使得RIP能够适应更多的环境.
◆NextHop:
下一驿站,可以对使用多路由协议的网络环境下的路由进行优化.
◆认证,确认合法的信息包,目前支持纯文本的口令形式.
认证是每一报文的功能,因为在报文头中只提供两字节的空间,而任一合理的认证表均要求多余两字节的空间,故RIPVersion2认证表使用一个完整的RIP协议路由项.如果在报文中最初路由项AddressFamilyIdentifier域的值是0xFFFF,路由项的剩余部分就是认证.包含认证RIP报文路由项采用如表1-3:
Command
（1）
Version
（1）
Unused
0xFFFF
Authenticationtype
（2）
Authentication（16）
表1-3
◆组播,为了降低那些没有监听RIPVersion2报文的主机的不必要的开销,IP多目传送地址被用于定时广播.IP多目地址是224.0.0.9.为了支持向后兼容,多目地址的使用是可配置的.如果能够多目传送,则它将被支持它所有接口使用.
◆管理信息库,允许在路由软件内部对RIP操作进行监听和控制.如果RIP-2路由器接收RIP-1的请求,它将以RIP-1的响应方式响应.如果路由器被配置成只发送RIP-2报文,它将不响应RIP-1的请求.
（2）、RIP路由协议的工作原理及路由器的收敛机制
1.RIP路由协议的工作原理
RIP协议是基于Bellham-Ford（距离向量）算法，此算法1969年被用于计算机路由选择，正式协议首先是由Xerox于1970年开发的，当时是作为Xerox的“NetworkingServices（NXS）”协议族的一部分。
由于RIP实现简单，迅速成为使用范围最广泛的路由协议。
路由器的关键作用是用于网络的互连，每个路由器与两个以上的实际网络相连，负责在这些网络之间转发数据报。
在讨论IP进行选路和对报文进行转发时，我们总是假设路由器包含了正确的路由，而且路由器可以利用ICMP重定向机制来要求与之相连的主机更改路由。
但在实际情况下，IP进行选路之前必须先通过某种方法获取正确的路由表。
在小型的、变化缓慢的互连网络中，管理者可以用手工方式来建立和更改路由表。
而在大型的、迅速变化的环境下，人工更新的办法慢得不能接受。
这就需要自动更新路由表的方法，即所谓的动态路由协议，RIP协议是其中最简单的一种。
RIP路由协议用“更新（UNPDATES）”和“请求（REQUESTS）”这两种分组来传输信息的。
每个具有RIP协议功能的路由器每隔30秒用UDP520端口给与之直接相连的机器广播更新信息。
更新信息反映了该路由器所有的路由选择信息数据库。
路由选择信息数据库的每个条目由“局域网上能达到的IP地址”和“与该网络的距离”两部分组成。
请求信息用于寻找网络上能发出RIP报文的其他设备。
RIP用“路程段数”（即“跳数”）作为网络距离的尺度。
每个路由器在给相邻路由器发出路由信息时，都会给每个路径加上内部距离。
（三）、RIP路由协议的特性、优缺点及适用的网络特性
由于RIP路由协议是非常典型的距离矢量路由协议，所以，它具有典型距离矢量路由协议的特性及优缺点。
RIP路由协议的特性主要是简单易用和收敛时间长。
这两个特性一个是它的优点，一个是它的缺点。
由于RIP路由协议对度量值的计算方法非常简单，所以在应用RIP路由协议时，配置简单方便，对网络工程师来说，学习和应用RIP路由协议豆非常容易。
所以，RIP路由协议曾经是应用非常普遍的一种路由选择协议。
但是，RIP路由协议有一个问题，就是由于其过于简单的学习路由的方式，造成路由器不知道网络的全局情况。
所以，路由必须依靠相邻路由器（邻居）来获取网络的可达信息。
然而，正是由于路由信息是由相邻路由器处获取的，为了保证不出现路由信息的错误，RIP路由协议是用来最大跳数、水平分割、路由中毒、保持时间，以及触发更新等一系列手段来保证路由信息的正确性，这样，又造成了路由信息收敛速率缓慢的问题。
这一问题的存在是由RIP路由协议的工作原理决定的，是无法改变的。
由于RIP路由协议的收敛时间较长，在发展得越来越大的路由网络中，其制约网络可扩展性的越来越突出，最终RIP路由协议被大规模路由网络弃用，但是很多小规模路由网络在使用RIP路由协议。
（4）、RIPv2路由协议
RIPv2是RIP的升级版本，称为RIP路由协议的版本2，针对原本的RIP路由协议的特性进行补充与优化。
早期的RIP路由协议称为RIPv1（版本1）。
1、RIPv2的特性与改进
RIPv1路由协议只支持有类路由，不支持子网路由的汇总。
RIPv2针对此缺点做了改革，实现了无类路由与子网路由汇总。
RIPv2比对RIPv1的优化特点表现为：
⏹支持变成的子网掩码（VLSM）与路由汇总。
⏹支持邻居明码或MD5加密方式的验证，保持链路的安全性。
⏹不使用广播发送路由更新，使用多点广播224.0.0.9进行路由更新的发送。
RIPv2的其他特性与RIPv1的特性相同，同样使用最短条数来决定最佳路径，同样使用水平分割、保持时间来防止路由环路。
二、RIPv2路由协议在小型网络中的部署
（一）案例背景及需求
某企业的总部计划和它的两个分公司联网。
该企业的网管已经确定使用两条数字链路连接总部和他的两个分公司，并要求总部和各分公司的IP网段不能相同，并且应该划分广播域以隔离广播，保证网络性能。
目前该企业的网络中没有三层交换机，企业的经理希望联网所需购买设备的费用不要太高。
两个分公司在这次实施联网后应能够互相访问。
企业的网管希望在连接了两个分公司后能够使路由自动学习，不需要人为的干预，以减轻他的工作。
（1）、案例分析
1、网络设备的选择
本案已经确定使用数字链接作为链接总公司和两个分公司的线路。
对于连接企业Intranet，我们可以采取把数字链路直接连接在普通二层交换机上的方式提供Intranet的连接，将企业连接成为一个交换网络。
但是在本案例中，这种方式是不被允许的，因为企业的网管担心总部和两个分公司连接一个大的广播域会影响网络的性能，所以他要求，应该划分广播域来控制网络中的广播。
可用于划分广播域的网络设备有路由器和三层交换机。
从案例背景中我们得知，该企业目前还没有三层交换机，而且也不可能购买三层交换机这是因为该企业的经理要求购买设备的费用不要太高。
如果只限于满足本案3个机构之间数字链路的连接，可以使用相对比较廉价的低端的路由器，比如Cisco1700系列或者Cisco1800系列的路由器，这些路由器都是为小规模企业或小规模网络应用设计的，其功能齐全但性能稍差，关键是几千元的购置费用大大低于三层交换机。
所以，在能够实现同样目的的前提下，该企业应该倾向于购买低端路由器而不是三层交换机。
2、动态路由协议的选择
本案例中要求两个分公司在实施联网后能够互相访问，这意味着两个分公司应该通过共同连接的总部来中转数据，这就要求在网络中应用路由技术来实现此功能。
而该企业的网管希望路由能够自动学习、自我维护、不需要人为的干预，以减轻他的工作，这就要求使用动态路由协议，因为静态路由不能满足此要求。
实际上，RIP路由协议、OSPF路由协议、EIGRP路由协议等多种路由协议都能满足以上要求，那么我们选择使用动态路由协议呢？
首先，该案例的规模是较小的，二OSPF路由协议、EIGRP路由协议等是适合大规模路由网络来使用的动态路由协议，其很多特性都是针对大规模网络设计的。
如果在本案例中应用这些路由协议，并不见得会有什么好处相反地，由于其路由学习和维护的操作比较复杂，可能对设备的资源消耗比较多，二本案例如采用低端路由器的话，其资源会更多消耗在路由的计算上，数据包的路由效率可能会有所降低。
其次，本案例是一个非环路非冗余的连接方式，当线路或路由设备故障时，没有冗余的线路提供数据包的转向传递。
所以，OSPF路由协议、EIGRP路由协议这些先进动态路由协议的收敛时间短的好处无从发挥。
在收敛时间上，使用这些协议与使用RIP路由协议在本案例中没有什么区别。
再次，RIP协议配置简单，当出现问题是故障也很简单，因为其原理并不复杂，而OSPF路由协议、EIGRP路由协议这些协议相对来说配置就有些繁琐，而且故障排除也会相对复杂。
另外，RIPv2路由协议改良了传统的RIP协议，是RIP路由协议能够学习子网的路由，在这一点上也使RIP路由协议与OSPF路由协议、EIGRP路由协议没有什么区别了。
（3）案例解决
该企业应该采用使用路由器链接数字链路，通过RIPv2路由协议提供路由的方式来解决问题。
如图2-1所示表示了该解决方法的基本拓扑。
企业总部的路由器至少需要两个串行接口和一个以太网接口，该路由器通过S0接口和S1接口分别与两个分公司相连，在3台路由器上都需要配置RIP路由协议。
图2-1
（4）案例实施：
配置步骤配置实例
首先是RIPv2路由协议的基本配置步骤。
1.声明使用RIP路由协议
在配置动态路由协议时，首先应该声明使用何种动态路由协议。
声明使用RIP路由协议的命令如下：
Router（config）#routerrip
2.启用RIPv2路由协议
RIPv2路由协议的启用方法是先声明使用RIP路由协议，然后再在RIP路由协议中启用版本2的RIP协议。
启用RIPv2路由协议的命令如下：
Router（config-router）#version2
3.发布网段
在配置路由协议时，一个重要的步骤就是发布路由器直接连接的网段。
发布路由器直接连接网段的意义，就是将该网段放入路由更新包中发送给邻居路由器是邻居路由器可以学习到该网段的路由。
在网络上发布网段的命令是：
Router（config-router）#networknetwork-number
其中network-number就是网段。
由于在实际情况中还有其他的因素，无法一一考虑，所以在这里给出本案例的基本配置情况。
如图2-2所示给出了实例的配置拓扑。
图2-2
企业总部路由器B的配置：
Version11.2
Serviceudp-small-servers
Servicetcp-small-servers
hostnameB
int fa0/0
ip add 150.1.1.1 255.255.255.0
nosh
int s0/0/0
ip add 192.1.1.2 255.255.255.0
nosh
int s0/0/1
ip add 193.1.1.1 255.255.255.0
nosh
router rip
version 2
（先声明使用RIP路由协议，再启用RIPv2路由协议）
network 150.1.1.0
network 192.1.1.0
network 193.1.1.0
line con 0
line aux 0
line vty 0 4
login
end
分公司路由器A的配置：
Currentconfiguration:
version11.2
noserviceudp-small-servers
noservicetcp-small-servers
hostnameA
intfa0/0
ipadd148.1.1.1255.255.255.0
nosh
ints0/0/0
ipadd192.1.1.1255.255.255.0
nosh
routerrip
version2
network148.1.1.0
network192.1.1.0
noipclassless
linecon0
lineaux0
linevty04
login
end
分公司路由器C的配置：
version 11.2
service udp-small-servers
service tcp-small-servers
hostname C
int fa0/0
ip add 152.1.1.1 255.255.255.0
nosh
int s0/0/1
ip add 193.1.1.2 255.255.255.0
nosh
router rip
version 2
network 152.1.1.0
network 193.1.1.0
no ip classless
line con 0
line aux 0
line vty 0 4
Login
end
（5）可用于该案例的监测命令
检查RIP路由协议的配置和路由表正确性的命令有以下几种。
1.showipprotocols命令
该命令的作用是能够看到路由器上运行的动态路由选择协议，以及该协议的一些特性。
如图2-3所示，输出的信息告诉我们路由器运行了RIP协议每30秒发出一次路由更新，协议的保持时间为180秒，RIP路由协议的管理距离是120，路由器发布的网段是192.1.1.0和148.1.1.0.
图2-3
2.showiproute命令
该命令用来检查路由表的正确性，如图2-4所示。
图2-4
在该命令显示的内容中，C代表路由器直接连接的网段，它会直接进入路由表。
R代表RIP路由协议学习到的路由，路由条目中“193.1.1.0”表示目的网段，“、24”表示24位的子网掩码，“120”是RIP路由协议的管理距离，“2”是度量值，“192.1.1.2”是到达目的网段路径上，下一台路由器的接口地址，“Serial0”是路由器本身连接到下一台路由器的接口。
总结
在本文中，我们首先对RIP路由协议的基本原理进行了概述，说明了RIP路由协议的特性及优缺点，以及RIP路由协议所适用的网络类型，并对RIPv2路由协议进行了简单的介绍。
然后，通过一个应用RIPv2路由协议的案例，并结合案例说明了RIPv2路由协议适合应用的网络环境，并且给出了在小规模路由网络中应用RIPv2路由协议的配置步骤和配置实例。
在本文最后，我们结婚这个案例介绍了一些RIP路由协议检查配置状况的命令。
谢词
毕业论文可以完成，要感谢李永老师，因为论文是在李老师的悉心指导下完成的。
李老师指导了我的论文的写作的架构和方向，并对本论文初稿进行多次批阅，指正出其中不合理的地方，让我有思考的方向，他的循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我启发，他的严谨细致，是我工作、学习中的榜样。
李老师要指导很多同学的论文，加上本来就有的教学任务，辛苦可想而知，但在一次次的回稿中，精确到每一个字的批改给了我深刻的印象，使我在论文之外明白了做学问所应有的态度。
还要感谢在校期间教过我的各科任课老师，谢谢你们的教导，不然就没有现在的我。
通过此次毕业的论文，我学到了很多知识，不再局限于传统的教与学的体制，在论文的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。
感谢在校传授给我知识以及给我帮助和鼓励的老师，同学和朋友，谢谢你们。
参考文献
[1]《思科网络技术学院教程CCNAExploration:
网络基础知识》人民邮电出版社编著:
（美）MarkA.Dy
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