RIP协议设计 毕业课程设计报告包含源代码.docx

1、RIP协议设计 毕业课程设计报告包含源代码(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)网络程序设计课程设计报告题 目 RIP协议设计 专业及班级 网络工程1101班 学 号 姓 名 日 期 2012年7月3日 一、 课程设计目的了解RIP协议的原理和应用等相关知识，通过距离矢量算法来实现最短传输路径的路由选择。通过本次课程设计，可以对RIP协议的工作原理和实现机制，路由表的建立和路由信息的更新等有更直观和清晰的认识。程序运行后能与路由器的RIP协议程序正确通信。查阅相关RFC。提供配置命令，程序运行后能动态设置协议参数。 收到的数据先放入循环队列，再从队列中取出依次处理。使用定时器处理超

2、时事件。二、 设计与实现2.1 RIP协议的报文格式分析对于RIP报文有两种版本的格式，Version 1和Version 2。两种报文稍有不同，如所示分别为RIPv1和RIPV2：命令版本全零地址族全零 IP地址 全零 全零 度量值 前20个字节的重复命令版本路由选择 地址族路径标签 IP地址 子网掩码 下一个站点的IP地址 度量值 前20个字节的重复RIP报文中至多可以出现25个AFI、互联网络地址和度量域。这样允许使用一个RIP报文来更新一个路由器中的多个路由表项。包含多个路由表项的RIP报文只是简单地重复从AFI到度量域的结构，其中包括所有的零域。图表 2显示了路由信息域中只带一个目的

3、地的RIP报文。1字节命令1字节版本2字节0域2字节AFI2字节0域4字节网络地址4字节0域4字节0域4字节度量图表 2图表 3具有两个表项的RIP报文1字节命令1字节 版本2字节 0域两字节AFI2字节0域4字节网络地址4字节0域4字节0域4字节度量4字节网络地址4字节0域4字节0域4字节度量图表 3地址域可以既包括发送者的地址也包括发送者路由表中的一系列IP地址。请求报文含有一个表项并包括请求者的地址。应答报文可以包括至多2 5个RIP路由表项。 2.2 RIP的工作原理RIP协议是矢量距离算法在局域网上的直接实现，RIP将协议的参加者分为主动机和被动机两种。主动机主动地向外广播路径刷新报

4、文，被动机被动地接受路径刷新报文。一般情况下，网关作主动机，主机作被动机。RIP规定，网关每30秒向外广播一个报文，报文信息来自本地路由表。RIP的度量是基于跳数（）水平分割保证路由器记住每一条路由信息的来源，并且不在收到这条信息的端口上再次发送它。这是保证不产生路由循环的最基本措施。毒性逆转（poisonreverse）当一条路径信息变为无效之后，路由器并不立即将它从路由表中删除，而是用16，即不可达的度量值将它广播出去。这样虽然增加了路由表的大小，但对消除路由循环很有帮助，它可以立即清除相邻路由器之间的任何环路。触发更新（triggerupdate）当路由表发生变化时，更新报文立即广播给相

5、邻的所有路由器，而不是等待30秒的更新周期。同样，当一个路由器刚启动RIP时，它广播请求报文。收到此广播的相邻路由器立即应答一个更新报文，而不必等到下一个更新周期。这样，网络拓扑的变化会最快地在网络上传播开，减少了路由循环产生的可能性。抑制计时（timer）一条路由信息无效之后，一段时间内这条路由都处于抑制状态，即在一定时间内不再接收关于同一目的地址的路由更新。如果，路由器从一个网段上得知一条路径失效，然后，立即在另一个网段上得知这个路由有效。这个有效的信息往往是不正确的，抑制计时避免了这个问题，而且，当一条链路频繁起停时，抑制计时减少了路由的浮动，增加了网络的稳定性。即便采用了上面的4种方法

6、，路由循环的问题也不能完全解决，只是得到了最大程度的减少。一旦路由循环真的出现，路由项的度量值就会出现计数到无穷大（Count to Infinity）的情况。这是因为路由信息被循环传递，每传过一个路由器，度量值就加1，一直加到16，路径就成为不可达的了。RIP选择16作为不可达的度量值是很巧妙的，它既足够的大，保证了多数网络能够正常运行，又足够小，使得计数到无穷大所花费的时间最短。有些网络是NBMA（Non-Broadcast Multi Access，非广播多路访问）的，即网络上不允许广播传送数据。对于这种网络，RIP就不能依赖广播传递路由表了。解决方法有很多，最简单的是指定邻居（neig

7、hbor），即指定将路由表发送给某一台特定的路由器。2.3 主要函数模块说明2.3.1 get_local_ip()该函数主要是通过gethostname()函数获取本地ip，并将其赋值给local_addr;2.3.2 broadcast_rip_packet()首先将包转换成网络读取数据的顺序，然后将要广播的ip和协议封装在一个结构体中，从定义的RIP端口520广播出去。print_rip_packet()-rp_inverse_()-socket()-sendto()-close()2.3.3 timer_routine()使用线程的pthread_mutex_lock（）和pthrea

8、d_mutex_unlock()对路由表更新模块进行保护，以防资源被更改。2.3.4 receive_rip_packet()从网络上接受包，并解析结构体过去包的ip，通过520端口获得包，并检查包的格式，然后分析包的命令是请求还是相应给于相应的处理。socket()-bind()-recvfrom()-rp_inverse_ntoh()-print_rip_packet()-check_rip_packet()2.3.5 ._addr ip; unsigned int zero2; unsigned int zero3; unsigned int metric;struct rip_pack

9、et unsigned char command; unsigned char version; unsigned short zero; struct rip_entry rip_entriesRIP_MAX_ENTRY;struct route_entry struct in_addr dest; struct in_addr next; unsigned int metric; time_t timer; int valid; int flag;struct rip_packet current_rip_packet;struct rip_packet current_rip_packe

10、t_r;int current_rip_count;struct route_entry routing_tableROUTE_MAX_ENTRY;int current_route_count;int sockfd;pthread_mutex_t rt_mutex;pthread_mutex_t crp_mutex;struct in_addr local_addr;void print_routing_table();void print_message();void print_rip_packet();int check_rip_packet();int calculate_rip_m

11、etric(int rip_entry_number);void reset_rip_packet(int command);void init_routing_table();void init_all();void gen_request_all();void send_rip_packet_to(struct in_addr dest_ip);void broadcast_rip_packet();void receive_rip_packet();void _addr source_ip);void _addr source_ip);void start_rip_daemon();vo

12、id update_routing_table();void * timer_routine();char * local_ipLOCAL_ROUTE_ENTRY= 195.51.0.0, 195.51.0.1, 195.51.0.2, 195.51.0.3, 195.51.0.4, 195.51.0.5, 195.51.0.6, 195.51.0.7, 195.51.0.8, 195.51.0.9;#endifRIP.c#include myrip.() void * tempptr = & current_rip_packetmand; unsigned short * temp = (u

13、nsigned short *)( tempptr ); unsigned short * temp = (unsigned short *)( & current_rip_packet); *temp = = ); for(int i=0; i current_rip_count; i+) current_rip_packet.rip_entriesi.metric = = sizeof(buf); const char* buf_ptr; printf(current routing table-n); for (int i = 0; i current_route_count; i+)

14、printf(%dth re:n, i); buf_ptr = inet_ntop(AF_INET, &routing_tablei.dest, buf, buf_len); printf(destination: %s , buf); buf_ptr = inet_ntop(AF_INET, &routing_tablei.dest, buf, buf_len); printf(next: %s , buf); printf(metric: %dnn, routing_tablei.metric); printf(n);void print_message(const char* title

15、, const char* content) printf(n %s -n, title); printf(- %s -n, content); printf(end of message n);void print_rip_packet() printf(rip packet contains %d entries: -n, current_rip_count); printf(command: %s ,(current_rip_packetmand = RIP_RESPONSE)?RESPONSE:REQUEST); printf(version: %dn,current_rip_pack

16、et.version); for(int i = 0; i current_rip_count; i+) printf(entry %d: ,i); printf(ip: %s ,inet_ntoa(current_rip_packet.rip_entriesi.ip); printf(metric: %dn,current_rip_packet.rip_entriesi.metric); printf(n);int check_rip_packet() if (current_rip_packet.version = 2) return RIP_CHECK_OK; if (current_r

17、ip_packet.version = 0) return RIP_CHECK_FAIL; check mbz if (current_rip_packet.zero) return RIP_CHECK_FAIL; for (int i = 0; i RIP_INFINITY) return RIP_INFINITY; return current_rip_packet.rip_entriesrip_entry_number.metric + 1;void reset_rip_packet(int command) current_rip_count = 0; current_rip_pack

18、etmand = command; current_rip_packet.version = 1; current_rip_packet.zero = 0; for (int i = 0; i RIP_MAX_ENTRY; i+) current_rip_packet.rip_entries0.family = 2; current_rip_packet.rip_entries0.zero1 = 0; current_rip_packet.rip_entries0.ip.s_addr = 0; current_rip_packet.rip_entries0.zero2 = 0; current

19、_rip_packet.rip_entries0.zero3 = 0; current_rip_packet.rip_entries0.metric = 0; void reset_routing_table() current_route_count = 0; for (int i = 0; i ROUTE_MAX_ENTRY; i+) routing_tablei.dest.s_addr = 0; routing_tablei.next.s_addr = 0; routing_tablei.metric = 0; routing_tablei.valid = 1; routing_tabl

20、ei.timer = 0; routing_tablei.flag = 0; void init_routing_table() reset_routing_table(); for (int i = 0; i LOCAL_ROUTE_ENTRY; i+) if (inet_pton(AF_INET, local_ipi, &(routing_tablei.dest) = 0) printf(inet_pton errorn); if (inet_pton(AF_INET, local_ipi, &(routing_tablei.next) = 0) printf(inet_pton erro

21、rn); routing_tablei.metric = 1; routing_tablei.timer = time(NULL); routing_tablei.valid = ROUTE_VALID; routing_tablei.flag = 0; current_route_count = LOCAL_ROUTE_ENTRY;void get_local_ip() char ac80; if (gethostname(ac, sizeof(ac) = -1) cerr Error WSAGetLastError() _addr); printf(Address %d: %s n=n,i

22、, inet_ntoa(local_addr); void init_all() get_local_ip(); reset_rip_packet(RIP_RESPONSE); init_routing_table();void gen_request_all() current_rip_count = 1; current_rip_packetmand = RIP_REQUEST; current_rip_packet.version = 1; current_rip_packet.zero = 0; current_rip_packet.rip_entries0.family = 0; c

23、urrent_rip_packet.rip_entries0.zero1 = 0; current_rip_packet.rip_entries0.ip.s_addr = 0; current_rip_packet.rip_entries0.zero2 = 0; current_rip_packet.rip_entries0.zero3 = 0; current_rip_packet.rip_entries0.metric = RIP_INFINITY;void send_rip_packet_to(struct in_addr dest_ip) printf(begin sending ri

24、p packet:n); print_rip_packet(); rp_inverse_(); struct sockaddr_in addr; int addr_len = sizeof(struct sockaddr_in); bzero(&addr, addr_len); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_addr.s_addr = _port = _port = ) 0) printf(sent green in send_rip_packet_ton); close(sockfd); return;void broadcast_rip_packe

25、t() printf(begin broadcasting rip packet:n); print_rip_packet(); rp_inverse_(); struct sockaddr_in addr; int addr_len = sizeof(struct sockaddr_in); bzero(&addr, addr_len); addr.sin_family = AF_INET; inet_aton(59.66.132.170, &addr.sin_addr); addr.sin_addr.s_addr = _addr.s_addr=_addr.s_addr); addr.sin

26、_port = ); int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); int val = 1; bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr); setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &val, sizeof(val); if (sendto(sockfd, ¤t_rip_packet, RIP_PACKET_HEAD+current_rip_count*sizeof(struct rip_entry), sizeof(current_

27、rip_packet), 0, (struct sockaddr*)&addr, addr_len) 0) printf(broadcast error in broadcast_rip_packetn); close(sockfd); return;void receive_rip_packet() struct sockaddr_in addr; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (sockfd 0) printf(open socket error in start_rip_daemonn); exit(-1); bzero(&addr, sizeof(struct sockaddr_in); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_addr.s_addr = _port = ) 0) printf(bind error in start_ripn); exit(-1); * struct sockaddr_in addr; int addr_len = sizeof(struct sockaddr_in); int packet_len = 0; packet_len = recvfrom(sockfd,