盘点路由协议之RIP协议及IGRP协议

盘点路由协议之RIP协议及IGRP协议

　　RIP协议简介

　　RIP 是Routing Information Protocol(路由信息协议)的简称，是一种基于D-V算法的简单动态路由协议，主要用于小型网络。它通过UDP交换路由信息，每隔30秒向外发送一 次更新报文(将自己所有的路由表都发送给邻居)。如果路由器经过180秒没有收到来自对方端的路由更新报文，则将所有来自此路由器的路由信息标志为不可 达，如果在其后120 秒内仍未收到更新报文，就将该条路由从路由表中删除。

　　RIP使用跳数来衡量到达目的网络的距离，路由器到与它直接相连网络的跳数为0，通过一个路由器可达网络的跳数为1，其余依此类推。为限制收敛时间，RIP规定metric最大跳数为15，高于此的都不可达，这是限制RIP不能用于大型网络的主要因素。

　　RIP协议处于UDP协议的上层，RIP所接收的路由信息都封装在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地修改，同时通知其他路由器。通过这种方式，达到全局路由的同步。

　　RIP协议的实现

　　系统初始化

　　1.RIP启动时的初始路由表仅包含本路由器的一些直连接口路由。

　　2.RIP协议启动后向各接口广播一个Request报文。

　　3.邻居路由器的RIP协议从某接口收到Request报文后，根据自己的路由表，形成Response报文向该接口对应的网络广播。

　　4.RIP接收邻居路由器回复的包含邻居路由器路由表的Response报文，形成自己的路由表。

　　路由更新

　　RIP协议以30秒为周期用Response报文广播自己的路由表。

　　收到邻居发送而来的Response报文后，RIP协议计算报文中路由项的度量值，比较其与本地路由表路由项度量值的差别，更新自己的路由表。

　　报文中路由项度量值的计算公式为：metric=MIN(metric + cost, 16)。其中metric为报文中携带的度量值信息，cost为接收报文的网络的度量值开销，缺省为 1(1 跳)，16代表不可达。

　　RIP配置(以Cisco的路由器为例)

　　Router(config)#router rip—启动RIP路由协议

　　AH_CZ_TC_2500(config-router)# network [network range | all]—指定工作网段，RIP只在指定网段上的接口工作;对于不在指定网段上的接口，RIP既不在它上面接收和发送路由，也不将它的接口路由转发出去。

　　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]—指定等价路由的最多使用条数

　　AH_CZ_TC_2500(config-router)# passive-interface e0—可以使eth0口只接收RIP分组，但不发送rip分组，这个命令只有在需要的时候才配置。

　　AH_CZ_TC_2500(config-router)#int s0—进入单独的接口进行配置

　　AH_CZ_TC_2500(config-if)#ip rip [send|receive] version [1|2]—可以指定某个接口做发送或接口功能，并且执行哪一个版本的RIP

　　AH_CZ_TC_2500(config-if)#ip split-horizon—可以设置是否启用水平分割

　　由于此处命令太多，不一一例举，具体命令格式可以参考Cisco网站或其他命令参考手册。

　　注意：RIP-1采用广播形式发送报文;RIP-2有两种传送方式，广播方式和多播方式，缺省将采用多播发送报文。多播发送报文的好处是在同一网 络中那些未运行RIP的主机可以避免接收RIP的广播报文。当接口运行RIP-1时，只接收和发送RIP-1与RIP-2广播报文，不接收RIP-2多播 报文;当接口运行在RIP-2多播方式时，只接收和发送RIP-2多播报文，不接收RIP-1与RIP-2广播报文。在缺省情况下，一个接口既可接收 RIP更新报文，也可发送RIP更新报文。

　　IGRP协议

　　由 于RIP协议Metric最大只能是15，严重制约了RIP协议不能在中、大型的网络上使用，于是Cisco推出了IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)协议。这是一种Cisco的私有协议，目前只能在Cisco的路由器上使用。该协议的路由算法也是D-V算法，但是该协议影响路由选择 的不再是单纯RIP中的跳数，带宽、网络时延、负载、可靠性都被用于路由选择，可以为每一种Metric设置权值。IGRP不仅支持等值路由的带宽均衡或 主备用，而且支持不等值带宽的负载均衡(负载百分比均衡)，例如如果一条线路是另外一条线路是四倍，则它所承载的通信数据量也是另外一条线路的四倍。该协 议允许跳数最大可达255，这样就能在中等或者大型网络上使用。

　　IGRP的Metrics计算方法

　　在IGRP中Metrics是由时延(Delay)、带宽(BandWidth，简称BW)、负载(Load)和可靠性(Reliability)四个要素组成。

　　在 IGRP中，前两个要素都是单独用一个24bit的字段来存储，后两个要素是用8bit的字段来存储。带宽单位是Kbps(IGRP中的 BW=10000000/实际带宽)，如果实际带宽为10M，则IGRP中的BW=10000000/10240;时延的单位是微秒，IGRP中的时延 DLY=实际时延/10，0xFFFFFF为不可达，这个值大约为167.8秒，因此IGRP支持的最大时延约为167秒;负载和可靠性因为用8bit字 段来存储，所以最大值都是0xFF，实际值=该值/255这点也不难理解了。

　　IGRP的Metric完整公式为：

　　Metric=[k1*BW( IGRP)+k2*BW(IGRP)/(256-load)+k3*DLY(IGRP)]*[k5/(RELY+k4)]

　　其 中BW是取到目标地址所经出口的最小，DLY(IGRP)是沿途的DLY(IGRP)的总和。k1,k2,k3,k4和k5 是可配置的加权(weight)值，默认这些值是k1=k3=1,k2=k4=k5=0，这就是为什么默认也只有带宽(BW)和延时(DLY)两个要素起 作用的原因，可以通过下面的命令进行修改：

　　metric weights {tos k1 k2 k3 k4 k5}

　　tos 参数目前没有使用，设置为0。

　　如果k1到k5使用默认值,那么公式简化为：

　　metric=k1*BW(IGRP)+k3*DLY(IGRP)

　　IGRP也支持水平分割、路由中毒、触发更新等预防路由环路的机制。

　　路由更新机制

　　由于RIP更新太快(默认30秒)，而且是将路由表所有内容都全部广播或组播发出去，严 重影响网络性能，IGRP增大了更新周期，在缺省情况下，IGRP每90秒发送一次路由信息广播，如果在3个周期内没有收到该路由的路由更新，则设置该路 由为不可达，在7个周期内没收到，则从路由表中删除该路由。

　　负载均衡

　　和RIP一样，IGRP也支持最多六条用于负载均衡的等价路由，而且IGRP还扩展了负载均衡的概念。比RIP等价路由更先进的是，它还支持多条不等价路由，能够对那些在多条路径上流动、而对各自目的地又有不同度量的数据流做负载均衡，这样给负载均衡提供了更多的灵活性。

　　IGRP 设置方法稍微有点复杂。首先根据上面的公式计算各自路由的Metric，再将求出的各Metric比较倍数，然后通过variance命令来配置。例如如 果A网络到B网络最优路由的Metric值为1000，系统中分别还有2000、3000、4000、5000的四条路由，这时想使得Metric为 2000和3000的也能同时被负载均衡所使用，则用命令variance 3来设置，表示在最优路由Metric的3倍之内的其他路由都能同时被使用，通过设置这个参数来避免质量极差的路由参与负载均衡，不仅不能达到效果，而且 还会占用CPU资源。

　　简单配置

　　router igrp [Autonomous system number]—Autonomous system number为自治号，只有在相同Autonomous system number内的路由器才相互交换路由信息。

　　Variance 5—在最优路由Metric值5倍之内的其他路由都能被同时使用，以做负载均衡。

　　Network—[network range]指定工作网段，IGRP只在指定网段的接口工作;对于不在指定网段上的接口，RIP既不在它上面接收和发送路由，也不将它的接口路由转发出去。

　　AH_CZ_TC_2500(config-router)# passive-interface eth0—将接口eth 0设置为被动接口。在IGRP协议中，如果将接口设置为被动的，则该接口会接收更新分组，但是不会发布任何更新分组。这个命令只有在需要的时候才这样设 置。

　　AH_CZ_TC_2500(config-router)# default-metric 100 2000 255 1 1500—设置IGRP默认的Metric值

　　AH_CZ_TC_2500(config-router)# metric weights 0 1 1 1 1 1—设置k1到k2的权值。

　　简单配置这样就可以了，更复杂的参考Cisco网站内容。

　　以 上两个协议是距离矢量路由协议的典范，也是路由协议中最简单的两个。RIP协议出现最早，最大跳数只支持15跳，只适合小型网络;IGRP是Cisco公 司为了弥补RIP的缺陷而开发设计，适合更大的网络，最大支持255跳，为了减轻网络的负担，将默认的更新周期从RIP的30秒改为90秒，但是这也造成 了网络拓扑变化时收敛速度变迟缓了。RIP和IGRP都支持最多达6条等价路由，IGRP还支持非等价路由，增加了负载均衡的灵活性。IGRP为 Cisco公司所私有，目前只能在Cisco的路由器上使用。

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