【计算机网络】网络层 : RIP 协议 ( 路由选择协议分类 | RIP 协议简介 | 信息交换 | 距离向量算法 | 计算示例 )★

简介: 【计算机网络】网络层 : RIP 协议 ( 路由选择协议分类 | RIP 协议简介 | 信息交换 | 距离向量算法 | 计算示例 )★

文章目录

一、路由选择协议分类

二、RIP 协议

三、RIP 协议 信息交换

四、距离向量算法

五、距离向量算法 计算示例

六、距离向量算法 计算示例 2





一、路由选择协议分类


路由选择协议分类 :


① 内部网管协议 IGP : 在 自治系统 ( Autonomous System ) 内部 使用的协议 ;


RIP 协议 : 使用 距离向量 算法 ; 用于 小型网络 ;

OSPF 协议 : 使用 链路状态 算法 ; 用于 大型网络 ;

② 外部网关协议 EGP : 在 自治系统 ( Autonomous System ) 之间 使用的协议 ;



下图中 自治系统 A AA 内部使用 RIP 协议 , 自治系统 B BB 内部使用 OSPF 协议 , 两个自治系统 A , B A,BA,B 之间使用 BGP 协议 ;


image.png





二、RIP 协议


RIP 协议 :


① 概念 : RIP 协议 是 分布式的 , 基于 距离向量 的 , 路由选择协议 ; 该协议是因特网协议标准 ;


② 特点 : 简单 ;


③ RIP 协议内容 : 要求网络中 , 每个路由器 都维护一个路由表 , 路由表内容是 从 路由器本身 到 目的网络 的 唯一最佳距离记录 ;


④ 距离 : 路由器 跳数 , 每经过一个路由器 , 跳数加一 ;


⑤ 直接连接距离 : 路由器 到 直接连接的网络 , 距离是 1 11 ;


⑥ 最大距离 : RIP 协议中要求 , 一条路由只能包含 15 1515 个路由器 ( 包含其本身 ) , 距离 最大是 15 1515 , 如果距离为 16 1616 , 该目标主机就会被判定为 网络不可达 ;




路由表 形成 需要进行信息 交换 , 需要与 指定的路由器 , 在指定的时机 , 交换指定信息 ;






三、RIP 协议 信息交换


RIP 协议 信息交换 :


① 交换对象 : 本路由器 只 与 相邻路由器 进行信息交换 ;


② 交换信息 : 交换的信息是路由器的 本身的路由表 ; 将本路由器的路由表所有信息, 封装在 RIP 报文中 , 发送给相邻路由器 ;


③ 交换周期 : 每隔 30 3030 秒 , 交换一次路由信息 , 根据新的信息更新路由表 , 如果超过 180 180180 秒没有收到 邻居路由器的 交换信息 , 则判定旁边的 邻居路由器没了 , 更新自身的路由表 ;



交换过程 : 刚开始时 , 每个路由器 只知道 直连的网络的距离 1 11 , 之后每个路由器想换交换信息 , 并更新路由信息 , 若干次交换后 , 所有的路由器都知道 本 自治系统 ( Autonomous System ) 中从任何路由器 到达 任何网络的最短距离 , 和 下一跳路由地址 ;



路由表内容 : 网络地址 , 跳数 , 下一跳地址 ;



RIP 协议是 应用层协议 , 使用 UDP 协议传输数据 ;


单个 RIP 报文中 , 最多存储 25 2525 个路由信息 , 如果路由表很大 , 那么发送多个 RIP 报文 ;


RIP 协议特点 : 好消息更新快 , 坏消息更新慢 ; 网络出现故障后 , 要经过几分钟 , 才能将该信息送达所有的路由 , 收敛慢 ;






四、距离向量算法


距离向量算法 :


① 修改 RIP 报文 : 修改 相邻 路由器 发送的 RIP 报文 中的 所有表项 ;


相邻路由器 地址为 X XX , 发送来 RIP 报文 , ① 将 下一跳 地址改为 X XX 相邻路由器地址 , ② 将距离 加一 ;



② 更新 本路由器 路由表 :


路由表内容 : 网络地址 , 跳数 , 下一跳地址 ;


针对修改后的 RIP 报文 , 执行下面的操作 :


没有的表项 : 没有报文中路由表表项的 网络地址 , 直接插入即可 ;

已有的表项 : 存在报文中路由表表项的 网络地址 , 查看下一跳路由器地址 ,

下一跳就是 X XX 相邻路由器 : 使用该新的路由表项替换原来的路由表项 ; 这种情况下 , 不管距离变大还是变小 , 只要下一跳路由器一样 , 就更新 , 这说明了网络拓扑发生了改变 ; 始终以新的数据为标准 ;

下一跳不是 X XX 相邻路由器 : 比较距离 , 如果 本次的距离 比 原来的距离 近 , 就更新路由表项 , 如果远 , 不做处理 ; ( 更新原则是 , 同一个目的地址 , 始终保持跳数较少的路由路径 )


③ 删除路由 : 如果 180 180180 秒 , 还没有收到相邻路由器 X XX 的 RIP 报文数据 , 那么将 路由器 X XX 记为不可达路由器 , 将距离设置为 16 1616 ;



④ 返回 ;






五、距离向量算法 计算示例


距离向量算法 计算示例 :


R 6 R6R6 本身路由表 :


表项 1 11 : 目的网络 Net 2 22 , 距离 3 33 , 下一跳路由 R 4 R4R4 ;

表项 2 22 : 目的网络 Net 3 33 , 距离 4 44 , 下一跳路由 R 5 R5R5 ;

收到 R 4 R4R4 发来的 RIP 报文 ( 路由更新信息 ) :


表项 1 11 : 目的网络 Net 1 11 , 距离 3 33 , 下一跳路由 R 1 R1R1 ;

表项 2 22 : 目的网络 Net 2 22 , 距离 4 44 , 下一跳路由 R 2 R2R2 ;

表项 3 33 : 目的网络 Net 3 33 , 距离 1 11 , 下一跳路由 直接交付 ;

计算更新后的 R 6 R6R6 路由器路由表 ?



计算过程 :


① 修改 RIP 报文 :


① 将 下一跳 地址改为 X XX 相邻路由器地址

② 将距离 加一 ;

按照上述 两个步骤 修改 收到 R 4 R4R4 发来的 RIP 报文 ( 路由更新信息 ) :


表项 1 11 : 目的网络 Net 1 11 , 距离 4 44 , 下一跳路由 R 4 R4R4 ;

表项 2 22 : 目的网络 Net 2 22 , 距离 5 55 , 下一跳路由 R 4 R4R4 ;

表项 3 33 : 目的网络 Net 3 33 , 距离 2 22 , 下一跳路由 R 4 R4R4 ;


② 更新 路由表 :


针对 "表项 1 11 : 目的网络 Net 1 11 , 距离 4 44 , 下一跳路由 R 4 R4R4 " , 原来 R 6 R6R6 路由表中没有 目的网络 Net 1 11 , 直接将该路由表表项插入到 R 6 R6R6 路由表zh9ong ;


针对 "表项 2 22 : 目的网络 Net 2 22 , 距离 5 55 , 下一跳路由 R 4 R4R4" , 原来 R 6 R6R6 路由表中 有 目的网络 Net 2 22 , 对比下一跳地址 , 原来的路由表项中下一跳地址是 R 4 R4R4 , 不管距离是否远近 , 这说明网络的拓扑结构发生变化 , 直接使用新的路由表项 , 替换原来的 ;

( 本步骤与距离远近无关 , 是网络拓扑发生的变化 )


针对 "表项 3 33 : 目的网络 Net 3 33 , 距离 2 22 , 下一跳路由 R 4 R4R4" , 原来 R 6 R6R6 路由表中 有 目的网络 Net 3 33 , 对比下一跳地址 , 下一跳地址不同 , 那么开始对比距离远近 , 原来的距离是 4 44 , 新的距离是 2 22 , 这里选择距离较近的 , 即将 RIP 报文中的路由表表项更新到 R 6 R6R6 路由器中 ;



更新后的 R 6 R6R6 路由器表项 : ( 全都更改了一遍 )


表项 1 11 : 目的网络 Net 1 11 , 距离 4 44 , 下一跳路由 R 4 R4R4 ;

表项 2 22 : 目的网络 Net 2 22 , 距离 5 55 , 下一跳路由 R 4 R4R4 ;

表项 3 33 : 目的网络 Net 3 33 , 距离 2 22 , 下一跳路由 R 4 R4R4 ;





六、距离向量算法 计算示例 2


某子网 有 A , B , C , D , E , F A, B, C,D,E,FA,B,C,D,E,F 六个路由器 , 使用 距离-向量 算法 , 下面的向量 , 达到路由器 C CC :


来自 B BB 的向量为 ( 5 , 0 , 8 , 12 , 6 , 2 ) ( 5, 0, 8 , 12 , 6, 2 )(5,0,8,12,6,2)

来自 D DD 的向量为 ( 16 , 12 , 6 , 0 , 9 , 10 ) ( 16, 12, 6 , 0 , 9, 10 )(16,12,6,0,9,10)

来自 E EE 的向量为 ( 7 , 6 , 3 , 9 , 0 , 4 ) ( 7, 6, 3 , 9 , 0 , 4 )(7,6,3,9,0,4)

C CC 到 B , D , E B, D, EB,D,E 的延迟分别是 6 , 3 , 5 6,3,56,3,5 , 求 C CC 到达所有节点的最短路径 ;



计算过程 :



B BB 的向量为 ( 5 , 0 , 8 , 12 , 6 , 2 ) ( 5, 0, 8 , 12 , 6, 2 )(5,0,8,12,6,2) , 即 B BB 到 A , B , C , D , E , F A, B, C,D,E,FA,B,C,D,E,F 六个路由器的跳数 ;

D DD 的向量为 ( 16 , 12 , 6 , 0 , 9 , 10 ) ( 16, 12, 6 , 0 , 9, 10 )(16,12,6,0,9,10) , 即 D DD 到 A , B , C , D , E , F A, B, C,D,E,FA,B,C,D,E,F 六个路由器的跳数 ;

E EE 的向量为 ( 7 , 6 , 3 , 9 , 0 , 4 ) ( 7, 6, 3 , 9 , 0 , 4 )(7,6,3,9,0,4) , 即 E EE 到 A , B , C , D , E , F A, B, C,D,E,FA,B,C,D,E,F 六个路由器的跳数 ;



C CC 到 B BB 再到 其它路由器跳数为 ( 11 , 6 , 14 , 18 , 12 , 8 ) ( 11, 6, 14 , 18 , 12, 8 )(11,6,14,18,12,8)

C CC 到 D DD 再到 其它路由器跳数为 ( 19 , 15 , 9 , 3 , 12 , 13 ) ( 19, 15, 9 , 3 , 12, 13 )(19,15,9,3,12,13)

C CC 到 E EE 再到 其它路由器跳数为 ( 12 , 11 , 8 , 14 , 5 , 9 ) ( 12, 11, 8 , 14 , 5, 9 )(12,11,8,14,5,9)



C CC 到 A AA 最短 跳数 是 11 , 19 , 12 11 , 19, 1211,19,12 中最小值 11 1111 ;

C CC 到 B BB 最短 跳数 是 6 , 15 , 11 6 , 15, 116,15,11 中最小值 6 66 ;

C CC 到 C CC 最短 跳数 是 0 00 ;

C CC 到 D DD 最短 跳数 是 8 , 3 , 14 8 , 3, 148,3,14 中最小值 3 33 ;

C CC 到 E EE 最短 跳数 是 12 , 12 , 5 12 , 12, 512,12,5 中最小值 5 55 ;

C CC 到 F FF 最短 跳数 是 8 , 13 , 9 8 , 13, 98,13,9 中最小值 8 88 ;



C CC 达到所有节点的路径是 ( 11 , 6 , 0 , 3 , 5 , 8 ) ( 11, 6, 0 , 3, 5, 8 )(11,6,0,3,5,8)


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