【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 )★

2023-03-28 17:18:35 浏览数 (2)

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

内部使用 RIP 协议 , 自治系统

B

内部使用 OSPF 协议 , 两个自治系统

A,B

之间使用 BGP 协议 ;

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

;

⑥ 最大距离 : RIP 协议中要求 , 一条路由只能包含

15

个路由器 ( 包含其本身 ) , 距离 最大是

15

, 如果距离为

16

, 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

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

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

, 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

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

, 发送来 RIP 报文 , ① 将 下一跳 地址改为

X

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

    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

    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

秒 , 还没有收到相邻路由器

X

的 RIP 报文数据 , 那么将 路由器

X

记为不可达路由器 , 将距离设置为

16

;

④ 返回 ;

五、距离向量算法 计算示例


距离向量算法 计算示例 :

R6

本身路由表 :

  • 表项
1

: 目的网络 Net

2

, 距离

3

, 下一跳路由

R4

;

  • 表项
2

: 目的网络 Net

3

, 距离

4

, 下一跳路由

R5

;

收到

R4

发来的 RIP 报文 ( 路由更新信息 ) :

  • 表项
1

: 目的网络 Net

1

, 距离

3

, 下一跳路由

R1

;

  • 表项
2

: 目的网络 Net

2

, 距离

4

, 下一跳路由

R2

;

  • 表项
3

: 目的网络 Net

3

, 距离

1

, 下一跳路由 直接交付 ;

计算更新后的

R6

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

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

R4

发来的 RIP 报文 ( 路由更新信息 ) :

  • 表项
1

: 目的网络 Net

1

, 距离

4

, 下一跳路由

R4

;

  • 表项
2

: 目的网络 Net

2

, 距离

5

, 下一跳路由

R4

;

  • 表项
3

: 目的网络 Net

3

, 距离

2

, 下一跳路由

R4

;

② 更新 路由表 :

针对 "表项

1

: 目的网络 Net

1

, 距离

4

, 下一跳路由

R4

" , 原来

R6

路由表中没有 目的网络 Net

1

, 直接将该路由表表项插入到

R6

路由表zh9ong ;

针对 "表项

2

: 目的网络 Net

2

, 距离

5

, 下一跳路由

R4

" , 原来

R6

路由表中 有 目的网络 Net

2

, 对比下一跳地址 , 原来的路由表项中下一跳地址是

R4

, 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

: 目的网络 Net

3

, 距离

2

, 下一跳路由

R4

" , 原来

R6

路由表中 有 目的网络 Net

3

, 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

, 新的距离是

2

, 这里选择距离较近的 , 即将 RIP 报文中的路由表表项更新到

R6

路由器中 ;

更新后的

R6

路由器表项 : ( 全都更改了一遍 )

  • 表项
1

: 目的网络 Net

1

, 距离

4

, 下一跳路由

R4

;

  • 表项
2

: 目的网络 Net

2

, 距离

5

, 下一跳路由

R4

;

  • 表项
3

: 目的网络 Net

3

, 距离

2

, 下一跳路由

R4

;

六、距离向量算法 计算示例 2


某子网 有

A, 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

:

  • 来自
B

的向量为

( 5, 0, 8 , 12 , 6, 2 )
  • 来自
D

的向量为

( 16, 12, 6 , 0 , 9, 10 )
  • 来自
E

的向量为

( 7, 6, 3 , 9 , 0 , 4 )
C

B, D, E

的延迟分别是

6,3,5

, 求

C

到达所有节点的最短路径 ;

计算过程 :

B

的向量为

( 5, 0, 8 , 12 , 6, 2 )

, 即

B

A, B, C,D,E,F

六个路由器的跳数 ;

D

的向量为

( 16, 12, 6 , 0 , 9, 10 )

, 即

D

A, B, C,D,E,F

六个路由器的跳数 ;

E

的向量为

( 7, 6, 3 , 9 , 0 , 4 )

, 即

E

A, B, C,D,E,F

六个路由器的跳数 ;

C

B

再到 其它路由器跳数为

( 11, 6, 14 , 18 , 12, 8 )
C

D

再到 其它路由器跳数为

( 19, 15, 9 , 3 , 12, 13 )
C

E

再到 其它路由器跳数为

( 12, 11, 8 , 14 , 5, 9 )
C

A

最短 跳数 是

11 , 19, 12

中最小值

11

;

C

B

最短 跳数 是

6 , 15, 11

中最小值

6

;

C

C

最短 跳数 是

0

;

C

D

最短 跳数 是

8 , 3, 14

中最小值

3

;

C

E

最短 跳数 是

12 , 12, 5

中最小值

5

;

C

F

最短 跳数 是

8 , 13, 9

中最小值

8

;

C

达到所有节点的路径是

( 11, 6, 0 , 3, 5, 8 )

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