數(shù)據(jù)傳輸中RIP路由信息協(xié)議匯總技術(shù)的研究分析

◆楊 蕾 戰(zhàn)冬雪 劉成新

數(shù)據(jù)傳輸中RIP路由信息協(xié)議匯總技術(shù)的研究分析

◆楊 蕾 戰(zhàn)冬雪 劉成新

（佳木斯氣象衛(wèi)星地面站 黑龍江 154008）

RIP是最典型的距離矢量路由協(xié)議，它是最先得到廣泛使用的IGP協(xié)議，由于其工作機(jī)制相對(duì)簡(jiǎn)單、開銷小、易于配置、管理和實(shí)現(xiàn)，一直被大家所熟知。本文對(duì)RIP路由協(xié)議中匯總技術(shù)特性進(jìn)行詳細(xì)研究，分析了自動(dòng)匯總和手工匯總的優(yōu)缺點(diǎn)。

RIP；路由選擇協(xié)議；自動(dòng)匯總；手工匯總

0 引言

在中型或者大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中，通常會(huì)使用動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議，因動(dòng)態(tài)路由選擇要比靜態(tài)或默認(rèn)路由選擇容易，可以自動(dòng)獲取非直連網(wǎng)絡(luò)的路由信息，具有收斂特性等優(yōu)勢(shì)。RIP（Routing Information Protocol）路由信息協(xié)議屬于動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議，它是一種基于距離矢量算法的IGP協(xié)議。RIP協(xié)議是以“跳數(shù)”來(lái)定義路由的開銷（cost）或度量值(metric)，所謂跳數(shù)，就是指到達(dá)目的地需要經(jīng)過的路由器的個(gè)數(shù)，并且跳數(shù)范圍限制在1~16跳之內(nèi)，跳數(shù)等于16時(shí)意味著路由不可達(dá)。

1 RIP協(xié)議兩個(gè)版本區(qū)別

RIP路由信息選擇協(xié)議有兩個(gè)版本分別為RIPVersion 1（簡(jiǎn)稱RIPv1）和RIPVersion 2（簡(jiǎn)稱RIPv2）。

RIPv1是有類路由協(xié)議，在一組網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中，路由器給相鄰的路由器發(fā)送路由時(shí)只包含這條路由兩個(gè)參數(shù)：前綴、度量值。不支持認(rèn)證功能，不支持VLSM，自動(dòng)默認(rèn)運(yùn)行匯總功能且無(wú)法手工匯總，這一特性會(huì)導(dǎo)致大量網(wǎng)絡(luò)路由黑洞。

RIPv2是無(wú)類路由協(xié)議，它在一組網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中，路由器給相鄰的路由器發(fā)送路由時(shí)只包含這條路由五個(gè)參數(shù)：前綴、掩碼、下一跳地址、度量值、路由標(biāo)記。支持認(rèn)證功能，支持VLSM，可以關(guān)閉自動(dòng)匯總，支持手工匯總功能。

2 RIP路由匯總技術(shù)及分析

路由匯總是非常重要的一種思想，對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的貢獻(xiàn)是巨大的。一個(gè)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中，路由器為了維護(hù)大量的路由信息不得不耗費(fèi)過多的設(shè)備資源，為了減小設(shè)備的負(fù)擔(dān)，同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)中路由的可達(dá)性，解決辦法是部署路由匯總。路由匯總指的是同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)的不同子網(wǎng)路由在向外通告時(shí)匯總成一條路由的行為。

路由匯總主要用于減小網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的路由表規(guī)模，進(jìn)而減小網(wǎng)絡(luò)中路由更新的流量及設(shè)備資源消耗，在一個(gè)大型的網(wǎng)絡(luò)中路由匯總幾乎是必須考慮的一種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化手段。

2.1 自動(dòng)匯總

一臺(tái)路由器通過它的一個(gè)接口發(fā)送一條路由條目，會(huì)判斷這條路由的前綴與發(fā)送路由的接口IP地址是否在同一個(gè)主類網(wǎng)段。假設(shè)發(fā)送路由的前綴與發(fā)送路由接口的IP地址在同一個(gè)主類網(wǎng)絡(luò)，將滿足自動(dòng)匯總條件，路由器在發(fā)送路由時(shí)會(huì)直接把路由匯總成主類網(wǎng)絡(luò)路由發(fā)送出去。

以圖1所示的網(wǎng)絡(luò)為例，R1連接著172.20.1.0/24、172.20.2.0/24、172.20.3.0/24到172.20.255.0/24等大量網(wǎng)絡(luò)，如果R1將這些網(wǎng)段的路由信息通過RIPv1全部通告給R2，那么R2的路由表將變得“臃腫”，為了更新這些路由，占用掉不少鏈路帶寬和消耗大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備CPU、內(nèi)存等資源。

圖1 R1將路由明細(xì)通告給R2

為了簡(jiǎn)化路由通告，使R1不再將這些明細(xì)路由通告給R2，我們通過在R1上部署路由自動(dòng)匯總進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后通告匯總路由為172.20.0.0/16（如圖2所示），這樣R2的路由表將極大程度地被精簡(jiǎn)。R2路由器在轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)這些子網(wǎng)的報(bào)文時(shí)，可以使用一條匯總路由來(lái)指導(dǎo)轉(zhuǎn)發(fā)。

圖2 路由器R1上部署RIPv1路由匯總

在某些場(chǎng)景下在運(yùn)行RIPV1自動(dòng)匯總時(shí)，以圖1為例，R1連接著172.20.1.0/24、172.20.2.0/24、172.20.3.0/24、172.20.4.0/24和172.20.5.0/24五個(gè)網(wǎng)絡(luò)，R1路由器自動(dòng)匯總路由為172.20.0.0/16轉(zhuǎn)發(fā)給路由器R2。

這樣可以看出R1連接172.20.0.0類五個(gè)網(wǎng)絡(luò)和上面R1路由器連接172.20.0.0類255個(gè)路由，自動(dòng)匯總都為172.20.0.0/16主類路由，自動(dòng)匯總不夠精確造成IP地址浪費(fèi)，產(chǎn)生了“顆粒度過大”問題。

在圖2中，路由器R1運(yùn)行自動(dòng)匯總，將連接這些網(wǎng)絡(luò)明細(xì)路由匯總成主類網(wǎng)絡(luò)路由172.20.0.0/16通告給路由器R2。假設(shè)R1連接的網(wǎng)絡(luò)中172.20.2.0/24這條子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)故障，路由器R1給R2通告的路由仍然是匯總后172.20.0.0/16，R2接收到R1通告的路由不會(huì)發(fā)現(xiàn)172.20.2.0/24這條網(wǎng)絡(luò)故障，R2會(huì)一直認(rèn)為去往172.20.2.0/24這個(gè)子網(wǎng)的路徑仍然是路由器R1，而R1接收到172.20.2.0/24這個(gè)子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的路由會(huì)丟棄。也就是說172.20.2.0/24故障根本不影響R1自動(dòng)匯總路由，在路由匯總的執(zhí)行過程中，只要存在一條明細(xì)路由，則該明細(xì)路由對(duì)應(yīng)的主類網(wǎng)絡(luò)匯總路由會(huì)被通告，除非路由器R1所連接的所有明細(xì)路由都失效，則RIP不再通告對(duì)應(yīng)的匯總路由。

對(duì)于路由器R2而言根本不知道172.20.2.0/24故障，只要接收172.20.2.0/24這個(gè)子網(wǎng)的路由就會(huì)發(fā)送給路由器R1，R1接收到就會(huì)不停地丟棄。這就是所謂的路由“黑洞”問題。

RIP路由自動(dòng)匯總對(duì)本地始發(fā)產(chǎn)生的RIP路由生效，也對(duì)其他路由器通告的RIP路由生效，具有穿越匯總特性。

2.2 手工匯總

手工匯總是根據(jù)路由器運(yùn)行RIP通告進(jìn)行精確匯總路由，可以自定義匯總路由的前綴、掩碼，不受地址類別的限制，防止路由匯總產(chǎn)生大量的黑洞。

RIPv1不支持手工匯總，RIPv2支持手工匯總。在路由器R1上運(yùn)行RIPv2，運(yùn)行RIP路由信息協(xié)議默認(rèn)開啟自動(dòng)匯總，需要在運(yùn)行RIPv2時(shí)，關(guān)閉自動(dòng)匯總開啟手工匯總，以圖3為例。路由器R1連接172.16.8.0/24、172.16.9.0/24和172.16.10.0/24這三個(gè)子網(wǎng)，我們要手工進(jìn)行匯總要精確，通過最長(zhǎng)匹配位原則計(jì)算三個(gè)子網(wǎng)的匯總路由為172.16.8.0/22，路由器R1向路由器R2通告手工匯總路由172.16.8.0/22（與此同時(shí)明細(xì)路由將被抑制），這條手工匯總路由精確地“囊括”了相應(yīng)的明細(xì)路由，解決了RIPv1自動(dòng)匯總出現(xiàn)“顆粒度過大”和“黑洞”兩個(gè)問題。

圖3 路由器R1部署手工匯總

3 小結(jié)

本文深入研究路由選擇協(xié)議中RIP匯總技術(shù)所能解決了路由表“臃腫”問題，占用網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬和消耗網(wǎng)絡(luò)設(shè)備資源。剖析了路由器部署RIPv1手工匯總協(xié)議原理，手工匯總會(huì)帶來(lái)一系列問題，我們可以采用自動(dòng)匯總可以減少手工匯總出現(xiàn)“顆粒度過大”和“黑洞”問題，將對(duì)今后部署網(wǎng)絡(luò)路由選擇協(xié)議具有參考價(jià)值。

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