RIP协议(Routing Information Protocol)

RIP协议简介

RIP(Routing Information Protocol,路由信息协议）一般作为内部网关协议（IGP）使用，是一种动态路由选择协议，用于自治系统（AS）内的路由信息的传递。RIP协议基于距离矢量算法(DistanceVectorAlgorithms），使用“跳数”(即metric)来衡量到达目标地址的路由距离。这种协议的路由器只关心自己周围的世界，只与自己相邻的路由器交换信息，范围限制在15跳(15度)之内。

RIP协议原理（RIPng）

RIP基本原理描述

RIPng协议是基于距离矢量（Distance-Vector）算法的协议。它通过UDP报文交换路由信息，使用的端口号为521。
RIPng使用跳数来衡量到达目的地址的距离（也称为度量值或开销）。在RIPng中，从一个路由器到其直连网络的跳数为0，通过与其相连的路由器到达另一个网络的跳数为1，其余以此类推。当跳数大于或等于16时，目的网络或主机就被定义为不可达。
RIPng每30秒发送一次路由更新报文。如果在180秒内没有收到网络邻居的路由更新报文，RIPng将从邻居学到的所有路由标识为不可达。如果再过120秒内仍没有收到邻居的路由更新报文，RIPng将从路由表中删除这些路由。
为了提高性能并避免形成路由环路，RIPng既支持水平分割也支持毒性逆转。此外，RIPng还可以从其它的路由协议引入路由。
每个运行RIPng的路由器都管理一个路由数据库，该路由数据库包含了到所有可达目的地的路由项，这些路由项包含下列信息：
* 目的地址：主机或网络的IPv6地址。
* 下一跳地址：为到达目的地，需要经过的相邻路由器的接口IPv6地址。
* 出接口：转发IPv6报文通过的出接口。
* 度量值：本路由器到达目的地的开销。
* 路由时间：从路由项最后一次被更新到现在所经过的时间，路由项每次被更新时，路由时间重置为0。
* 路由标记（Route Tag）：用于标识外部路由，以便在路由策略中根据Tag对路由进行灵活的控制。

RIP协议报文分析

RIPng的报文格式

1. 基本格式
   RIPng报文由头部（Header）和多个路由表项（RTEs）组成。在同一个RIPng报文中，RTE的最大条数与发送接口设置的IPv6 MTU有关。
   
   各字段的含义如下：
   • Command：定义报文的类型。0x01表示Request报文，0x02表示Response报文。
   • Version：RIPng的版本，目前其值只能为0x01。
   • RTE（Route Table Entry）：路由表项，每项的长度为20字节。
2. RTE的格式
   在RIPng里有两类RTE，分别是：
   • 下一跳RTE：位于一组具有相同下一跳的“IPv6前缀RTE”的前面，它定义了下一跳的IPv6地址。
   • IPv6前缀RTE：位于某个“下一跳RTE”的后面。同一个“下一跳RTE”的后面可以有多个不同的“IPv6前缀RTE”。它描述了RIPng路由表中的目的IPv6地址、路由标记、前缀长度。
     下一跳RTE的格式如下图所示：
     
     其中，IPv6 next hop address表示下一跳的IPv6地址。
     IPv6前缀RTE的格式如下图所示：
     
     各字段的解释如下：
     • IPv6 prefix：目的IPv6地址的前缀。
     • route tag：路由标记。
     • prefix len：IPv6地址的前缀长度。
     • metric：路由的度量值。

RIPng报文处理过程

1. Request报文
   当RIPng路由器启动后或者需要更新部分路由表项时，便会发出Request报文，向邻居请求需要的路由信息。通常情况下以组播方式发送Request报文。
   收到Request报文的RIPng路由器会对其中的RTE进行处理。如果Request报文中只有一项RTE，且IPv6前缀和前缀长度都为0，度量值为16，则表示请求邻居发送全部路由信息，被请求路由器收到后会把当前路由表中的全部路由信息，以Response报文形式发回给请求路由器。如果Request报文中有多项RTE，被请求路由器将对RTE逐项处理，更新每条路由的度量值，最后以Response报文形式返回给请求路由器。

2. Response报文
   Response报文包含本地路由表的信息，一般在下列情况下产生：

   • 对某个Request报文进行响应
   • 作为更新报文周期性地发出
   • 在路由发生变化时触发更新

   收到Response报文的路由器会更新自己的RIPng路由表。为了保证路由的准确性，RIPng路由器会对收到的Response报文进行有效性检查，比如源IPv6地址是否是链路本地地址，端口号是否正确等，没有通过检查的报文会被忽略。

RIP协议的缺点

“好消息传得快，快消息传得慢”

由于路由超时有一定时间，当一台路由突然宕机时，有可能恰好出现其周围两台路由器相互学习的情况，也即A、B、C三台相邻路由器，A突然宕机，B发现A发现宕机，但是C还没发发现A宕机，于是B从C学习到了A的距离，C此时发现了A宕机，但是看B的路由表中有到A的路由，于是学习了B的路由在此基础上+1，B和C相互学习，造成了A还可以到达的假象，等到距离值变为16，才最终从路由表中删除，这中间通过A访问的包可能会丢失

RIP协议相关RFC文档

RIP协议：RFC1058
RIPv2协议：RFC1388
RIPv2协议：RFC1723
RIPv2协议：RFC2453
RIPng协议：RFC2080

RIP协议发展

RIPv1被首先提出，但是其中有许多缺陷。为了改善RIPv1的不足，在RFC1388中提出了改进的RIPv2，并在RFC1723和RFC2453中进行了修订。RIPv2定义了一套有效的改进方案，新的RIP-2支持子网路由选择，支持CIDR，支持组播，并提供了验证机制。随着IPv6的发展，RIPng(RIP next generation)协议被提出，在RFC2080文档中描述了RIPng，添加了RIP对IPv6的支持。

RIP各个版本变化

RIPv2对RIPv1的变化

为了弥补RIPv1的缺陷，RIPv2逐步进行了如下改进：
1. RIPv1是有类路由协议，RIPv2是无类路由协议
2. RIPv1不能支持VLSM，RIPv2可以支持VLSM。
3. RIPv1没有认证的功能，RIPv2可以支持认证，并且有明文和MD5两种认证。
4. RIPv1没有手工汇总的功能，RIPv2可以在关闭自动汇总的前提下，进行手工汇总。
5. RIPv1是广播更新，RIPv2是组播更新。
6. RIPv1对路由没有标记的功能，RIPv2可以对路由打标记（tag），用于过滤和做策略。
7. RIPv1发送的update最多可以携带25条路由条目，RIPv2在有认证的情况下最多只能携带24条路由。
8. RIPv1发送的update包里面没有next-hop属性，RIPv2有next-hop属性，可以用与路由更新的重定。

RIPng对RIPv2的变化

为了在IPv6网络中应用，RIPng对原有的RIP协议进行了如下修改：
1. UDP端口号：使用UDP的521端口发送和接收路由信息。
2. 组播地址：使用FF02::9作为链路本地范围内的RIPng路由器组播地址。
3. 前缀长度：目的地址使用128比特的前缀长度。
4. 下一跳地址：使用128比特的IPv6地址。
5. 源地址：使用链路本地地址FE80::/10作为源地址发送RIPng路由信息更新报文。