1. 基本信息
| 姓名 | 學(xué)號 | 班級 | 網(wǎng)絡(luò)是否連通 | 能否正常抓取報文 |
|---|---|---|---|---|
| lx | 2020 | 計(jì)算 | 是 | 能 |
2. 建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
感覺原來的拓?fù)鋱D過于簡單，所以另外又加了一個R3路由器，更加真實(shí)地觀察分析。
左邊是0/0口，右邊是0/1口，下面是0/2口。
3. 配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)
3.1. R1接口設(shè)置
Router>enable # 進(jìn)入特權(quán)執(zhí)行模式
Router#configure terminal # 進(jìn)入全局配置模式
Router(config)#hostname R1 # 將路由器名稱配置為R1
R1#show ip interface brief # 查看路由器R1的接口
Interface IP-Address OK? Method Status Protocol
GigabitEthernet0/0 unassigned YES unset administratively down down
GigabitEthernet0/1 unassigned YES unset administratively down down
GigabitEthernet0/2 unassigned YES unset administratively down down
Vlan1
先將路由器重命名為R1，然后查看接口，發(fā)現(xiàn)有三個接口分別是G0/0/0、G0/0/1、G0/0/2
3.1.1 為G0/0/0接口配置IP地址并激活
R1(config)#interface G0/0/0
R1(config-if)#ip address 192.168.1.57 255.255.255.0 # 設(shè)置IP地址
R1(config-if)#no shutdown # 激活接口
G0/0/1、G0/0/2同樣用這種方法設(shè)置，不多贅述。
3.1.2 保存配置
R1(config-if)#end # 返回特權(quán)執(zhí)行模式
R1#copy running-config startup-config # 保存R1配置
3.1.3 檢查IP地址是否配置正確并處于激活狀態(tài)
使用命令show ip interface brief進(jìn)行查看（狀態(tài)Status應(yīng)為up），舉例：
R1#show ip interface brief
Interface IP-Address OK? Method Status Protocol
GigabitEthernet0/0 192.168.1.57 YES manual up up
GigabitEthernet0/1 192.168.2.56 YES manual up up
GigabitEthernet0/2 192.168.4.56 YES manual up up
Vlan1 unassigned YES unset administratively down down
3.2. R1配置RIP
啟用動態(tài)路由
R1(config)#router rip # 進(jìn)入路由配置模式，在路由器使用RIP
指定網(wǎng)絡(luò)
R1(config-router)#network 192.168.1.0
R1(config-router)#network 192.168.2.0
R1(config-router)#network 192.168.4.0
用network命令發(fā)布網(wǎng)段，其作用如下:
- 對屬于該網(wǎng)絡(luò)的所有接口啟用RIP。這些接口將開始發(fā)送和接收RIP更新
- 在每30秒一次的RIP路由更新中向其它路由器通告該網(wǎng)絡(luò)
保存配置
network ip-address命令用于發(fā)布網(wǎng)段，其作用如下:
對屬于該網(wǎng)絡(luò)的所有接口啟用RIP。這些接口將開始發(fā)送和接收RIP更新
在每30秒一次的RIP路由更新中向其它路由器通告該網(wǎng)絡(luò)
檢驗(yàn)RIP是否配置成功
3.3. 測試網(wǎng)絡(luò)連通性
4. 理解RIP路由表建立和更新
查看R1路由表
I，指從內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGRP）中學(xué)到的路由。
R，從RIP協(xié)議中學(xué)到的路由。
O，從OSPF（開放式最短路徑優(yōu)先）協(xié)議學(xué)到。
C，直連路由。
S，靜態(tài)配置的路由，請注意，靜態(tài)路由的管理距離為 0。
E，從外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）學(xué)到的路由。
B，指從BGP協(xié)議、
I，指IS-IS協(xié)議學(xué)到的路由信息。
根據(jù)以上的關(guān)鍵字母的注釋，我們可以來嘗試著分析我們的路由表（部分）：
192.168.1.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks # 192.168.1.0這個網(wǎng)絡(luò)中有兩個子網(wǎng)（1.56和1.57）
C 192.168.1.0/24 is directly connected, GigabitEthernet0/0 # 192.168.1.0這個網(wǎng)絡(luò)直接連接到接口G0/0
L 192.168.1.57/32 is directly connected, GigabitEthernet0/0 # 192.168.1.57這個子網(wǎng)直接連接到接口G0/0
R 192.168.3.0/24 [120/1] via 192.168.2.57, 00:00:07, GigabitEthernet0/1
- R是RIP協(xié)議，通過動態(tài)路由協(xié)議RIP寫進(jìn)路由器的路由信息
-
192.168.3.0/24就是學(xué)到的路由 - 24是子網(wǎng)掩碼255.255.255.0的縮寫
- [120/1]即[管理距離/度量值(此數(shù)為路由跳數(shù))]，是度量值和管理距離，也就是優(yōu)先級的意思。
- via 192.168.2.57
via有 “經(jīng)由” 的意思，路由表中理解為 “下一跳” ，指下一跳的接口IP地址為192.168.2.57，就是我要發(fā)送數(shù)據(jù)包到下個路由器的接口，從G0/1接口轉(zhuǎn)發(fā)。
R 192.168.5.0/24 [120/1] via 192.168.2.57, 00:00:07, GigabitEthernet0/1
[120/1] via 192.168.4.57, 00:00:24, GigabitEthernet0/2
R1學(xué)習(xí)到一條路由信息：192.168.5.0，下一跳可以通過接口G0/1的192.168.2.57子網(wǎng)，也可以通過接口G0/2的192.168.4.57子網(wǎng)。
重置路由表，分析初始路由表的建立過程
命令clear ip route *可以清空該路由器的路由信息，用show ip route進(jìn)行驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)確實(shí)沒有學(xué)習(xí)到的路由信息了，用相同的操作清空 R2 和 R3 中的路由信息后，通過命令debug ip rip和可視化報文進(jìn)行分析。
注意：以上的操作必須在模擬仿真條件下執(zhí)行，否則路由器會自動每30s和相鄰路由器交換信息，導(dǎo)致路由表清空失敗
至此，所有路由器都已經(jīng)初始化，點(diǎn)擊模擬開始按鈕讓路由器開始交換信息
在本題中，我們只用R2路由器來做分析
分析部分代碼
RIP: received v2 update from 192.168.5.57 on GigabitEthernet0/2
# 從接口G0/2接收到了rip v2的更新包，數(shù)據(jù)源為192.168.5.57網(wǎng)段
192.168.1.0/24 via 0.0.0.0 in 2 hops
# 若下一跳為G0/2連接的路由器，需要 2 跳達(dá)到網(wǎng)絡(luò)192.168.1.0（R2→R3→R1）
192.168.2.0/24 via 0.0.0.0 in 2 hops
# 若下一跳為G0/2連接的路由器，需要 2 跳達(dá)到網(wǎng)絡(luò)192.168.2.0（R2→R3→R1）
192.168.3.0/24 via 0.0.0.0 in 3 hops
# 若下一跳為G0/2連接的路由器，需要 3 跳達(dá)到網(wǎng)絡(luò)192.168.2.0（R2→R3→R1→R2）
RIP: sending v2 update to 224.0.0.9 via GigabitEthernet0/1 (192.168.3.56)
# 從接口G0/1發(fā)送本路由器的rip v2更新包，發(fā)送目標(biāo)為192.168.3.56網(wǎng)段（PC）
RIP: build update entries # 本路由器（R2）更新后的路由表
192.168.1.0/24 via 0.0.0.0, metric 2, tag 0 # 需要 2 跳才能到達(dá)網(wǎng)絡(luò)192.168.1.0（ →B→A）
192.168.2.0/24 via 0.0.0.0, metric 1, tag 0 # 需要 1 跳才能到達(dá)網(wǎng)絡(luò)192.168.2.0（ →B）
192.168.4.0/24 via 0.0.0.0, metric 2, tag 0 # 需要 2 跳才能到達(dá)網(wǎng)絡(luò)192.168.4.0（ →B→D 或 →E→D）
192.168.5.0/24 via 0.0.0.0, metric 1, tag 0 # 需要 1 跳才能到達(dá)網(wǎng)絡(luò)192.168.5.0（ →E）
分析報文
可以發(fā)現(xiàn)，首先由R1準(zhǔn)備好3個RIP V2路由更新報文，通過G0/0、G0/1、G0/2分別發(fā)送給PC1，R1，R2，這里需要注意的是，因?yàn)槭锹酚筛聟f(xié)議，所以并不會成功傳送給PC1，如圖：
在R2接收到來自R1的路由更新報文后，繼續(xù)將R1的路由更新報文用剩余的接口轉(zhuǎn)發(fā)給PC2、R3路由器，下圖是R2在接收到R1的報文后，自己產(chǎn)生的要轉(zhuǎn)發(fā)的報文：
同理，R3接收到R1的報文后，也會再轉(zhuǎn)發(fā)給R2。
接下來就是R2開始發(fā)送路由更新報文，不再重復(fù)分析。
5. 理解RIP壞消息傳得慢
首先事先聲明，在本次實(shí)驗(yàn)中，我并沒有觀察到所謂的“壞消息傳得慢”的現(xiàn)象，相反，我觀察到“壞消息傳得最快”，一下是我的分析過程。
將R1的G0/0接口斷開
這里我一開始雖然有點(diǎn)疑惑，但是從理論上來說，因?yàn)殡m然R1到PC1的路徑斷開，如果R1在收到來自R2的路由刷新報文之前, R1將修改后的路由信息廣播給相鄰的路由器R2, 于是R2修改自己的路由表, 將原來經(jīng)R1去往net1的路由刪除。
這樣的話其實(shí)和我觀察到的好像沒有什么區(qū)別。（真的沒區(qū)別嗎？下文會闡述）
但是我想觀察到的現(xiàn)象其實(shí)是R2趕在R1發(fā)送新的路由刷新報文之前, 廣播自己的路由刷新報文，下面是慢收斂問題的原因闡述：
該報文中必然包含一條說明R2經(jīng)過一個路由器可以到達(dá)192.168.1.0路由。由于R1已經(jīng)刪除了到達(dá)192.168.1.0的路由,，按照V-D算法,，R1會增加通過R2到達(dá)192.168.1.0的新路徑，不過路徑的距離變成了2。這樣,，在路由器R1和R2之間就形成了路由環(huán), R2認(rèn)為通過R1可以到達(dá)192.168.1.0， R1則認(rèn)為通過R2可以到達(dá)192.168.1.0。盡管路徑的“距離”會越來越大,，但該路由信息不會從R1和R2的路由表中消失。從而出現(xiàn)無窮循環(huán)（實(shí)際有上限，最多16跳）。這就是慢收斂問題產(chǎn)生的原因。
于是我又反復(fù)斷開、連接、斷開、連接……大概六七次都是一樣的情況—R2、R3幾乎是在我斷開的一瞬間就收到了這條故障更新路由，就在這時，我發(fā)現(xiàn)了一個很奇怪的點(diǎn)
這里只有單單一條故障的路由信息！而不是R1所有的路由信息，按照道理來說R1更新路由是會有兩條路由信息：
然后我就開始懷疑，會不會RIP2協(xié)議中，已經(jīng)針對這種慢收斂問題做出了優(yōu)化，我首先的猜想是：在路由器連接的路由崩潰時，會立即將這條斷掉的路由值設(shè)置為16 hops，也就是不可到達(dá)，然后立即（沒錯就是立即）發(fā)送給鄰近的路由器。這樣的話，完全可以解釋剛剛的現(xiàn)象。
接下來分析下報文
1. 再次斷開R1的G0/0接口
2. R1立即產(chǎn)生兩個路由更新報文（只有兩個接口了）
3. R1發(fā)出崩潰路由的更新報文
在R2、R3接收到這條崩潰的路由信息后，立即準(zhǔn)備好轉(zhuǎn)發(fā)給下一接口的路由器。下圖是R2產(chǎn)生的報文（注意該報文里也只有單單一條崩潰的路由信息）：
4. 查看報文
注意這里的“觸發(fā)更新”，在一篇 Title-題名為 路由協(xié)議RIP慢收斂問題及其對策 的論文中，提到了關(guān)于RIP協(xié)議解決慢收斂問題的一些對策：
為了解決慢收斂問題, RIP協(xié)議采用:限制路徑最大“距離”對策、分割水平線、帶抑制逆轉(zhuǎn)位的分割水平線和觸發(fā)更新來避免計(jì)值到無窮循環(huán)問題。
發(fā)現(xiàn)了么，這里也提到了觸發(fā)更新，下面引用這篇論文的內(nèi)容簡單介紹一下這幾種方法。
- 最大“距離”對策：RIP協(xié)議規(guī)定“距離”的最大值為16, 距離超過或等于16的路由為不可達(dá)路由。
- 水平分割對策：當(dāng)路由從某個網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送RIP路由刷新報文時, 其中不能包含從該接口獲取的路由信息。
- 保持對策：在得知目的網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)后的一定時間內(nèi) (RIP規(guī)定為60 S) , 路由器不接受關(guān)于此網(wǎng)絡(luò)的任何可到達(dá)性信息。
- 帶觸發(fā)更新的毒性逆轉(zhuǎn)對策：當(dāng)某路徑崩潰后, 最早廣播此路由器將原路由器將路由繼續(xù)保留在若干路由刷新報文中, 但指明該路由的距離為無限長 (距離16) 。與此同時, 還可使用觸發(fā)刷新技術(shù), 一旦檢測到路由崩潰, 立即廣播路由刷新報文, 而不必等待下一刷新周期。
看到這里，結(jié)果已經(jīng)很顯而易見了，我們這里看到了就是RIP協(xié)議針對慢收斂問題的兩種解決辦法—帶觸發(fā)更新的毒性逆轉(zhuǎn)對策以及最大距離對策。效果也是很好，基本在一瞬間就能讓崩潰的路由信息傳遞給周圍的路由器，大概是因?yàn)槲疫@個網(wǎng)絡(luò)過于簡單，所以這種優(yōu)化方法并沒有發(fā)生什么問題。
6. 實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方法
問題1—默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)置（已解決）
這個問題其實(shí)在一開始配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的時候就已經(jīng)發(fā)生了，因?yàn)槲也恢滥J(rèn)網(wǎng)關(guān)到底是什么，只是將它設(shè)置為連接到路由器該接口的ip地址，所以在完成本次實(shí)驗(yàn)后特意去了解了一下網(wǎng)關(guān)。
網(wǎng)關(guān)實(shí)質(zhì)上是一個網(wǎng)絡(luò)通向其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址。比如有網(wǎng)絡(luò)A和網(wǎng)絡(luò)B，網(wǎng)絡(luò)A的IP地址范圍為“192.168.1.1-192. 168.1.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；網(wǎng)絡(luò)B的IP地址范圍為“192.168.2.1-192.168.2.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。在沒有路由器的情況下，兩個網(wǎng)絡(luò)之間是不能進(jìn)行TCP/IP通信的，即使是兩個網(wǎng)絡(luò)連接在同一臺交換機(jī)（或集線器）上，TCP/IP協(xié)議也會根據(jù)子網(wǎng)掩碼（255.255.255.0）判定兩個網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)處在不同的網(wǎng)絡(luò)里。而要實(shí)現(xiàn)這兩個網(wǎng)絡(luò)之間的通信，則必須通過網(wǎng)關(guān)。如果網(wǎng)絡(luò)A中的主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)不在本地網(wǎng)絡(luò)中，就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它自己的網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的某個主機(jī)（如圖1所示）。網(wǎng)絡(luò)A向網(wǎng)絡(luò)B轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過程。
問題2—為什么配置用RIP V2版本（模糊）
經(jīng)過了解，RIP v2其實(shí)就是RIP v1版本的增強(qiáng)版，具體的升級如下：
- 支持外部路由標(biāo)記（Route Tag），可以在路由策略中根據(jù)Tag對路由進(jìn)行靈活控制。
- 報文中攜帶掩碼信息，支持路由聚合和CIDR（Classless Inter-Domain Routing）。
- 支持指定下一跳，在廣播網(wǎng)上可以選擇到最優(yōu)下一跳地址。
- 支持以組播方式發(fā)送更新報文，只有支持RIPv2的設(shè)備才能收到協(xié)議報文，減少資源消耗。
- 支持對協(xié)議報文進(jìn)行驗(yàn)證，并提供明文驗(yàn)證和MD5驗(yàn)證兩種方式，增強(qiáng)安全性。
網(wǎng)上的解釋都比較簡單，而且在書上也沒有關(guān)于RIP v2的介紹。比如第一點(diǎn)，如何通過標(biāo)志Tag對路由進(jìn)行靈活控制，第二點(diǎn)中的掩碼信息有什么用？出于時間方面的考慮，沒有再進(jìn)行過于深度的挖掘，各位小伙伴有興趣可以去了解下。
問題3—為什么觀察不到“壞消息傳得慢”現(xiàn)象（已解決）
其實(shí)這個點(diǎn)一開始卡了我很久，也問了很多的同學(xué)，我發(fā)現(xiàn)好像大部分人其實(shí)都沒有觀察到書上說的這種遞歸收斂的現(xiàn)象，都是直接看到了一個崩潰路由的信息（就是 16 hops），但是很少有人去深入研究的，但是我覺得很古怪，就有這么一個猜想—RIP的內(nèi)部優(yōu)化，我覺得發(fā)明RIP協(xié)議的人肯定知道慢收斂的缺點(diǎn)，肯定會改進(jìn)RIP協(xié)議，在實(shí)驗(yàn)中通過查資料、和同學(xué)討論都很好地激發(fā)了我深入研究的興趣。
在查閱的過程中，我了解到一個新的問題：“廣播雪崩”。
例如，當(dāng)許多路由器共享一個公共網(wǎng)絡(luò)時，如果采用觸發(fā)更新技術(shù)，一個廣播就能改變這些路由器的路由表，從而引發(fā)新一輪的廣播。如果第二輪改變了路由表，會引起更多的廣播，這就產(chǎn)生了廣播雪崩。
問題4—RIP還有缺點(diǎn)么，如果有，是什么（已解決）
根據(jù) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第七版）里關(guān)于RIP協(xié)議的描述，RIP協(xié)議的缺點(diǎn)有很多，比如最大距離為15，路由器之間交換的路由信息是路由器中的完整路由表，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模一大，開銷就很大，最后就是慢收斂問題。
通過實(shí)驗(yàn)可以得知，慢收斂問題其實(shí)已經(jīng)解決了。但是問題在于RIP協(xié)議為了解決慢收斂問題所提出的“最大距離”對策，限制了路由能傳輸?shù)淖畲缶嚯x，再加上其傳輸?shù)穆酚杀硎峭暾穆酚尚畔?，所以在大型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，每個路由器都與幾個甚至數(shù)十個路由器相連，每次傳播的報文中都包含數(shù)十個路由信息，幾百個報文同時在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，網(wǎng)絡(luò)肯定吃不消。
參考文獻(xiàn)
王福新,谷海紅.路由協(xié)議RIP慢收斂問題及其對策[J].通信技術(shù),2008(08):157-159.
(5條消息) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（三）：默認(rèn)網(wǎng)關(guān)_wangdongm123的博客-CSDN博客_默認(rèn)網(wǎng)關(guān)
(6條消息) 慢收斂問題以及解決方法_BABY LOVE的博客-CSDN博客_慢收斂
(6條消息) RIPV1和RIPV2的主要區(qū)別_仲瑿的博客-CSDN博客_ripv1和ripv2的區(qū)別
RIP協(xié)議（距離矢量路由協(xié)議）RIPv1——RIPv2_梓噯的博客-CSDN博客_rip距離矢量
[華為 | RIPv1與RIPv2對比實(shí)驗(yàn) - 飛翔灬吾愛的Blog (fishyoung.com)](http://www.fishyoung.com/post-197.html#:~:text=RIP使用了基于距離矢量的貝爾曼-福特算法（Bellman-Ford）來計(jì)算到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。 最初的RIP協(xié)議開發(fā)時間較早，所以在帶寬、配置和管理方面要求也較低，因此，RIP主要適合于規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)中。,RIP包括RIPv1和RIPv2兩個版本。 RIPv1為有類別路由協(xié)議，不支持VLSM和CIDR。 RIPv2為無類別路由協(xié)議，支持VLSM，支持路由聚合與CIDR。)
思科路由器：學(xué)會看路由表信息，show ip route詳解_健忘的老菜鳥的博客-CSDN博客_思科查看路由表
tml#:~:text=RIP使用了基于距離矢量的貝爾曼-福特算法（Bellman-Ford）來計(jì)算到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。 最初的RIP協(xié)議開發(fā)時間較早，所以在帶寬、配置和管理方面要求也較低，因此，RIP主要適合于規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)中。,RIP包括RIPv1和RIPv2兩個版本。 RIPv1為有類別路由協(xié)議，不支持VLSM和CIDR。 RIPv2為無類別路由協(xié)議，支持VLSM，支持路由聚合與CIDR。)文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-495967.html思科路由器：學(xué)會看路由表信息，show ip route詳解_健忘的老菜鳥的博客-CSDN博客_思科查看路由表文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-495967.html
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