实验2：RIP协议的路由更新

电子科技大学
实
验
报
告
学生姓名：张乐中
学号：2012019020002
指导教师：苏俭
日期：2014 年11 月13 日
实验项目名称：RIP协议的路由更新
报告评分：教师签字：
一、实验原理
RIP协议（RFC 1058）是一个基于距离向量路由选择的内部网关协议：每台路由器定期与邻居路由器交换各自路由表中的所有路由信息，使用Bellman-Ford算法计算路由表。

RIP 协议的路由度量（Metric）是到目的网络的跳数（hop count），最大跳数值为15。

运行RIP协议的路由器初始接入到网络上时，它的路由表中只有根据其接口上的IP配置信息获得的直连网络的直连路由。

随着RIP路由信息的不断交换，互联网中的每台RIP路由器最终会掌握整个互联网的知识，即RIP协议收敛。

RIP协议有两种类型的报文：RIP请求报文和RIP响应报文，他们都封装在UDP数据报中广播发送。

- RIP请求报文可以询问特定路由项目或所有路由项目。

当运行RIP协议的路由器刚接入网络中时，会广播发送一份询问所有路由项目的RIP请求报文。

- RIP响应报文可以是询问或非询问的。

询问的RIP响应报文仅在回应RIP请求报文时单播发送给请求者，发送的内容是请求报文中所请求的特定路由项目或整个路由表的路由项目。

非询问的RIP响应报文则是定期的广播发送，发送的内容是整个路由表中的路由项目。

RIP响应报文中携带的路由通告信息只有目的网络地址和跳数值。

RIP协议使用3个计时器来支持RIP协议的操作。

-定期计时器（30秒）控制定期的RIP路由通告。

但为了避免整个互联网中的路由器同时更新而引起的过载问题，实际实现中路由器的RIP路由通告间隔通常是25~35
之间的一个随机数。

-截止期计时器（180秒）管理RIP路由的有效性。

路由器每次收到一条路由的更新信息，就复位该路由的截止期计时器。

如果一条路由的截止期计时器期满，则将该
路由标记为无效，即将其跳数设置为16，表示该路由的目的不可达。

-路由器收到邻居通告的一条无效路由，或因为截止计时器期满而产生一条无效路由时，并不立即从路由表中清除无效路由，而是为该路由启动一个无用信息收集计时
器（120秒），并继续在定期的路由通告中通告跳数为16的无效路由。

仅当无效路
由的无用信息收集计时器期满时才将其消除。

无用信息收集计时器使得邻居路由器
获知某条路由时无效的。

RIP协议存在缓慢收敛和不稳定问题。

为了解决这些问题，RIP协议中采用了出发更新和水平分割方法。

-触发更新是当网络有变化时，路由器立即发送更新信息；如果网络没有变化，则仍是定期发送更新信息。

出发更新不会影响路由器的RIP定期计时器。

-水平分割是在发送路由信息时，路由器根据发送接口选择发送路由表中的发送信息，简单地说就是从某个接口收到的路由信息不能再从该接口发送出去。

二、实验目的
1. 掌握RIP协议在路由更新时的发送信息和发送方式。

2. 掌握RIP协议的路由更新算法。

三、实验内容
实验拓扑中Dynamips 软件模拟实现的路由器R1、R2和R3互联了的子网1、子网2和子网3，路由器之间使用RIPv1协议进行路由选择。

实验者使用Dynamips 软件捕获三个子网上传送的RIP 报文，使用Wireshark 软件查看捕获的RIP 报文，分析RIP 协议的路由更新过程。

四、实验器材（设备、元器件）
PC 电脑一台
五、实验步骤
注意：为方便分阶段分析RIP 路由更新过程，实验中请记录下步骤3、4、5、6的操作时间！
1、启动Dynamips Server ，然后运行 ，在Dynagen 窗口中提示符“=>”后依次输入以下命令启动路由器R1、R2和R3，并进入其CLI ：
=> start R1 => start R2 => start R3 => con R1 => con R2 => con R3
2、在R1的CLI 提示符“R1>”后输入“show ip route ”命令查看路由器R1当前的路由表，确保实验网中的RIP 协议已经收敛。

R1> show ip route
3、在Dynagen 窗口中提示符“=>”后输入以下命令捕获子网1、2和3中的分组：
=> capture R1 f0/0 1.cap => capture R2 f0/0 2.cap => capture R3 f0/0 3.cap
4、2分钟后，在路由器R1的CLI 中输入以下命令断开R1与子网2的连接（如图B 所示）：
en
对应的CLI 提示符为“R1>”
图A
图B
conf t 对应的CLI提示符为“R1#”
int f0/1 对应的CLI提示符为“R1(config)#”
shut 对应的CLI提示符为“R1(config-if)#”
5、5分钟后，在路由器R1的CLI中输入以下命令将拓扑恢复成图A所示拓扑，即恢
复路由器R1与子网2的连接。

en 对应的CLI提示符为“R1>”
conf t 对应的CLI提示符为“R1#”
int f0/1 对应的CLI提示符为“R1(config)#”
no shut 对应的CLI提示符为“R1(config-if)#”
说明：请根据R1 CLI的当前提示符输入对应的命令。

6、3分钟后，在Dynagen窗口中提示符“=>”后输入以下命令停止捕获：
=> no capture R1 f0/0
=> no capture R2 f0/0
=> no capture R3 f0/0
7、用Wireshark软件查看并分析捕获的分组文件（1.cap、2.cap和3.cap）中的RIP报
文，查看过滤条件为“rip”（在Wireshark主窗口界面“过滤工具栏”的“Filter：”域中输入）。

8、实验结束后，按照以下步骤关闭实验软件、上传实验数据、还原实验环境：
（1）关闭R1的CLI窗口，在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次输入以下命令关闭Dynagen窗口，然后再关闭Dynamips Server窗口：
=> stop /all
=> exit
（2）运行所在目录下的“reset.bat”文件。

六、实验数据及结果分析
1、步骤2中根据R1路由表中的哪些信息可以确保实验网中的RIP协议已经收敛？
为什么？
2、汇总3个子网上捕获的RIP报文。

按照报文的捕获顺序，分阶段分析记录每个
子网中每台路由器在两次拓扑变化（第1次拓扑变化：图A→图B，第2次拓扑变化：图B→图A）过程中发出的RIP报文信息：
1）阶段1：第1次拓扑变化开始前（RIP已收敛）的2个周期的RIP报文；
2）阶段2：第1次拓扑变化时RIP收敛过程中的所有RIP报文；
3）阶段3：第1次拓扑变化时RIP完成收敛后的2个周期的RIP报文；
4）阶段4：第2次拓扑变化时RIP收敛过程中的所有RIP报文；
5）阶段5：第2次拓扑变化时RIP完成收敛后的2个周期的RIP报文。

提示：RIP已收敛是指路由表中已经获得所有可达网络的RIP路由，并且已删除所有不可达（跳数＝16）的RIP路由。

具体记录的报文信息如下：
注：阶段4的第2条报文是目的地址172.16.2.1的单播RIP报文。

说明：每个子网中的每台路由器一张RIP报文信息记录表；
“命令”＝请求，响应；
“捕获时间”＝Wireshark窗口分组列表栏中的“Time”值
要求：“Time”查看格式为菜单“View→Time Display Format→Seconds Since Beginning of Capture”。

3、RIP计时器分析：
-在本实验中，RIP的定期计时器、截止期计时器和无用信息收集计时器实际上是多少秒？
-为什么定期计时器并不是RFC中规定的固定值，而是一个时间范围内的随机值？
4、阶段1分析：
-该阶段中为什么在子网3上捕获不到路由器R3的RIP报文？
5、阶段2分析：
-分析子网1中路由器R1的RIP报文信息记录，根据哪一个RIP报文，可以推断出R1大约何时断开与子网2的连接的？为什么？
-该阶段中记录的哪些RIP报文是触发更新报文？是如何推断出来的？
-产生这些触发更新报文的原因分别是什么？
-RIP的触发更新报文和定时更新报文在通告的路由信息数量上有何不同？
6、阶段3分析：
-路由器R1、R2和R3在第1次拓扑改变时的RIP收敛时间大概分别是多少秒钟？整个网络的RIP收敛时间是多少秒钟？
-为什么R1的收敛时间明显短于R2和R3？
-该阶段中为什么在子网1中捕获不到路由器R1的RIP报文？
7、阶段4分析：
-分析子网2中路由器R1的RIP报文信息记录，根据哪一个RIP报文，可以推断出R1大约何时恢复与子网2的连接的？为什么？
-该阶段中记录的哪些RIP报文是触发更新报文？
-产生这些触发更新报文的原因分别是什么？
-该阶段中为什么路由器R2会在子网2上发送单播和广播这两种RIP响应分组？
8、阶段5分析：
-路由器R1、R2和R3在第2次拓扑改变时的RIP收敛时间分别是多少秒钟？
整个网络的RIP收敛时间是多少秒钟？
-比较2次拓扑变化时RIP的收敛时间，分析RIP协议对好消息（网络可达）和坏消息（网络不可达）的传递哪一种更快？并分析产生这种现象的原因。

七、实验结论
1、总结RIP协议的路由通告机制，即路由器何时发送RIP路由通告？发送哪些内容？
发送方式？
2、总结RIP协议的路由更新算法，即路由器收到RIP响应报文后，如何更新自己的
路由表？
3、总结RIP协议的3个计时器的工作原理：计时对象？何时启动？何时复位？何时
终止？期满时对计时对象的处理？
八、总结及心得体会
通过模拟实验以及对Wireshark软件捕获的数据包的分析，加深了对RIP 路由协议工作原理的理解。

九、对本实验过程及方法、手段的改进建议
时间正确对本实验很重要。