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动态路由协议概述及RIP
为什么要有动态路由协议
路由器是依赖自己维护的路由表来进行数据转发的，而路由表又是由许多路由条目构成的，路由器要将数据转发到目的地就必须有路由。一台路由器可以从多种来源学习到路由条目：
直连路由
路由器在初始启动后，如果我们为其接口配置IP地址，并且接口的物理及协议的状态都为UP，则路由器能够自动地学习该接口的网络号，将这条直连路由装载进路由表，这其实很好理解，因为这是我“家门口”的网络嘛，无需干预，自动学习。
静态路由
直连网络能够自动学习，可是非直连网络可就无法自动学习了，那么一种最简单的方式，就是通过手工配置的方式为路由器创建静态的路由表项，这叫静态路由，静态路由由于其是静态手工配置，因此可管理性非常高，但是也有明显的缺陷，因为你要到一个目的地，就必须做一条静态路由的配置，那么如果网络特别庞大、设备数量特别多呢？工作量就相当大了，这是低效且不切实的；再者静态路由无法根据网络拓扑的变更做出动态的感知，因此当网络发生变化时，管理员可能不得不重新配置或调整静态路由。因此，我们迫切需要一种动态的机制，来帮助路由器更加灵活的维护路由信息。
动态路由协议的分类
根据作用的范围，路由协议可分为：
内部网关协议（Interior Gateway Protocol，简称IGP）：在一个自治系统内部运行
外部网关协议（Exterior Gateway Protocol，简称EGP）：运行于不同自治系统之间
所谓的AS自治系统指的就是，一个独立自治的、自我管理的路由选择域。
根据使用的算法，路由协议可分为：
距离矢量协议（Distance-Vector）：包括RIP和BGP。其中，BGP也被称为路径矢量协议（Path-Vector）
链路状态协议（Link-State）：包括OSPF和IS-IS
关于距离矢量路由协议
我们先初步认识一下距离矢量路由协议。
动态路由协议，大家可以理解为赋予了路由器一种“语言”交流能力。在静态路由环境下，路由器之间都互相不交流的，比较闷骚。但是一旦激活了动态路由协议，路由器之间就能够进行互相的通告和学习。
在上图中，初始情况下，R2是无法知道远程网络、R1的直连1.1.1.0/24的，在R1和R2激活了距离矢量的动态路由协议后，R1将自己家门口的路由1.1.1.0/24通告给R2，在通告路由的同时，还告诉R2你要前往1.1.1.0/24所需花费的“代价，或成本”，这样一来R2就能动态的从R1学习到这条路由并且装载进路由表。于是当R2要发送数据去往1.1.1.0/24的时候，就会将数据包丢给下一跳路由器、也就是路由的通告者R1。这就是所谓的距离矢量。最具代表性的距离矢量路由协议是RIP，RIP是一个有着悠久历史的路由协议，简单、小巧，但是也存在很大局限，这使得它几乎很少在现今的网络环境中被使用。但是经典毕竟是经典，从它入手，我们将更快速的理解动态路由协议。
使用距离矢量路由协议的路由器并不了解网络的拓扑。该路由器只知道：
自身与目的网络之间的距离，应该往哪个方向或使用哪个接口转发数据包
实际上，运行距离矢量路由协议的路由器，是将自己的整张路由表更新给直连的其他路由器，彼此之间都进行更新，而路由器也会从其他直连路由器收到他们发来的路由更新，于是就进行一系列的路由收发行为，最终的结果是，大家都心满意足的填充好了自己的路由表。
关于链路状态路由协议
距离矢量路由协议是直接将自己的路由表更新给直连路由器，并且路由器并不了解整个拓扑结构，这很容易在特定情况下产生诸如路由环路之类的问题（因此距离矢量路由协议定义了一系列防止环路的特性）。相比之下，链路状态路由协议则更新的不再是路由表或路由条目，而是对链路（接口）的描述等，通过链路状态信息的泛洪，路由器搜集这些链路状态信息并装载进链路状态数据库，随后运行特定的算法计算出一个无环的拓扑。因此运行链路状态路由协议的路由器是知晓网络的拓扑结构的。
链路状态路由协议应该说是目前业内IGP应用的主流，其中最具代表性的当属OSPF和ISIS。
RIP基础
1、RIP的更新过程
现在我们通过一个简单的环境，来看一下运行了RIP的路由器是如何交互路由信息的，并且网络中的路由器是如何完成路由信息的学习和收敛的。当然，这是一个微观的模拟过程，旨在帮助大家理解RIP的工作机制。
1）路由器初始启动
最初的网络发现：直连网络写入路由表，路由器能够自动学习直连路由并写入路由表，现在我们在所有路由器上都部署RIP。
2）初次交换路由信息
由于ABC都运行了RIP，因此他们都将自己的路由表通过广播（RIP版本1是广播发送，版本2是组播发送）的方式从所有激活了RIP的接口上更新出去。拿B来举例，它将自己的路由表更新出去，A和C都能够收到。A收到B传过来的路由表，它发现10.0.3.0路由自己没有，于是将这条路由学习过来，同时在为这条路由关联一个度量值：1跳，所谓1跳的意思是，A要到达10.0.3.0这个网络，需要经过B这个路由器，这是一跳，一跳就是一台三层设备，RIP通过跳数作为路由的度量值。
经过这一轮学习，A能学到10.0.3.0，C能学到10.0.2.0，而B能够学习到A和C传来的10.0.1.0及10.0.4.0。
3）路由收敛完成
接下去又是一轮更新，所有路由器将自己的路由表发送给直连邻居。A就能学习到B更新过来的10.0.4.0路由，跳数为2跳，因为它要到10.0.4.0需要经过BC两台路由器（实际上他并不知道要经过谁，RIP只是单纯的做个加法而已）。这样一来，所有的路由器，都拥有到达全网各个角落的路由了。我们把这个称为，路由收敛完成了。
路由器收敛完成的标志
当所有路由表包含相同网络可达性信息
网络（路由）进入一个稳态
路由器继续交换路由信息
当无新路由信息被更新时收敛结束
网络在达到收敛前无法完全正常工作
2、RIP概述
RIP（Routing Information Protocols，路由信息协议）是历史悠久的内部网关协议，适用于小型网络，是典型的距离矢量协议；
RIP基于UDP，端口520；
华为设备上路由优先级为100；
定期更新整张路由表；依照传闻；距离矢量路由协议并不了解网络拓扑；
V2在V1的基础上做了如下改进：
1.增加外部路由标记
2.增加VLSM支持
3.组播发送RIP消息：224.0.0.9
4.支持认证
5.增加下一跳字段
3、RIP的Metric（度量值）
RIP以跳数（Hops）作为度量值，虽然简单，但是事实上是不够科学的。如下图：
R5本地有个直连网络100.0/24，它通过RIP将这个网络更新出来。R2及R4都能学习到这条路由，并且跳数为1。而R1能通过R2学习到这条路由，跳数为2；同时R1又能从R3学习到R4传递过来的100.0/24路由，跳数为3，这样一来，R1将收到两条到达同一个网络100.0/24的两条RIP更新，它会去比较这两条路由的metric，结果发现，从R2来的路由，metric也就是跳数要更小，因此R1将R2更新过来的路由装载进路由表，并且将R2设置为去往该网段的下一跳。
很明显，这是不合理的，因为虽然R1从R3-R4-R5这段路径去往100.0/24经过的设备更多，但是链路却都是1G带宽，而从R2这一侧走，链路的带宽却非常的低。但是很遗憾，RIP并无法不关心带宽的问题，它只将跳数作为路由的度量值，这就是它的短板之一。
在路由表中，能够查看到RIP路由的跳数：
4、RIP的防环机制
我们先来看一下路由更新环路的现象：
上图汇总，假设ABC都运行了RIP，并且网络已经收敛完成。现在C路由器的直连网段10.0.4.0发生故障，C检测到故障后，将10.0.4.0路由从路由表中擦除。
这时候，更新周期到了，ABC路由器都将自己的路由表更新给直连邻居。那么C路由器会收到B更新过来的路由，其中也包括10.0.4.0，这时候C把10.0.4.0学习过来并且装载进了路由表，同时关联metric为2跳（因为路由是从B学习过来的，而B自己是1跳）。
10.0.4.0路由继续在网络中随着更新周期的到来不断的被更新来更新去，然而事实上，10.0.4.0网络早就不存在了，这时候如果网络中有任何一个地方发送数据到10.0.4.0网络，这个数据将在网络中不断的打转，直到TTL递减为0。这就是环路。
环路是一个危害非常大的问题，一个健壮的路由协议应该有充分的机制去规避环路的问题，RIP也有相应的一系列机制来防止网络中出现环路。
定义最大度量以防止计数至无穷大
水平分割
路由中毒
毒性逆转
抑制计时器
触发更新
定义最大度量以防止计数至无穷大
在上文的例子中，10.0.4.0路由被RIP在网络中传来传去，跳数不断的累加。RIP定义了一个最大跳数，15跳，当一条路由跳数为16跳时，这条路由被视为不可达，因此这就避免了路由被无休止的传递。当然，这事实上是个笨方法，因为它在规避环路的同时，也限制了RIP适用的网络规模，如果我的网络当真有15台以上的路由器串起来呢，这时候RIP就搞不定了。
水平分割规则
水平分割规则是距离矢量路由协议一个特点非常鲜明的机制。
当一台路由器，从一个接口收到一条路由更新，这台路由器将不再把这条路由从该接口再更新回去，这就是水平分割规则，RIP的环路避免很大程度上依赖于该规则。
毒性路由
另一个避免环路的机制是，路由中毒机制，上图中，C路由器一旦发现10.0.4.0的直连网络发生故障，它将立即发送一个路由更新，该更新包含10.0.4.0路由同时将跳数设置为16跳，这样其他路由器将接收这个路由更新并将故障路由从路由表中擦去。
毒性逆转
毒性逆转（Poison Reverse）的原理是，RIP从某个接口学到路由后，将该路由的开销设置为16（即指明该路由不可达），并从原接口发回邻居路由器。利用这种方式，可以清除对方路由表中的无用路由。毒性逆转可以防止产生路由环路的发生。
在上图中，如果C的10.0.4.0网络挂掉了，而B不再从C收到4.0的路由更新，它就有可能向C通告4.0的路由（暂不考虑水平分割规则），这样一来C就有可能将B作为4.0网络的下一跳，这就形成了环路。在B上开启了毒性逆转后，B从GE0/0/1口收到的RIP路由，它也会将路由从该接口更新回去，只不过跳数被设置成了16，这样C将不会使用这些路由。
同时配置水平分割和毒性逆转的话，只有毒性逆转生效。
5、RIP的配置
1.配置命令
启动RIP进程，并进入RIP配置视图
[Router] rip 1
在指定网段使能RIP（RIP只支持classful网络宣告）
[Router-rip-1] network 192.168.12.0
事实上这条命令将产生两个效果：1是network的这个接口将激活RIP，开始发送和侦听RIP消息；2是network的这个接口所在的网段会被
引入RIP并被RIP通告出去。
指定RIP的版本（默认为版本1）
[Router-rip-1] version 2
2.配置示例
R1的配置如下：
#完成接口IP的配置：
[R1] interface GigabitEthernet 0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0] ip address 192.168.12.1 24
[R1] interface GigabitEthernet 0/0/1
[R1-GigabitEthernet0/0/1] ip address 192.168.1.254 24
#在R1的GE0/0/0及GE0/0/1口上激活RIPv2：
[R1] rip 1
[R1-rip-1] version 2 #指定RIP的版本为版本2
[R1-rip-1] network 192.168.12.0 #在GE0/0/0口上激活RIP
[R1-rip-1] network 192.168.1.0 #在GE0/0/1口上激活RIP
R2的配置如下：
#完成接口IP的配置：
[R2] interface GigabitEthernet 0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0] ip address 192.168.12.2 24
[R2] interface GigabitEthernet 0/0/1
[R2-GigabitEthernet0/0/1] ip address 192.168.23.2 24
#在R2的GE0/0/0及GE0/0/1口上激活RIPv2：
[R2] rip 1
[R2-rip-1] version 2
[R2-rip-1] network 192.168.12.0
[R2-rip-1] network 192.168.23.0
R3的配置如下：
#完成接口IP的配置
[R3] interface GigabitEthernet 0/0/0
[R3-GigabitEthernet0/0/0] ip address 192.168.23.3 24
[R3] interface GigabitEthernet 0/0/1
[R3-GigabitEthernet0/0/1] ip address 192.168.2.254 24
#在R3的GE0/0/0及GE0/0/1口上激活RIPv2
[R3] rip 1
[R3-rip-1] version 2
[R3-rip-1] network 192.168.2.0
[R3-rip-1] network 192.168.23.0
完成上述配置后，我们来查看及验证，首先查看R1的IP路由表：
[R1] display ip routing-table
Route Flags: R - relay, D - download to fib
Routing Tables: Public
Destinations : 12 Routes : 12
Destination/Mask Proto PreCostFlags NextHop Interface
192.168.1.0/24 Direct 0 0 D 192.168.1.254 GigabitEthernet0/0/1
192.168.1.254/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet0/0/1
192.168.1.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet0/0/1
192.168.2.0/24 RIP100 2 D 192.168.12.2 GigabitEthernet0/0/0
192.168.12.0/24 Direct 0 0 D 192.168.12.1 GigabitEthernet0/0/0
192.168.12.1/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet0/0/0
192.168.12.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 GigabitEthernet0/0/0
192.168.23.0/24 RIP 100 1 D 192.168.12.2 GigabitEthernet0/0/0
255.255.255.255/32 Direct 0 0 D 127.0.0.1 InLoopBack0
……
从上面的输出，我们可以看到R1已经通过RIP学习到了两条路由，分别是192.168.2.0/24及192.168.23.0/24。当然为了使得PC1与PC2要能够正常通信，沿途的所有路由器都要有完整的路由表项，因此我们还需要检查检查R2及R3的路由表，重点看RIP路由：
[R2] display ip routing-table protocol rip
Route Flags: R - relay, D - download to fib
Public routing table : RIP
Destinations : 2 Routes : 2
RIP routing table status :
Destinations : 2 Routes : 2
Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface
192.168.1.0/24 RIP 100 1 D 192.168.12.1 GigabitEthernet0/0/0
192.168.2.0/24 RIP 100 1 D 192.168.23.3 GigabitEthernet0/0/1
R2也通过RIP学习到了两条路由，分别是192.168.1.0/24及192.168.2.0/24。 同理查看R3的路由表，确保R3能够学习到192.168.1.0/24的路由。如此一来，全网的路由就打通了，那么现在PC1与PC2是能够互相通信的。
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