路由信息協(xié)議的應(yīng)用研究

莫禾勝，陳學(xué)卿

(桂林航天工業(yè)學(xué)院，廣西 桂林 541004)

目前，xPON技術(shù)已經(jīng)成熟，為實(shí)施固網(wǎng)寬帶化和寬帶轉(zhuǎn)型“光進(jìn)銅退”奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，建設(shè)模式包括 FTTH、FTTP、FTTC、FTTN、FTTO、FTTSA等［1］。受到運(yùn)營商關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)扁平化建設(shè)需要“大容量、少局所、高交換、高可靠”的匯聚型光線路終端(OLT)，即OLT不僅要具有接入功能，而且還要具有匯聚、交換功能［2］。

電話網(wǎng)發(fā)展的總體趨勢是以軟交換為核心的下一代電信網(wǎng)絡(luò)NGN，與傳統(tǒng) PSTN網(wǎng)絡(luò)相比，軟交換對承載網(wǎng)絡(luò)的要求上有較大的區(qū)別［3］。NGN承載網(wǎng)包括基于 SDH的 MSTP網(wǎng)絡(luò)、IP網(wǎng)絡(luò)［4］。由于匯聚型OLT與NGN承載網(wǎng)是通過路由器(Router)連接，于是路由協(xié)議成為我們關(guān)注的焦點(diǎn)。基于RIP協(xié)議的路由方案具有配置簡單、維護(hù)管理方便的特點(diǎn)，因此被此場景中廣泛采用。

1 RIP路由協(xié)議及工作原理

RIP(Routing Information Protocol，路由信息協(xié)議)是一種較為簡單的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(Interior Gateway Protocol，IGP)，主要用于規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)中，比如校園網(wǎng)以及結(jié)構(gòu)較簡單的地區(qū)性網(wǎng)絡(luò)。對于更為復(fù)雜的環(huán)境和大型網(wǎng)絡(luò)，一般不使用 RIP。RIP協(xié)議有2個版本:RIP－1和 RIP－2。RIP－1是有類別路由協(xié)議，它只支持以廣播方式發(fā)布協(xié)議報(bào)文，協(xié)議報(bào)文無法攜帶掩碼信息，只能識別 A、B、C類這樣的自然網(wǎng)段的路由，因此不支持不連續(xù)子網(wǎng)。RIP－2是一種無類別路由協(xié)議，支持路由標(biāo)記，在路由策略中可根據(jù)路由標(biāo)記對路由進(jìn)行靈活的控制，報(bào)文中攜帶掩碼信息，支持路由聚合和無類域間路由，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，支持組播路由發(fā)送更新報(bào)文，路由器能收到更新報(bào)文，減少資源消耗，支持對協(xié)議報(bào)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。

1.1 RIP 工作機(jī)制

RIP是一種基于距離矢量(Distance－Vector，D－V)算法的協(xié)議，它通過UDP報(bào)文進(jìn)行路由信息的交換，使用的端口號為520，使用跳數(shù)來衡量到達(dá)目的地址的距離，跳數(shù)稱為度量值［5］。在RIP中，路由器到與它直接相連網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)為0，通過一個路由器可達(dá)的網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)為1，其余依此類推。為限制收斂時(shí)間，RIP規(guī)定度量值取0～15之間的整數(shù)，大于或等于16的跳數(shù)被定義為無窮大，即目的網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)不可達(dá)，由于這個限制，使得RIP不適合應(yīng)用于大型網(wǎng)絡(luò)。為提高性能，防止產(chǎn)生路由環(huán)路，RIP支持水平分割(Split Horizon)和毒性逆轉(zhuǎn)(Poison Reverse)功能［6］。

RIP是一種基于D－V算法的路由協(xié)議，由于它向鄰居通告的是自己的路由表，存在發(fā)生路由環(huán)路的可能性。可以通過計(jì)數(shù)到無窮、水平分割、毒性逆轉(zhuǎn)和觸發(fā)更新四種機(jī)制來避免路由環(huán)路的產(chǎn)生。

RIP啟動和運(yùn)行的整個過程如下:①路由器啟動RIP后，便會向相鄰的路由器發(fā)送請求報(bào)文(Request message)，相鄰的RIP路由器收到請求報(bào)文后，響應(yīng)該請求，回送包含本地路由表信息的響應(yīng)報(bào)文(Response message)。②路由器收到響應(yīng)報(bào)文后，更新本地路由表，同時(shí)向相鄰路由器發(fā)送觸發(fā)更新報(bào)文，通告路由更新信息。相鄰路由器收到觸發(fā)更新報(bào)文后，又向其各自的相鄰路由器發(fā)送觸發(fā)更新報(bào)文。在一連串的觸發(fā)更新廣播后，各路由器都能得到并保持最新的路由信息。③RIP在缺省情況下每隔30秒向相鄰路由器發(fā)送本地路由表，運(yùn)行RIP協(xié)議的相鄰路由器在收到報(bào)文后，對本地路由進(jìn)行維護(hù)，選擇一條最佳路由，再向其各自相鄰網(wǎng)絡(luò)發(fā)送更新信息，使更新的路由最終能達(dá)到全局有效。同時(shí)，RIP采用老化機(jī)制對超時(shí)的路由進(jìn)行老化處理，以保證路由的實(shí)時(shí)性和有效性。

1.2 RIP的報(bào)文格式

RIP報(bào)文由頭部(Header)和多個路由表項(xiàng)(Route Entries)部分組成。在一個RIP報(bào)文中，最多可以有25個路由表項(xiàng)(如果是RIP－2的驗(yàn)證報(bào)文，由于第一個路由表項(xiàng)作為驗(yàn)證項(xiàng)，所以最多可以有24個路由表項(xiàng))，如圖1所示。圖中各字段的含義如下:

(1)Command:標(biāo)識報(bào)文的類型。值為1時(shí)表示Request報(bào)文，向鄰居請求全部或部分路由信息;值為2表示Response報(bào)文，發(fā)送全部或部分路由信息，1個Response報(bào)文中最多包含25個路由表項(xiàng)。

(2)Version:RIP的版本號。對于RIP－1來說其值為0x01。對于RIP－2來說其值為0x02。

(3)Must be zero:必須為0字段。

(4)AFI(Address Family Identifier):地址族標(biāo)識，其值為2時(shí)表示IP協(xié)議。

(5)Route Tag:路由標(biāo)記，對于RIP－1來說其值為0x0000。

(6)IP Address:該路由的目的IP地址，可以是自然網(wǎng)段地址、子網(wǎng)地址或主機(jī)地址。

(7)Subnet Mask:目的地址的掩碼。對于RIP－1來說其值為0x00000000。

(8)Next Hop:如果為 0.0.0.0，則表示發(fā)布此條路由信息的路由器地址就是最優(yōu)下一跳地址，否則表示提供了一個比發(fā)布此條路由信息的路由器地址更優(yōu)的下一條地址。對于RIP－1來說其值為0x00000000。

(9)Metric:路由的度量值。

RIP－2為了支持報(bào)文驗(yàn)證，使用第一個路由表項(xiàng)(Route Entry)作為驗(yàn)證項(xiàng)，并將AFI字段的值設(shè)為0xFFFF標(biāo)識報(bào)文攜帶認(rèn)證信息，驗(yàn)證報(bào)文格式如圖2所示。

圖2 RIP－2的驗(yàn)證報(bào)文格式

圖2中各字段的含義如下:

(1)Authentication Type:驗(yàn)證類型。值為2時(shí)表示明文驗(yàn)證，值為3時(shí)表示MD5驗(yàn)證。

(2)Authentication:驗(yàn)證字。當(dāng)使用明文驗(yàn)證時(shí)包含了密碼信息;當(dāng)使用MD5驗(yàn)證時(shí)包含了Key ID、MD5驗(yàn)證數(shù)據(jù)長度和序列號的信息。

2 RIP在連接匯聚型OLT與NGN承載網(wǎng)中的應(yīng)用

圖3 NGN語音業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)圖

圖3是一個實(shí)現(xiàn)語音業(yè)務(wù)的小型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)圖，虛框內(nèi)是xPON接入網(wǎng)部分，包括一個匯聚型OLT和與之相連的兩個ONU。ONU1下掛語音用戶1，IP 地址為 20.1.1.54。ONU2 下掛語音用戶2。IP地址為 20.1.1.55。匯聚型 OLT具有 2個3層接口Sv1、Sv2。Sv1接口的IP地址及子網(wǎng)掩碼為 20.1.1.254/24，負(fù)責(zé)接入網(wǎng)用戶側(cè)語音業(yè)務(wù)的匯聚。Sv2接口的IP地址及子網(wǎng)掩碼為8.8.8.1/24，負(fù)責(zé)接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)與路由器(Router)的上聯(lián)。Router的 IP地址及子網(wǎng)掩碼為8.8.8.10/24。Router再通過NGN承載網(wǎng)與媒體網(wǎng)關(guān)控制器MGC相連。MGCIP地址及子網(wǎng)掩碼為10.1.1.2/24。下面就Router的RIP配置作詳細(xì)闡述。

1)將MSR2020系統(tǒng)名改成Router，便于識別。

＜H3C＞system－view

System View:return to User View with Ctrl+Z.

［H3C］sysname Router

2)設(shè)置接入網(wǎng)側(cè)端口及端口的IP地址

［Router］interface Ethernet 0/0

［Router－ Ethernet0/0］ip address 8.8.8.10 255.255.255.0

［Router－Ethernet0/0］quit

3)設(shè)置NGN承載網(wǎng)側(cè)端口及端口的IP地址

［Router］interface Ethernet 0/1

［Router－ Ethernet0/1］ip address 10.1.1.1 255.255.255.0

［Router－Ethernet0/1］quit

［Router］ip route－ static 20.1.1.0 255.255.255.0 8.8.8.1

4)啟動 Rip 協(xié)議，并加入網(wǎng)段 8.0.0.0、10.0.0.0、直連路由

［Router］rip

［Router– rip－1］network 1.0.0.0

［Router– rip－1］network 10.0.0.0

［Router－rip－1］import－route direct

5)配置RIP的版本

［Router－rip－1］version 2

［Router－rip－1］undo summary

［Router－rip－1］quit

3 結(jié)論

配置好RIP協(xié)議后，可以過display rip 1 route命令查看RIP路由表，發(fā)現(xiàn)RIP－2發(fā)布的路由信息使用自然掩碼、帶有的精確子網(wǎng)掩碼信息。而且還包含RIP－1的路由信息，原因在于RIP路由信息的老化時(shí)間較長。

整網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，語音用戶1發(fā)出注冊控制信令通過ONU1到達(dá)OLT后，OLT根據(jù)RIP路由協(xié)議找到Router，Router根據(jù)RIP路由協(xié)議再將注冊控制信令經(jīng)NGN承載網(wǎng)到MGC，實(shí)現(xiàn)語音用戶1的注冊，同理語音用戶2的注冊過程也得以實(shí)現(xiàn)，語音用戶1和語音用戶2的通話過程由MGC控制。結(jié)果證明Router的配置設(shè)計(jì)是正確有效的。

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