RIP（Routing information Protocol，路由信息協(xié)議）是應用較早、使用較普遍的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（Interior Gateway Protocol，IGP），適用于小型同類網(wǎng)絡(luò)的一個自治系統(tǒng)（AS）內(nèi)的路由信息的傳遞。RIP協(xié)議是基于距離矢量算法（Distance Vector Algorithms，DVA）的。它使用“跳數(shù)”，即metric來衡量到達目標地址的路由距離。文檔見RFC1058、RFC1723。它是一個用于路由器和主機間交換路由信息的距離向量協(xié)議，目前最新的版本為v4，也就是RIPv4。
至于上面所說到的“內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議”，我們可以這樣理解。由于歷史的原因，當前的 INTERNET 網(wǎng)被組成一系列的自治系統(tǒng)，各自治系統(tǒng)通過一個核心路由器連到主干網(wǎng)上。而一個自治系統(tǒng)往往對應一個組織實體（比如一個公司或大學）內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)與路由器集合。每個自治系統(tǒng)都有自己的路由技術(shù)，對不同的自治系統(tǒng)路由技術(shù)是不相同的。用于自治系統(tǒng)間接口上的路由協(xié)議稱為“外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議”，簡稱EGP （Exterior Gateway Protocol）；而用于自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由協(xié)議稱為“內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議”，簡稱 IGP。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議不同，外部路由協(xié)議只有一個，而內(nèi)部路由器協(xié)議則是一族。各內(nèi)部路由器協(xié)議的區(qū)別在于距離制式（distance metric, 即距離度量標準）不同，和路由刷新算法不同。RIP協(xié)議是最廣泛使用的IGP類協(xié)議之一，著名的路徑刷新程序Routed便是根據(jù)RIP實現(xiàn)的。RIP協(xié)議被設(shè)計用于使用同種技術(shù)的中型網(wǎng)絡(luò)，因此適應于大多數(shù)的校園網(wǎng)和使用速率變化不是很大的連續(xù)線的地區(qū)性網(wǎng)絡(luò)。對于更復雜的環(huán)境，一般不使用RIP協(xié)議。
RIP協(xié)議是基于Bellham-Ford（距離向量）算法，此算法1969年被用于計算機路由選擇，正式協(xié)議首先是由Xerox于1970年開發(fā)的，當時是作為Xerox的“Networking Services（NXS）”協(xié)議族的一部分。由于RIP實現(xiàn)簡單，迅速成為使用范圍最廣泛的路由協(xié)議。
路由器的關(guān)鍵作用是用于網(wǎng)絡(luò)的互連，每個路由器與兩個以上的實際網(wǎng)絡(luò)相連，負責在這些網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報。在討論 IP 進行選路和對報文進行轉(zhuǎn)發(fā)時，我們總是假設(shè)路由器包含了正確的路由，而且路由器可以利用 ICMP 重定向機制來要求與之相連的主機更改路由。但在實際情況下，IP 進行選路之前必須先通過某種方法獲取正確的路由表。在小型的、變化緩慢的互連網(wǎng)絡(luò)中，管理者可以用手工方式來建立和更改路由表。而在大型的、迅速變化的環(huán)境下，人工更新的辦法慢得不能接受。這就需要自動更新路由表的方法，即所謂的動態(tài)路由協(xié)議，RIP協(xié)議是其中最簡單的一種。
在路由實現(xiàn)時，RIP作為一個系統(tǒng)長駐進程（daemon）而存在于路由器中，負責從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的其它路由器接收路由信息，從而對本地IP層路由表作動態(tài)的維護，保證IP層發(fā)送報文時選擇正確的路由。同時負責廣播本路由器的路由信息，通知相鄰路由器作相應的修改。RIP協(xié)議處于UDP協(xié)議的上層，RIP所接收的路由信息都封裝在UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)報中，RIP在520號UDP端口上接收來自遠程路由器的路由修改信息，并對本地的路由表做相應的修改，同時通知其它路由器。通過這種方式，達到全局路由的有效。
RIP路由協(xié)議用“更新（UNPDATES）”和“請求（REQUESTS）”這兩種分組來傳輸信息的。每個具有RIP協(xié)議功能的路由器每隔30秒用UDP520端口給與之直接相連的機器廣播更新信息。更新信息反映了該路由器所有的路由選擇信息數(shù)據(jù)庫。路由選擇信息數(shù)據(jù)庫的每個條目由“局域網(wǎng)上能達到的IP地址”和“與該網(wǎng)絡(luò)的距離”兩部分組成。請求信息用于尋找網(wǎng)絡(luò)上能發(fā)出RIP報文的其他設(shè)備。
RIP用“路程段數(shù)”（即“跳數(shù)”）作為網(wǎng)絡(luò)距離的尺度。每個路由器在給相鄰路由器發(fā)出路由信息時，都會給每個路徑加上內(nèi)部距離。在如圖9-31中，路由器3直接和網(wǎng)絡(luò)C相連。當它向路由器2通告網(wǎng)絡(luò)142.10.0.0的路徑時，它把跳數(shù)增加1。與之相似，路由器2把跳數(shù)增加到“
圖9-31 RIP工作原理示例
然而在實際的網(wǎng)絡(luò)路由選擇上并不總是由跳數(shù)決定的，還要結(jié)合實際的路徑連接性能綜合考慮。在如9-32所示網(wǎng)絡(luò)中，從路由器1到網(wǎng)絡(luò)3，RIP協(xié)議將更傾向于跳數(shù)為2的路由器1->路由器2->路由器3的1.5Mbps鏈路，而不是選擇跳數(shù)為1的56Kbps，直接的路由器1->路由器3路徑，因為跳數(shù)為1的56Kbps串行鏈路比跳數(shù)為2的1.5Mbps串行鏈路慢得多。
圖9-32 路由選擇不僅限于“跳數(shù)”考慮的示例
任何距離向量路由選擇協(xié)議（如RIP）都有一個問題，路由器不知道網(wǎng)絡(luò)的全局情況，路由器必須依靠相鄰路由器來獲取網(wǎng)絡(luò)的可達信息。由于路由選擇更新信息在網(wǎng)絡(luò)上傳播慢，距離向量路由選擇算法有一個慢收斂問題，這個問題將導致不一致性產(chǎn)生。RIP協(xié)議使用以下機制減少因網(wǎng)絡(luò)上的不一致帶來的路由選擇環(huán)路的可能性。
l 記數(shù)到無窮大機制
RIP協(xié)議允許最大跳數(shù)為15。大于15的目的地被認為是不可達。這個數(shù)字在限制了網(wǎng)絡(luò)大小的同時也防止了一個叫做“記數(shù)到無窮大”的問題。
記數(shù)到無窮大機制的工作原理如下（如圖9-33所示）：
圖9-33 路由器收斂機制示例
（1）現(xiàn)假設(shè)路由器1斷開了與網(wǎng)絡(luò)A相連，則路由器1丟失了與網(wǎng)絡(luò)A相連的以太網(wǎng)接口后產(chǎn)生一個觸發(fā)更新送往路由器2和路由器3。這個更新信息同時告訴路由器2和路由器3，路由器1不再有到達網(wǎng)絡(luò)A的路徑。假設(shè)這個更新信息傳輸?shù)铰酚善?/span>2被推遲了（CPU忙、鏈路擁塞等），但到達了路由器3，所以路由器3會立即從路由表中去掉到網(wǎng)絡(luò)A的路徑。
（2）路由器2由于未收到路由器1的觸發(fā)更新信息，并發(fā)出它的常規(guī)路由選擇更新信息，通告網(wǎng)絡(luò)A以2跳的距離可達。路由器3收到這個更新信息，認為出現(xiàn)了一條通過路由器2的到達網(wǎng)絡(luò)A的新路徑。于是路由器3告訴路由器1，它能以3跳的距離到達網(wǎng)絡(luò)A。
（3）在收到路由器3的更新新后，就把這個信息加上一跳后向路由器2和路由器3同時發(fā)出更新信息，告訴他們路由器1可以以3跳的距離到達網(wǎng)絡(luò)A。
（4）路由器2在收到路由器1的消息后，比較發(fā)現(xiàn)與原來到達網(wǎng)絡(luò)A的路徑不符，更新成可以以4，跳的距離到達網(wǎng)絡(luò)A。這個消息再次會發(fā)往路由器3，以此循環(huán)，直到跳數(shù)達到超過RIP協(xié)議允許的最大值（在RIP中定義為16）。一旦一個路由器達到這個值，它將聲明這條路徑不可用，并從路由表中刪除此路徑。
由于記數(shù)到無窮大問題，路由選擇信息將從一個路由器傳到另一個路由器，每次段數(shù)加1。路由選擇環(huán)路問題將無限制地進行下去，除非達到某個限制。這個限制就是RIP的最大跳數(shù)。當路徑的跳數(shù)超過15，這條路徑才從路由表中刪除。
l 水平分割法
水平分割規(guī)則如下：路由器不向路徑到來的方向回傳此路徑。當打開路由器接口后，路由器記錄路徑是從哪個接口來的，并且不向此接口回傳此路徑。
Cisco可以對每個接口關(guān)閉水平分割功能。這個特點在“non broadcast mutilple access”（NBMA，非廣播多路訪問）環(huán)境下十分有用。在如圖9-34所示網(wǎng)絡(luò)中，路由器2通過幀中繼連接路由器1和路由器3，兩個PVC都在路由器2的同一個物理接口（S0）中止。如果在路由器2的水平分割功能未被關(guān)閉，那么路由器3將收不到路由器1的路由選擇信息（反之亦然）。用“no ip split-horizon”接口子命令可關(guān)閉水平分割功能。
圖9-34 水平分割法原理示例
l 破壞逆轉(zhuǎn)的水平分割法
水平分割是路由器用來防止把一個接口得來的路徑又從此接口傳回導致的問題的方案。水平分割方案忽略在更新過程中從一個路由器獲取的路徑又傳回該路由器。有破壞逆轉(zhuǎn)的水平分割方法是在更新信息中包括這些回傳路徑，但這種處理方法會把這些回傳路徑的跳數(shù)設(shè)為16（無窮）。通過把跳數(shù)設(shè)為無窮，并把這條路徑告訴源路由器，有可能立刻解決路由選擇環(huán)路。否則，不正確的路徑將在路由表中駐留到超時為止。破壞逆轉(zhuǎn)的缺點是它增加了路由更新的的數(shù)據(jù)大小。
l 保持定時器法
保持定時器法可防止路由器在路徑從路由表中刪除后一定的時間內(nèi)（通常為180秒）接受新的路由信息。它的思想是保證每個路由器都收到了路徑不可達信息，而且沒有路由器發(fā)出無效路徑信息。例如在圖6-32所示網(wǎng)絡(luò)中，由于路由更新信息被延遲，路由器2向路由器3發(fā)出錯誤信息。但使用保持計數(shù)器法后，這種情況將不會發(fā)生，因為路由器3將在180秒內(nèi)不接受通向網(wǎng)絡(luò)A的新的路徑信息，到那時路由器2將存儲正確的路由信息。
l 觸發(fā)更新法
有破壞逆轉(zhuǎn)的水平分割將任何兩個路由器構(gòu)成的環(huán)路打破，但三個或更多個路由器構(gòu)成的環(huán)路仍會發(fā)生，直到無窮（16）時為止。觸發(fā)式更新法可加速收斂時間，它的工作原理是當某個路徑的跳數(shù)改變了，路由器立即發(fā)出更新信息，不管路由器是否到達常規(guī)信息更新時間都發(fā)出更新信息。
如圖9-35所示為RIP信息格式。各字段解釋如下：
Command：命令字段，8位，用來指定數(shù)據(jù)報用途。命令有五種：Request（請求）、Response（響應）、Traceon（啟用跟蹤標記，自v2版本后已經(jīng)淘汰）、Traceoff（關(guān)閉跟蹤標記，自v2版本后已經(jīng)淘汰）和 Reserved（保留）。
Version：RIP版本號字段，16位。
Address Family Identifier：地址族標識符字段，24位。它指出該入口的協(xié)議地址類型。由于 RIP2版本可能使用幾種不同協(xié)議傳送路由選擇信息，所以要使用到該字段。IP協(xié)議地址的Address Family Identifier為2。
圖9-35 RIP協(xié)議信息格式
Route Tag：路由標記字段，32位，僅在v2版本以上需要，第一版本不用，為0。用于路由器指定屬性，必須通過路由器保存和重新廣告。路由標志是分離內(nèi)部和外部 RIP 路由線路的一種常用方法（路由選擇域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)傳送線路），該方法在 EGP或IGP都有應用。
IP Address：目標IP地址字段，IPv4地址為32位。
Subnet Mask：子網(wǎng)掩碼字段，IPv4子網(wǎng)掩碼地址為32位。它應用于IP地址，生成非主機地址部分。如果為0，說明該入口不包括子網(wǎng)掩碼。也僅在v2版本以上需要，在RIPv1中不需要，為0。
Next Hop：下一跳字段。指出下一跳IP地址，由路由入口指定的通向目的地的數(shù)據(jù)包需要轉(zhuǎn)發(fā)到該地址。
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