路由信息协议的应用研究

莫禾胜，陈学卿

(桂林航天工业学院，广西 桂林 541004)

目前，xPON技术已经成熟，为实施固网宽带化和宽带转型“光进铜退”奠定了坚实的基础，建设模式包括 FTTH、FTTP、FTTC、FTTN、FTTO、FTTSA等［1］。受到运营商关注的网络扁平化建设需要“大容量、少局所、高交换、高可靠”的汇聚型光线路终端(OLT)，即OLT不仅要具有接入功能，而且还要具有汇聚、交换功能［2］。

电话网发展的总体趋势是以软交换为核心的下一代电信网络NGN，与传统 PSTN网络相比，软交换对承载网络的要求上有较大的区别［3］。NGN承载网包括基于 SDH的 MSTP网络、IP网络［4］。由于汇聚型OLT与NGN承载网是通过路由器(Router)连接，于是路由协议成为我们关注的焦点。基于RIP协议的路由方案具有配置简单、维护管理方便的特点，因此被此场景中广泛采用。

1 RIP路由协议及工作原理

RIP(Routing Information Protocol，路由信息协议)是一种较为简单的内部网关协议(Interior Gateway Protocol，IGP)，主要用于规模较小的网络中，比如校园网以及结构较简单的地区性网络。对于更为复杂的环境和大型网络，一般不使用 RIP。RIP协议有2个版本:RIP－1和 RIP－2。RIP－1是有类别路由协议，它只支持以广播方式发布协议报文，协议报文无法携带掩码信息，只能识别 A、B、C类这样的自然网段的路由，因此不支持不连续子网。RIP－2是一种无类别路由协议，支持路由标记，在路由策略中可根据路由标记对路由进行灵活的控制，报文中携带掩码信息，支持路由聚合和无类域间路由，支持指定下一跳，在广播网上可以选择到最优下一跳地址，支持组播路由发送更新报文，路由器能收到更新报文，减少资源消耗，支持对协议报文进行验证，并提供明文验证和 MD5验证两种方式，增强安全性。

1.1 RIP 工作机制

RIP是一种基于距离矢量(Distance－Vector，D－V)算法的协议，它通过UDP报文进行路由信息的交换，使用的端口号为520，使用跳数来衡量到达目的地址的距离，跳数称为度量值［5］。在RIP中，路由器到与它直接相连网络的跳数为0，通过一个路由器可达的网络的跳数为1，其余依此类推。为限制收敛时间，RIP规定度量值取0～15之间的整数，大于或等于16的跳数被定义为无穷大，即目的网络或主机不可达，由于这个限制，使得RIP不适合应用于大型网络。为提高性能，防止产生路由环路，RIP支持水平分割(Split Horizon)和毒性逆转(Poison Reverse)功能［6］。

RIP是一种基于D－V算法的路由协议，由于它向邻居通告的是自己的路由表，存在发生路由环路的可能性。可以通过计数到无穷、水平分割、毒性逆转和触发更新四种机制来避免路由环路的产生。

RIP启动和运行的整个过程如下:①路由器启动RIP后，便会向相邻的路由器发送请求报文(Request message)，相邻的RIP路由器收到请求报文后，响应该请求，回送包含本地路由表信息的响应报文(Response message)。②路由器收到响应报文后，更新本地路由表，同时向相邻路由器发送触发更新报文，通告路由更新信息。相邻路由器收到触发更新报文后，又向其各自的相邻路由器发送触发更新报文。在一连串的触发更新广播后，各路由器都能得到并保持最新的路由信息。③RIP在缺省情况下每隔30秒向相邻路由器发送本地路由表，运行RIP协议的相邻路由器在收到报文后，对本地路由进行维护，选择一条最佳路由，再向其各自相邻网络发送更新信息，使更新的路由最终能达到全局有效。同时，RIP采用老化机制对超时的路由进行老化处理，以保证路由的实时性和有效性。

1.2 RIP的报文格式

RIP报文由头部(Header)和多个路由表项(Route Entries)部分组成。在一个RIP报文中，最多可以有25个路由表项(如果是RIP－2的验证报文，由于第一个路由表项作为验证项，所以最多可以有24个路由表项)，如图1所示。图中各字段的含义如下:

(1)Command:标识报文的类型。值为1时表示Request报文，向邻居请求全部或部分路由信息;值为2表示Response报文，发送全部或部分路由信息，1个Response报文中最多包含25个路由表项。

(2)Version:RIP的版本号。对于RIP－1来说其值为0x01。对于RIP－2来说其值为0x02。

(3)Must be zero:必须为0字段。

(4)AFI(Address Family Identifier):地址族标识，其值为2时表示IP协议。

(5)Route Tag:路由标记，对于RIP－1来说其值为0x0000。

(6)IP Address:该路由的目的IP地址，可以是自然网段地址、子网地址或主机地址。

(7)Subnet Mask:目的地址的掩码。对于RIP－1来说其值为0x00000000。

(8)Next Hop:如果为 0.0.0.0，则表示发布此条路由信息的路由器地址就是最优下一跳地址，否则表示提供了一个比发布此条路由信息的路由器地址更优的下一条地址。对于RIP－1来说其值为0x00000000。

(9)Metric:路由的度量值。

RIP－2为了支持报文验证，使用第一个路由表项(Route Entry)作为验证项，并将AFI字段的值设为0xFFFF标识报文携带认证信息，验证报文格式如图2所示。

图2 RIP－2的验证报文格式

图2中各字段的含义如下:

(1)Authentication Type:验证类型。值为2时表示明文验证，值为3时表示MD5验证。

(2)Authentication:验证字。当使用明文验证时包含了密码信息;当使用MD5验证时包含了Key ID、MD5验证数据长度和序列号的信息。

2 RIP在连接汇聚型OLT与NGN承载网中的应用

图3 NGN语音业务实现图

图3是一个实现语音业务的小型网络结构组网图，虚框内是xPON接入网部分，包括一个汇聚型OLT和与之相连的两个ONU。ONU1下挂语音用户1，IP 地址为 20.1.1.54。ONU2 下挂语音用户2。IP地址为 20.1.1.55。汇聚型 OLT具有 2个3层接口Sv1、Sv2。Sv1接口的IP地址及子网掩码为 20.1.1.254/24，负责接入网用户侧语音业务的汇聚。Sv2接口的IP地址及子网掩码为8.8.8.1/24，负责接入网网络侧与路由器(Router)的上联。Router的 IP地址及子网掩码为8.8.8.10/24。Router再通过NGN承载网与媒体网关控制器MGC相连。MGCIP地址及子网掩码为10.1.1.2/24。下面就Router的RIP配置作详细阐述。

1)将MSR2020系统名改成Router，便于识别。

＜H3C＞system－view

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

［H3C］sysname Router

2)设置接入网侧端口及端口的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)设置NGN承载网侧端口及端口的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)启动 Rip 协议，并加入网段 8.0.0.0、10.0.0.0、直连路由

［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 结论

配置好RIP协议后，可以过display rip 1 route命令查看RIP路由表，发现RIP－2发布的路由信息使用自然掩码、带有的精确子网掩码信息。而且还包含RIP－1的路由信息，原因在于RIP路由信息的老化时间较长。

整网运行时，语音用户1发出注册控制信令通过ONU1到达OLT后，OLT根据RIP路由协议找到Router，Router根据RIP路由协议再将注册控制信令经NGN承载网到MGC，实现语音用户1的注册，同理语音用户2的注册过程也得以实现，语音用户1和语音用户2的通话过程由MGC控制。结果证明Router的配置设计是正确有效的。

［1］蒋铭，沈成彬，王成巍.基于EPON的FTTx接入网建设关键问题探讨［J］.电信科学，2008，(9).

［2］刘术启，张奇.一种针对FTTH模式下的PON网络VLAN资源规划方式［J］.中国新通信，2011，(22).

［3］孙广波，谢俊，张琛.3G网络VLAN划分方案［J］.现代电子技术，2010，(15).

［4］房志峰.SuperVLAN技术在NGN承载网络优化中的应用［J］.电脑与电信，2009，(8).

［5］张保通，李伟红.网络互连技术—路由、交换与远程访问(第二版)［M］.北京:中国水利水电出版社，2008.

［6］罗国明.现代网络交换技术［M］.北京:人民邮电出版社，2010.