关于计算机网络:计算机网络基础九网络层内部网关路由协议

文章内容概览

外部网关路由协定之 RIP 协定

间隔矢量（DV）算法

在介绍 RIP 协定之前，先理解一下 DV 算法，因为该协定是通过 DV 算法进行实现的

该算法是运行在图中的

• 每一个节点应用两个向量 Di 和 Si
• Di 形容的是以后节点到别的节点的 间隔
• Si 形容的是以后节点到别的节点的 下一个节点

对于该算法，它是如何运行的？

1. 每一个节点和相邻的节点替换向量 Di 和 Si 的信息
2. 每一个节点依据替换的信息，更新本人的节点信息

• Di1 示意从节点 i 到节点 1 的间隔
• Si1 示意从节点 i 到节点 1 的下一个节点
• n示意节点的数量

对于 DV 算法，他其实就是计算 D 的间隔的最小值。比方 Dij 的最小值就等于：min（Dix+Dxj）。通过一个例子来了解这个 DV 算法

图中有 A、B、C、D、E、F 这六个顶点和若干条边，对于这六个节点，就有左边这样的 Di 和 Si 的间隔矢量信息。对于 Di，它有六个元素，别离是 Dia、Dib… 到 Dif，他示意的是，i 这个节点到 A、B、C、D、E、F 这六个节点的间隔。对于 Si，它也有六个元素，别离是 Sia、Sib… 到 Sif，他示意的是，i 这个节点到 A、B、C、D、E、F 这六个节点的下一个节点是什么

下边会以 A 这个节点为例来展现 DV 算法是如何运行的，也就是求 Da 和 Sa 这两个向量。假如 A 的间隔矢量信息（Da）如下

它示意的是 A 到其它的每个节点的间隔别离为右侧列的值。在上边介绍 DV 算法时有提到，该算法会与 相邻 的节点替换 Da 和 Sa 的信息。假如 A 收到了来自 B、C、D、F 这四个相邻节点的信息，并且在接管到间隔矢量信息的时候，晓得了 A 到各个相邻节点的直线间隔是多少

为了更加不便的理解 DV 的过程，将 A 的间隔矢量信息和 A 到其它四个相邻节点的矢量信息合在一起

图中的每一列示意的是某一个节点达到 A、B、C、D、E、F 节点的间隔是什么

可能大家对表中的数据有疑难，为什么 A 到 B 的间隔是 11，而 B 到 A 的间隔却是 9。这个是因为里边的间隔矢量信息并不是最新的。比如说，A 到 B 的间隔可能是通过 A ->C->B 所失去的，因而这里 A 到 B 的间隔可能是 11。而 B 到 A 的间隔可能是通过 B ->C->D->A 所失去的，所以这里 A 到 B 的间隔矢量信息能够和 B 到 A 的间隔矢量信息不一样

列出 A 的 S 向量，默认初始化为 空，S 向量示意的是 A 到其它几个节点的下一个节点是什么

假如此时 A 在和 B 这个节点替换信息，A 就失去了 B 这个节点的信息，也就是失去了 B 到每一个节点的间隔

A 失去这些信息之后，首先会进行运算。因为 A 和 B 是间接进行通信的，所以 A 晓得 A 到 B 的间隔是什么。而后会通过从 B 那里失去的 B 到其它节点的间隔，来计算 A 到其它节点的间隔

A->B = 6
A->B->C = 6+11 = 17
A->B->D = 6+7 = 13
A->B->E = 6+17 = 23
A->B->F = 6+11 = 17

以上就是 A 失去 B 的数据之后进行的运算，而后他会把失去的这些数据和本人的间隔矢量进行比拟， 如果比本人到其它节点的间隔更小，那么它就会把它填充到本人的间隔矢量中。所以拿到 B 的数据，通过计算之后，发现 A 到 B 的间隔 6，比本人原来的 11 小，所以把本人原来的 11，替换成 6；而后发现自己原来 A 到 F 的间隔为 17，和计算之后 A 到 F 的间隔 17 相等，那么 A 也会进行替换。替换为完之后， A 就会把相应的下一个节点设为 B 。以上就是 A 获取到 B 的信息之后的整个过程，如下图

接下来 A 又接管到了节点 C 的信息，这其中就包含 C 到 A、B、C、D、E、F 的间隔。A 接管到 C 的信息之后，也会进行和之前一样的运算

A->B->C = 9+9 = 18
A->C = 9
A->C->D = 9+8 =17
A->C->E = 9+11 = 20
A->C->F = 9+10 = 19

通过计算之后，也会和本人现有的间隔矢量进行比拟。比方 A ->C 的间隔为 9，要比 A 之前到 C 的间隔 12 小，所以就会用 9 把原来的 12 替换掉，并且对应的 S 会填充为 C，后边的同理，如图：

A 和 D、F 替换信息的过程也是和上边截然不同的。当 A 和每一个相邻的节点替换完信息之后，失去如下的后果

以上就是 DV 算法的整个过程，回看前边介绍的 DV 算法，再来了解它的定义会好明确很多

• 每一个节点应用两个向量 Di 和 Si
• Di 形容的是以后节点到别的节点的 间隔
• Si 形容的是以后节点到别的节点的 下一个节点
• 每一个节点和相邻的节点替换向量 Di 和 Si 的信息
• 每一个节点依据替换的信息，更新本人的节点信息

RIP 协定的过程

• RIP（Routing Information ProtoCol）协定
• RIP 协定是应用 DV 算法的一种路由协定
• RIP 协定把网络的跳数 (hop) 作为 DV 算法的间隔（其实就是跳数越多，间隔就越长）
• RIP 协定 每隔 30s替换一次路由信息（这里的路由信息就蕴含 Di 和 Si）
• RIP 协定认为 跳数 >15的路由则为不可达路由

应用 RIP 协定的路由器

• 路由器会初始化路由信息（两个向量 Di 和 Si）
• 依据 相邻路由器 X 发过来的信息，对信息的内容进行批改（下一跳地址设为 X，所有间隔加 1。意思就是，通过 X，它能够达到 X 所发过来信息的每一个节点，只须要将间隔加 1 就能够了）
• 批改了之后，首先检索本地路由，将信息中新的路由插入到路由表里边（因为有些目的地，本地路由表里边可能是没有的）
• 检索本地路由，对于下一跳为 X 的，更新为批改后的信息
• 检索本地路由，比照雷同目的地的间隔，如果新信息的间隔更小，则更新本地路由表
• 如果 3 分钟没有收到相邻的路由信息，则把相邻的路由设置为不可达（也就是设置为 16 跳）

通过例子来了解上边的形容。假如路由中初始化的信息如下最右边局部：

第一步：检索本地路由，将信息中新的路由插入到路由表里边

初始化路由表中的信息，示意路由到 D 的间隔为 2，并且其下一跳地址为 A。假如此时收到来自路由器 X 发来的信息。信息有达到 A 的间隔 4，下一跳地址为 C。达到 B 的间隔为 2，下一跳地址为 C。收到这些信息之后，路由器会对本身信息进行批改，将所有的间隔都加一，并且将下一跳地址都设为 X。接下来就会检索本地的路由，发现 A、B 都是原来路由里边没有的，所以会把 A、B 的信息插入到路由表中。就失去了更新之后的路由表

第二步：检索本地路由，对于下一跳为 X 的，更新为批改后的信息

假如初始化的路由信息如下最右边局部：

当初始路由器，收到两头的路由信息，该路由信息首先会进行批改，批改之后，就会依据接管到的路由信息对本身进行批改，因为这是最新的信息，所以会把原来的笼罩掉

第三步：检索本地路由，比照雷同目的地的间隔，如果新信息的间隔更小，则更新本地路由表

这一步其实就是前边介绍的 DV 算法过程，当初始路由收到另一个路由信息之后，另一个路由的信息先进行更新，而后和初始路由进行比照，如果新信息的间隔更小，则更新本地路由表

以上便是 RIP 协定的残缺过程

RIP 协定的毛病

通过一个例子来理解一下 RIP 协定的毛病。假如有 A、B、C 三个节点，并且他们是线性连贯的。B、C 达到 A 的间隔别离是 1 和 2，B 是间接达到 A，C 是通过 B 达到 A

假如在某一个时刻，路由器 A 宕掉了，即 A 不可达。此时，B 发现 A 不可达之后，就会询问 C，询问 C 之后发现，通过 C 能够达到 A，因而把下一跳设置为 C，并且间隔加一（也就是 3）。C 在某一个时刻也发现 A 不可达了，那么 C 也会询问 B，发现 B 通过 3 跳之后能够达到 A，所以它也会更新本人的路由信息，将达到 A 的间隔设为 4，并且下一跳设置为 B，此时就会死循环上来，始终到间隔为 16（上边有介绍到，最多 16 跳，会认为指标不可达），才发现是不可达的

所以 RIP 协定最致命的毛病是：故障信息传递慢

RIP 为什么会有这个特点？

• 轻易置信“隔壁老王”（不论是 B 还是 C，如果说 B 失去了 C 的路由信息，它将会无条件的置信 C。同样，如果是 C，他也会无条件置信 B，因而就会导致循环，直到跳数为 16，才发现不可达）
• “本人不思考”、“视线不够”（对于 RIP 协定，每一个路由器只看到相邻路由的信息，看不到更远的信息）

因为网络中经常出现故障，如果每一次故障，都须要这么多跳能力发现的话，会导致整个网络十分不可控，这就是 RIP 协定致命的毛病

在疾速变动的技术中寻找不变，才是一个技术人的外围竞争力。知行合一，实践联合实际