路由信息協議的應用研究

莫禾勝，陳學卿

(桂林航天工業學院，廣西 桂林 541004)

目前，xPON技術已經成熟，為實施固網寬帶化和寬帶轉型“光進銅退”奠定了堅實的基礎，建設模式包括 FTTH、FTTP、FTTC、FTTN、FTTO、FTTSA等［1］。受到運營商關注的網絡扁平化建設需要“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］。

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

1 RIP路由協議及工作原理

RIP(Routing Information Protocol，路由信息協議)是一種較為簡單的內部網關協議(Interior Gateway Protocol，IGP)，主要用于規模較小的網絡中，比如校園網以及結構較簡單的地區性網絡。對于更為復雜的環境和大型網絡，一般不使用 RIP。RIP協議有2個版本:RIP－1和 RIP－2。RIP－1是有類別路由協議，它只支持以廣播方式發布協議報文，協議報文無法攜帶掩碼信息，只能識別 A、B、C類這樣的自然網段的路由，因此不支持不連續子網。RIP－2是一種無類別路由協議，支持路由標記，在路由策略中可根據路由標記對路由進行靈活的控制，報文中攜帶掩碼信息，支持路由聚合和無類域間路由，支持指定下一跳，在廣播網上可以選擇到最優下一跳地址，支持組播路由發送更新報文，路由器能收到更新報文，減少資源消耗，支持對協議報文進行驗證，并提供明文驗證和 MD5驗證兩種方式，增強安全性。

1.1 RIP 工作機制

RIP是一種基于距離矢量(Distance－Vector，D－V)算法的協議，它通過UDP報文進行路由信息的交換，使用的端口號為520，使用跳數來衡量到達目的地址的距離，跳數稱為度量值［5］。在RIP中，路由器到與它直接相連網絡的跳數為0，通過一個路由器可達的網絡的跳數為1，其余依此類推。為限制收斂時間，RIP規定度量值取0～15之間的整數，大于或等于16的跳數被定義為無窮大，即目的網絡或主機不可達，由于這個限制，使得RIP不適合應用于大型網絡。為提高性能，防止產生路由環路，RIP支持水平分割(Split Horizon)和毒性逆轉(Poison Reverse)功能［6］。

RIP是一種基于D－V算法的路由協議，由于它向鄰居通告的是自己的路由表，存在發生路由環路的可能性。可以通過計數到無窮、水平分割、毒性逆轉和觸發更新四種機制來避免路由環路的產生。

RIP啟動和運行的整個過程如下:①路由器啟動RIP后，便會向相鄰的路由器發送請求報文(Request message)，相鄰的RIP路由器收到請求報文后，響應該請求，回送包含本地路由表信息的響應報文(Response message)。②路由器收到響應報文后，更新本地路由表，同時向相鄰路由器發送觸發更新報文，通告路由更新信息。相鄰路由器收到觸發更新報文后，又向其各自的相鄰路由器發送觸發更新報文。在一連串的觸發更新廣播后，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秒向相鄰路由器發送本地路由表，運行RIP協議的相鄰路由器在收到報文后，對本地路由進行維護，選擇一條最佳路由，再向其各自相鄰網絡發送更新信息，使更新的路由最終能達到全局有效。同時，RIP采用老化機制對超時的路由進行老化處理，以保證路由的實時性和有效性。

1.2 RIP的報文格式

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

(1)Command:標識報文的類型。值為1時表示Request報文，向鄰居請求全部或部分路由信息;值為2表示Response報文，發送全部或部分路由信息，1個Response報文中最多包含25個路由表項。

(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):地址族標識，其值為2時表示IP協議。

(5)Route Tag:路由標記，對于RIP－1來說其值為0x0000。

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

(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，則表示發布此條路由信息的路由器地址就是最優下一跳地址，否則表示提供了一個比發布此條路由信息的路由器地址更優的下一條地址。對于RIP－1來說其值為0x00000000。

(9)Metric:路由的度量值。

RIP－2為了支持報文驗證，使用第一個路由表項(Route Entry)作為驗證項，并將AFI字段的值設為0xFFFF標識報文攜帶認證信息，驗證報文格式如圖2所示。

圖2 RIP－2的驗證報文格式

圖2中各字段的含義如下:

(1)Authentication Type:驗證類型。值為2時表示明文驗證，值為3時表示MD5驗證。

(2)Authentication:驗證字。當使用明文驗證時包含了密碼信息;當使用MD5驗證時包含了Key ID、MD5驗證數據長度和序列號的信息。

2 RIP在連接匯聚型OLT與NGN承載網中的應用

圖3 NGN語音業務實現圖

圖3是一個實現語音業務的小型網絡結構組網圖，虛框內是xPON接入網部分，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地址及子網掩碼為 20.1.1.254/24，負責接入網用戶側語音業務的匯聚。Sv2接口的IP地址及子網掩碼為8.8.8.1/24，負責接入網網絡側與路由器(Router)的上聯。Router的 IP地址及子網掩碼為8.8.8.10/24。Router再通過NGN承載網與媒體網關控制器MGC相連。MGCIP地址及子網掩碼為10.1.1.2/24。下面就Router的RIP配置作詳細闡述。

1)將MSR2020系統名改成Router，便于識別。

＜H3C＞system－view

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

［H3C］sysname Router

2)設置接入網側端口及端口的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)設置NGN承載網側端口及端口的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 協議，并加入網段 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 結論

配置好RIP協議后，可以過display rip 1 route命令查看RIP路由表，發現RIP－2發布的路由信息使用自然掩碼、帶有的精確子網掩碼信息。而且還包含RIP－1的路由信息，原因在于RIP路由信息的老化時間較長。

整網運行時，語音用戶1發出注冊控制信令通過ONU1到達OLT后，OLT根據RIP路由協議找到Router，Router根據RIP路由協議再將注冊控制信令經NGN承載網到MGC，實現語音用戶1的注冊，同理語音用戶2的注冊過程也得以實現，語音用戶1和語音用戶2的通話過程由MGC控制。結果證明Router的配置設計是正確有效的。

［1］蔣銘，沈成彬，王成巍.基于EPON的FTTx接入網建設關鍵問題探討［J］.電信科學，2008，(9).

［2］劉術啟，張奇.一種針對FTTH模式下的PON網絡VLAN資源規劃方式［J］.中國新通信，2011，(22).

［3］孫廣波，謝俊，張琛.3G網絡VLAN劃分方案［J］.現代電子技術，2010，(15).

［4］房志峰.SuperVLAN技術在NGN承載網絡優化中的應用［J］.電腦與電信，2009，(8).

［5］張保通，李偉紅.網絡互連技術—路由、交換與遠程訪問(第二版)［M］.北京:中國水利水電出版社，2008.

［6］羅國明.現代網絡交換技術［M］.北京:人民郵電出版社，2010.