【计算机网络】RIP路由协议实验

一：实验目的

1：掌握在路由器上配置RIPv2。

二：实验仪器设备及软件

硬件：RCMS交换机、网线、内网网卡接口、Windows 2019操作系统的计算机等。具体为：三层交换机1台、路由器2台。

软件：wireshark软件、记事本、Chrome浏览器等。

三：实验方案

【实验的网络拓扑图】

四：实验步骤

1：按照拓扑图配置PC1和PC2的IP地址、子网掩码、网关，并测试他们的连通性。此外，记录路由表信息。

由于两台主机在不同的网段，因此初始时没有连通性。

在路由器上执行show ip route命令，可以得到初始时的路由表。

2：三层交换机的基本配置。

三层交换机的基本配置过程，如下图所示。主要创建了VLAN 10和VLAN 50的虚拟端口，并配置了相应的IP地址。

3：路由器1的基本配置。

路由器1的基本配置过程，如下图所示。主要给端口配置了相应的IP地址。

4：路由器2的基本配置。

路由器2的基本配置过程，如下图所示。

5：交换机配置RIPv2路由协议。

    三层交换机的RIPv2路由协议配置过程，如下图所示。主要开启了RIP进程，声明了本设备的直连网段和RIP发布网段地址。

6：路由器1配置RIPv2路由协议。

    路由器1的RIPv2路由协议配置过程，如下图所示。

7：路由器2配置RIPv2路由协议。

路由器2的RIPv2路由协议配置过程，如下图所示。

8：验证三台路由设备的路由表，查看是否自动学习了其他网段的路由信息。

    检查三层交换机的路由表，结果如下图所示。可以发现，增加了2条R标签项的路由记录，由路由器1和路由器2传输其路由信息得到。

检查路由器1的路由表，结果如下图所示。可以发现，增加了2条R标签项的路由记录，由三层交换机和路由器2传输其路由信息得到。

检查路由器2的路由表，结果如下图所示。可以发现，增加了2条R标签项的路由记录，由三层交换机和路由器1传输其路由信息得到。

9：测试网络的连通性。

【1】将此时的路由表与步骤1的路由表进行比较，有什么结论？

每个路由设备的路由表，都增加了2条R标签项的路由记录。

结论：配置RIPv2后，路由表将逐渐学习并添加其他通过RIP广播的网络的条目。随着RIPv2的运行，路由器能够动态地了解到更多远程网络的信息，这些信息是通过与邻居路由器的交互获得的。

【2】分析traceroute PC1/PC2的结果。

    在PC1上执行traceroute PC2的结果，如下图所示。

可以看到从PC1到PC2的过程中经过了3次跳转，分别是10.206.50.1、10.206.10.1和10.206.20.2。

【3】进行拔线实验，通过wireshark测试报文变化的时间差，路由有没有出现毒性反转现象？

毒性反转是距离向量路由协议中的一种机制，用于防止路由循环。毒性反转的工作原理是：当一台路由器从某个邻居学到一个路由后，它会通过将该路由的距离设置为无穷大来“中毒”反向广播给该邻居，告知该路由不再可用。

拔线实验的执行过程如下：

（1）记录拔线前的状态：捕获并记录拔线操作之前的RIP消息，注意路由表中的路由距离。

（2）拔线：从网络中拔掉一条关键的连接线。

（3）观察反应：继续使用Wireshark记录拔线后的RIP消息。

分析捕获数据的过程如下：

（1）查找毒性反转消息：毒性反转通常体现为某条路由的距离被设置为16（在RIP中，16表示不可达）。在RIP更新包中查找目标网络的条目，看是否该网络的度量值变为16。

（2）比较时间差：观察从拔线到路由更新消息的发送这段时间内的延迟。分析路由器响应网络变化的速度，特别是路由器发送带有毒性反转条目的路由更新的速度。

（3）评估路由更新的广播：检查路由器是否对所有邻居广播了更新的路由信息，包括毒性反转的信息。

【4】捕获数据包，分析RIP封装结构。RIP包在PC1/PC2上能捕获到吗？如希望2台主机都能捕获到RIP包，请描述实现方法。

RIP数据包通常封装在UDP数据报中。RIP消息的结构如下：

1. 命令：指示RIP包的类型，如请求（1）或响应（2）。
2. 版本：RIP版本，通常为1或2。
3. 必须为零的字段：用于对齐。
4. 路由条目：包括网络地址、度量等信息。

    RIP包在PC1/PC2上能捕获到。

希望在2台主机都捕获到RIP包，可以采用以下方法：

（1）将PC设置为监听RIP广播和组播地址：在PC上配置一个网络接口以监听224.0.0.9（RIPv2的组播地址）。

（2）使用网络嗅探器在混杂模式下运行：在PC1和PC2上运行Wireshark或其他网络抓包工具，设置接口为混杂模式。混杂模式允许网络接口捕获通过它的所有流量。

（3）网络配置调整：如果PC1和PC2位于同一广播域内且网络中有路由器在使用RIP协议，那么只要将它们的网络接口设置为混杂模式，就有可能捕获到RIP数据包。如果不在同一广播域，需要在路由器或网络上设置端口镜像（SPAN）或网络分析口，将RIP流量复制到PC1和PC2所连接的端口。

五：实验结果及分析

1：查看交换机端口 0/1 所属 VLAN 应使用哪条命令？

命令为：show interface GigabitEthernet 0/1

在交换机上的执行结果，如下图所示。

2：如何查看 RIP 的版本号和发布到的网段？

    使用命令：show ip rip

3：RIPv1 的广播地址是什么？RIPv2 的组播地址是什么？

RIPv1的广播地址是255.255.255.255。

RIPv2的组播地址是224.0.0.9。

4：使用 10.10.X.0 的 IP 地址重做本次实验，注意网段间使用不同的子网掩码。当在 RIPv1 下设置不同网段时，配置后的端口实际上获得的子网掩码是什么？配合实验分析原因。

    RIPv1不支持子网掩码的传递，默认使用所在网络类别的标准子网掩码。在使用RIPv1的网络中，所有子网都必须使用相同的、基于类别的标准子网掩码，否则会导致子网掩码信息的不一致和路由错误。

5：RIPv1 必须使用自动汇总，不支持不连续网络，请实验验证。RIPv2 支持不连续网络吗？

    自动汇总是指RIPv1自动进行路由汇总到其类别地址，即自动将所有子网汇总到其主类网络地址（如A类、B类或C类）。因为RIPv1假设所有子网物理上连续且逻辑上属于同一个网络，所以RIPv1无法正确处理不连续网络。

RIPv1不支持不连续网络的实验验证：

（1）网络设置：配置一个模拟环境，其中包括几个RIPv1路由器，分布在不同的类别网络中。例如，一个网络段为10.0.2.0/24，另一个为10.0.3.0/24，它们之间通过一个B类地址（如172.16.0.0/16）的路由器连接。

（2）配置RIPv1：在所有路由器上启用RIPv1。

（3）观察路由表：检查路由表以验证路由器是否能正确学习和广播到不同的子网。

RIPv1不支持不连续网络的实验预期结果：由于RIPv1进行自动汇总，路由器将无法正确识别不连续网络。上述情况可能导致路由循环或某些网络不可达。

RIPv2 支持不连续网络。RIPv2允许手动配置路由汇总，并支持子网掩码。

6：RIPv1 对路由没有标记的功能，RIPv2 可以对路由打标记（tag），用于过滤和做策略。请在实验中观察和分析。

    标记（tag）允许管理员对路由信息进行额外的分类或标记，有助于在复杂的网络环境中进行路由信息的过滤和策略制定。

实验验证：

（1）配置RIPv2和路由标记。例如，路由器A可以对到达网络X的路由设置标记100。

    （2）设置路由接受/拒绝策略。在路由B上设置策略，仅接受带有标记100的路由更新。

    （3）流量转发策略。使用策略路由根据标记决定特定流量的转发路径。

    （4）观察和分析。使用Wireshark或类似工具捕获RIP更新，验证路由标记是否被正确传递。检查路由表，确认路由策略是否按预期工作。

六：实验总结及体会

1：RIP的封装结构如下。

2：RIPv1的设计限制会导致无法正确处理不同的子网掩码。这可能会导致路由循环、不可达的目的地或数据传输效率低下。

3：与RIPv1相比，RIPv2支持子网掩码的传递，因此可以处理不连续的子网和复杂的网络拓扑。

4：在进行拔线实验时，RIPv2展示了其在网络故障发生后的响应能力，及时更新和传播新的路由信息，减少了网络故障的影响。