پروتکل مسیریابی RIP چیست؟

پروتکل مسیریابی RIP چیست:

پروتکل اطلاعات مسیریابی (RIP) یا Routing Information Protocol یکی از قدیمی ترین پروتکل های مسیریابی Distance-vector است و از hop count به عنوان واحد مسیریابی استفاده می کند. RIP برای مسیریابی، محدودیت هایی را در تعداد hop های مجاز در یک مسیر از مبدأ به مقصد ایجاد می کند. حداکثر hop مجاز برای RIP پانزده می باشد که اندازه شبکه هایی را که RIP می تواند از آنها پشتیبانی کند را محدود می کند.

پروتکل های مسیریابی پویا مانند RIP این توانایی را به روتر خواهند داد تا جدول مسیریابی خود را به صورت Dynamic و اتوماتیک، آپدیت و کامل کنند. در حقیقت در صورتی که پروتکل پروتکل های مسیریابی بر روی کلیه روترهای یک سازمان فعال و پیکربندی شوند، روترها شروع با ارسال پیام های آپدیت برای یکدیگر خواهند کرد و هر روتر، پیام های آپدیت را برای روترهای همسایه ارسال و از آن ها پیام آپدیت دریافت خواهد کرد، این عمل سبب تکمیل شدن و اضافه شدن اتوماتیک مسیرها در جدول مسیریابی روتر به وسیله پروتکل مسیریابی مانند RIP خواهد شد.

در این حالت اگر یک مسیر به سازمان شما اضافه شود یا یک مسیر حذف شود به صورت اتوماتیک کلیه روترهای سازمان توسط پروتکل مسیریابی آپدیت خواهند شد. 

در یک پروتکل اطلاعات مسیریابی (RIP)، روترها جدول مسیریابی خود را هر 30 ثانیه بروزرسانی می کنند. در نسخه های اولیه، جداول مسیریابی به اندازه ای کوچک بودند که میزان ترافیک قابل توجه نبود. هنگامی که شبکه ها گسترش یافتند، مشخص شد که حتی اگر روترها در زمان های تصادفی، initialized شوند، هر 30 ثانیه یک بار می تواند یک انفجار ترافیکی عظیم رخ دهد.

در اکثر محیط های شبکه، به علت همگرایی و مقیاس پذیری ضعیفی که RIP در مقایسه با EIGRP ،OSPF یا IS-IS دارد، برای مسیریابی انتخاب نمی شود. با این حال، از آنجا که RIP برخلاف پروتکل های دیگر، نیازی به پارامتر ندارد، پیکربندی آن آسان است. شما می توانید برای مطالعه بیشتر پروتکل OSPF و EIGRP به مقاله های آموزش پروتکل مسیریابی EIGRP و OSPF چیست؟ مراجعه نمایید.

شما می توانید جهت آشنایی با انواع پروتکل مسیریابی به مقاله انواع پروتکل مسیریابی و کاربرد آن در شبکه مراجعه کنید.

Hop چیست؟

در شبکه های کامپیوتری Hop قسمتی از یک مسیر میان مبدأ و مقصد بسته اطلاعاتی است. روترها بسته های اطلاعاتی را میان شبکه مبدأ و مقصد منتقل می کند. در واقع هنگام انتقال بسته های اطلاعاتی از یک روتر به شبکه مقصد یک عمل Hop صورت می گیرد. Hop count یا تعداد هاپ ها به میانگین تعداد روتر هایی در شبکه بین مبدأ و مقصد بسته اطلاعاتی گفته می شود که بسته اطلاعاتی بایستی از آن روتر ها عبور کند.

جدول مسیریابی یا Routing Table: 

جدول مسیریابی هر روتر درون Internetwork شامل کلیه مسیرهایی می باشدکه روتر قادر به هدایت بسته ها به سمت آنها می باشد، این جدول مسیریابی به شکل و فرم خاص توسط روتر تنظیم خواهد شد. در داخل جدول مسیریابی یک روتر یکسری اطلاعات مریوط به مسیرها وجود دارد که شما باید درکت درستی از اطلاعات داخل آن داشته باشید.

هر روتر RIP یک جدول مسیریابی دارد. این جداول اطلاعات تمام مقاصدی را که روتر می داند می تواند به آنها برسد ذخیره می کنند. هر روتر اطلاعات جدول مسیریابی خود را به نزدیکترین همسایگان خود مبادله می کند. روترها اطلاعات جدول مسیریابی را هر 30 ثانیه برای نزدیکترین همسایگان خود پخش می کنند.

برای مثال: اگر کاربر هستید و می خواهید به google.com برسید. مسیرهای زیادی وجود دارد که می توانید از طریق آنها به سرور Google دسترسی پیدا کنید.

در مثال زیر، کاربر سه مسیر دارد. RIP تعداد روترهای مورد نیاز برای رسیدن به سرور مقصد را از هر مسیر شمارش می کند. سپس مسیری را انتخاب می کند که دارای حداقل تعداد باشد. همانطور که در تصویر مشاهده می کنید مسیر 1 دارای 2 عدد Hop، مسیر 2 دارای 3 عدد Hop و مسیر 3 دارای 4 عدد Hop برای رسیدن به سرور مقصد است. بنابراین، RIP مسیر 1 را انتخاب می کند.

انواع RIP یا Routing Information Protocol:

ـ RIP Version 1:

این پروتکل جهت آپدیت جدول مسیریابی بین روترهای شبکه از پیام های Broadcast استفاده می کند که هر 30 ثانیه یکبار کل جدول مسیریابی را از طریق اینترفیس های فعال منتشر می کند و Metric در پروتکل RIP بر اساس Hop Count محاسبه می شود و این پروتکل محدودیت 15 عدد Hop Count را خواهد داشت. RIP Version 1 یک پروتکل Classful است و در صورتی که چندین مسیر دارای Hop Count یکسان باشد، Load Blancing بین مسیرها به وجود خواهد آمد. حداکثر بر روی 6 مسیر با Metric یکسان می تواند Load Blancing ایجاد شود.

برخی ویژگی های RIP Version 1 به شرح زیر است:

• جداول مسیریابی RIPv1 هر 25 تا 35 ثانیه یک بار به روز می شوند.         
• RIP v1 از مسیریابی Classful استفاده می کند.
• به روزرسانی های مسیریابی دوره ای، شامل اطلاعات subnet و پشتیبانی VLSM نیستند.
• همچنین در این نسخه هیچ گونه احراز هویتی وجود ندارد که باعث شود RIP در برابر حملات مختلف آسیب پذیر باشد.

ـ RIP Version 2: 

این پروتکل هم از نوع Distance Vector می باشد ولی پیشرفته تر از RIP Ver1 است. پروتکل RIP Ver 2 از Multicasting به جای Broadcast استفاده می کند اما قابلیت کار به صورت Broadcast را نیر دارا می باشد. پروتکل RIP ver2 یک پروتکل Classless می باشد و VLSM را پشتیبانی می کند.

RIP Ver2 همچنین از احراز هویت پشتیبانی می کند که این توانمندی باعث می شود که روترها قبل از آپدیت جدول مسیریابی و رد و بدل کردن اطلاعات مسیریابی یکدیگر را احراز هویت نمایند و بعد از تکمیل پروسه احراز هویت جدول های مسیریابی را بین یکدیگر مبادله کنند. در این پروتکل انتخاب بهترین مسیر بر اساس HOP Count با تداد روترها موجود در مسیر محاسبه می شود.

برخی ویژگی های RIP Version 2 به شرح زیر است:

• این نسخه توانایی حمل اطلاعات subnet و پشتیبانی از CIDR را دارد. 
• حداکثر شمارش Hop، پانزده می باشد.
• امکان احراز هویت دارد.
• برچسب های مسیریابی نیز در نسخه RIP 2 اضافه شده است. این قابلیت باعث تمایز بین مسیرهای پروتکل RIP و مسیرهای پروتکل های دیگر می شود.

ـ RIPng:

RIPng یا RIP next generation در واقع نسخه گسترش یافته RIPv2 برای پشتیبانی از IPv6 می‌باشد. تفاوت‌های اصلی بین RIPv2 و RIPng عبارتند از:

• پشتیبانی از شبکه IPv6.
• RIPv2 بر خلاف RIPng از به روزرسانی های احراز هویت RIPv1 پشتیبانی می کند.
• RIPng از پروتکلUDP با پورت 521 استفاده می‌کند.  

نکته: VLSM مخفف Variable Length Subnet Masking می باشد و یکی از راه ها و تکنیک های تقسیم بندی IP به range های کوچکتر با Subnet های متغیر است که با کمترین هدر رفت IP میتوان یک range بزرگ را به rangeهای کوچکتر برای استفاده بهتر از شبکه خود تقسیم نمود. پروتکل هایی که در زمره پروتکل های Classful قرار می گیرند یعنی پروتکل های RIP 1 و IGRP، از VLSM پشتیبانی نمی کنند. برای همین هم برای استفاده از مزیت هایی که VLSM ارائه می دهد نیاز به بکارگیری پروتکل های Classless مانند BGP، EIGRP، IS-IS، OSPF، RIP 2 داریم.

واحد Metric در پروتکل مسیریابی RIP:

ممکن است در شبکه Internetwork برای رسیدن به یک شبکه چندین مسیر وجود داشته باشد، در این وضعیت از واحدی به نام Metric برای انتخاب بهترین مسیر استفاده می شود. هر پروتکل مسیریابی به یک شکل و فرم Metric را محاسبه می کند. در پروتکل مسیریابی RIP بهترین مسیر، مسیری خواهد بود که دارای تعداد روترها یا Hop های کمتری باشد. 

یکی از مشکلاتی که پروتکل مسیریابی RIP با آن مواجه می باشد مشکل نحوه محاسبه Metric است. در پروتکل RIP تنها روش محاسبه Metric تعداد Hop می باشد، مشکل در صورتی به وجود می آید که مسیرهای ارتباطی دارای سرعت یکسان نباشند.

نکته: شبکه Internetwork یک شبکه سازمانی یا شرکتی است که از مجموعه ای از مسیرها و روترها تشکیل شده است.

پروتکل اطلاعات مسیریابی (RIP) از تایمرهای زیر استفاده می کند:

• update timer: فاصله بین دو پیام پاسخگویی را کنترل می کند و به طور پیش فرض 30 ثانیه است.  
• invalid timer: تایمر نامعتبر مشخص می کند که یک routing چه مدت می تواند در جدول مسیریابی باشد بدون اینکه بروز رسانی شود. این تایمر را تایمر انقضا می‌نامند و به طور پیش فرض 180 ثانیه است.
• Flush Timer: تایمر فلاش زمان بین routeهای بی اعتبار و یا غیر قابل دسترسی را کنترل و از جدول مسیریابی حذف می کند. به طور پیش فرض 240 ثانیه است که 60 ثانیه طولانی تر از تایمر نامعتبر است. این تایمر باید روی زمان بیشتری از از تایمر نامعتبر تنظیم شود.
• Holddown Timer: این تایمر برای تثبیت route ها هنگامی که شمارش hop ها آغاز می‌شود، در ورودی هر مسیر شروع می شود. در طی این مدت، هیچ به روزرسانی برای ورودی مسیریابی انجام نمی شود. مقدار پیش فرض این تایمر 180 ثانیه است.

مزایای پروتکل مسیریابی RIP:

ـ پیکربندی آن آسان است.

ـ هر بار که توپولوژی شبکه تغییر می کند نیازی به به روز رسانی ندارد.

ـ تقریباً همه روترها را پشتیبانی می کند.

معایب پروتکل مسیریابی RIP:

ـ این پروتکل فقط بر اساس تعداد Hop است. بنابراین، اگر مسیر بهتری با پهنای باند بهتر موجود باشد ، آن مسیر را انتخاب نمی کند.

مثال: فرض کنید دو مسیر داریم، مسیر اول دارای پهنای باند 100 کیلوبیت بر ثانیه (کیلوبیت بر ثانیه) است و ترافیک زیادی در این مسیر وجود دارد در حالی که مسیر دوم دارای پهنای باند 100 مگابیت بر ثانیه (مگابیت بر ثانیه) است و رایگان است. در حال حاضر RIP مسیر 1 را انتخاب می کند هر چند که تردد بالایی دارد پهنای باند آن بسیار کمتر از پهنای باند مسیر 2 است. این یکی از بزرگترین معایب RIP است.

ـ استفاده از پهنای باند در RIP بسیار زیاد است زیرا هر 30 ثانیه به روز رسانی خود را Broadcast می کند.
ـ RIP تنها از تعداد 15 هاپ پشتیبانی می کند ، بنابراین حداکثر 16 روتر را می توان در RIP پیکربندی کرد.
ـ در اینجا نرخ همگرایی کند است. این بدان معناست که وقتی هر پیوندی از بین می رود، زمان زیادی طول می کشد تا مسیرهای جایگزین را انتخاب کنید.

محدودیت های پروتکل مسیریابی RIP:

• تعداد hop ها نباید از 15 تجاوز کند.
• Variable Length Subnet Masks توسط نسخه 1 RIP پشتیبانی نمی شود.
• دارای همگرایی (convergence) آهسته است که منجر به مشکلات زیادی می‌شود.

RIP معمولا در شبکه های کوچک از قبیل LAN یا مجموعه ای از LAN های کوچک که تشکیل یک Campus Area Network را داده اند استفاده می شود. 

همچنین شما می توانید جهت آشنایی با Subnet Mask و تفاوت آن با WildCard Mask به مقاله مربوطه مراجعه نمایید.

نحوه ی پیکربندی RIP در روتر:

در این قسمت نحوه پیکربندی RIP در روتر Cisco را به شما نشان خواهم داد. این توپولوژی است که من استفاده خواهم کرد:

در بالا 3 روتر به نام های mrshabake-R1، mrshabake-R2 و mrshabake-R3 را مشاهده می کنید. چند شبکه وجود دارد بنابراین فضا برای پیکربندی RIP مناسب است. ابتدا بیایید همه interface ها را پیکربندی کنیم:

به اینترفیس ها، IP می دهیم:

ابتدا به دو دست روتر mrshabake-R1 یعنی fa0/0  وfa0/1 IP می دهیم:

سپس به interfaceهای روتر mrshabake-R2، mrshabake-R3، ip می دهیم:

قبل از پیکربندی RIP، به routing table موجود درروتر های mrshabake-R1، mrshabake-R2 و mrshabake-R3 نگاه کنید تا از مسیرهایی که هر دستگاه در حال حاضر در جدول مسیریابی خود دارد مطمئن شویم.

برای اینکار دستور show ip route را در privileged mode وارد میکنیم:

کد هایی که در بالای routing table (جدول مسیریابی) وجود دارد، نوع مسیر را نشان می دهد. هر نوع مسیر مربوط به یک حرف است. این حروف در کنار مسیر در routing table ظاهر می شوند. توجه به این حروف به شما این امکان را می دهد تا بفهمید که روتر چگونه هر مسیر را در routing table یاد گرفته است.

در حال حاضر ، تنها مسیرهایی که در mrshabake-R1 وجود دارد ، مسیرهایی هستند که مستقیماً به interface ها متصل می شوند. به عنوان مثال حرف C قبل از مسیر،نشان دهنده یک مسیر مستقیم متصل به 192.168.12.0/24  از طریق fastEthernet 1/0 است.

فرض کنید از mrshabake-R1، باید به شبکه mrshabake-R2 192.168.23.2 برسید. می توانید بررسی کنید که آیا این کار با راه اندازی ping از R1 به اینترفیس FastEthernet1/0 R2 192.168.23.2 انجام می شود یا خیر. اگر پینگ موفق شد، می دانیم که R1 می تواند به شبکه مقصد برسد. برای انجام این کار، به R1 بازگردید و از حالت privileged mode، از دستور زیر استفاده کنید:

یک درخواست استاندارد ping ، پنج بسته Echo ICMP ارسال می کند. دریافت پاسخ Echo ICMP در پاسخ به درخواست Echo ICMP نشان دهنده یک پینگ موفق است. پاسخ موفق با علامت تعجب (!) مشخص می شود و پاسخ ناموفق با علامت (.) نشان داده می شود. این نشان می دهد که 5  پاسخ به پنج بسته ICMP echo ارسال شده، فرستاده شده است. در نتیجه ، میزان موفقیت 100 درصد است ، که نشان می دهد درخواست موفقیت امیز بوده است و R1 می تواند به شبکه .23.0192.168 برسد.

پیکربندی RIP به مراحل زیر نیاز دارد:

مرحله 1: ابتدا باید فرآیند مسیریابی RIP را فعال کنید ، که از طریق دستور #router rip شما را در حالت پیکربندی روتر قرار می دهد.

مرحله 2: شبکه هایی را که باید با استفاده از RIP از طریق دستور (config-router) #network [network IP address] تبلیغ یا اعلام شوند، مشخص کنید.

RIP دو نسخه (1و2) دارد، درصورتی که بعد از دستور، نسخه ی ان را مشخص نکنیم به صورت پیش فرض Version2 در نظر می گیرد.

اینکار را برای تمامی روتر ها انجام می دهیم.

در اخر دستورات را با استفاده از دستور:

#copy running-config startup-config

یا

write #

ذخیره کنید.

منبع: How to configure RIP on a Cisco router