Router RIP

Was ist Router Rip?

RIP steht für “Router Information Protocol” und ist ein dynamisches Routing Protokoll um die Kommunikation zwischen Routern sicherzustellen.  Was ist eigentlich die Grundidee bei dynamischen Routing Protokollen?
Während bei statischen Routen die einzelnen Netzsegmente eines LAN´s von dem Administrator direkt eingetragen werden müssen, werden bei dynamischen Routing-Protokollen die Netze von den Routern automatisiert ermittelt und eingetragen.
Eines dieser dynamischen Routing Protokollen ist RIP. 

RIP ist ein Distance-Vector-Protokoll und gehört zu den älteren Verfahren, es eignet sich aber hervorragend um die Funktionsweise des dynamischen Routings zu verstehen.
RIP liefert einem Router notwendige Informationen, wie andere Netze im LAN zu erreichen sind.

Die Nachricht lautet also: Über mich kannst du das Netz 192.168.1.0 /24 erreichen.

Zum einen geht es darum den Weg zu einem entfernten Netz zu ermitteln. Diese  “Remote-Networks” sind die Netze, die nicht direkt an einem Router angeschlossen sind und nur über einen anderen Router erreichbar sind. Für den Fall, dass die Netzwerktopologie mehrere Pfade zu einem entfernten Netzwerk ermöglicht, soll RIP den besten Pfad auswählen. Das Entscheidungskriterium für RIP als besten Pfad zum nächsten Netzwerk ist die Anzahl der “Hops” zum Ziel. Dies wird als Metrik bezeichnet, wobei ein “Hop” ein weiterer Router ist, der zwischen dem Startnetz und dem Zielnetz steht. Müssen zum Ziel zwei Router übersprungen werden, dann befinden sich auf dem Weg zum Ziel “Zwei” Hops. Die Metrik gilt also als Indikator wie gut ein Netzwerk erreichbar ist.

Grundsätzlich gilt: Je geringer die Metrik einer Route, desto besser, bzw. kürzer oder schneller wird diese Route bewertet.

RIP bewertet die Route also über die Hops zum Zielnetzwerk indem die Wege zum Ziel in einer Routingtabelle gespeichert werden. Durch Vergleiche der Hop-Counts, also der Anzahl der Hops zum Ziel wird die Route bewertet.

Je weniger Hops, desto geringer die Metrik, desto besser die Route.

Andere Routing-Protokolle, wie z.B. OSPF, nutzen zusätzliche  Werte zum Erstellen einer Metrik. Dazu gehören z.B. Bandbreite der Übertragungsleitung, die Auslastung, Delay (Verzögerungen auf dem Übertragungsweg) oder auch die Zuverlässigkeit der Verbindung.

Routing Protokolle verarbeiten die entsprechende Informationen, welche von den am Routing-Protokoll teilnehmenden Routern weitergeleitet werden mit einem Algorithmus um die richtigen Entscheidungen zu treffen. 

Dabei gilt: Router treffen Entscheidungen ausschließlich auf Basis der Informationen aus ihrer eigenen Routingtabelle.

Damit automatisierte Routing Entscheidungen verarbeitet werden können, müssen unterschiedliche Nachrichten und Nachrichtentypen zwischen den Routern ausgetauscht werden. Diese sind z.B. Veränderungen im Netzwerk oder Bestätigungsinformationen nach einer neuen Information. Das Ergebnis ist eine Routingtabelle, auf dessen Basis der Router entscheiden kann welcher Weg zum Ziel am besten geeignet ist. Veränderungen an der Netzwerkinfrastruktur können durch die Router erkannt werden, was wiederum zu einer stabilen Kommunikation im Netzwerk führt.

Die Grafik veranschaulicht  eine Routing Tabelle welche mit der entfernten Route erweitert wurde.


Distance-Vector-Routing

Um einen Einstieg in das dynamische Routing zu finden ist das Distance-Vector-Routing noch am besten geeignet. Besonders RIP ist dahingehend recht simpel zu verstehen, da es sich um ein relativ einfaches Routing-Protokoll handelt.

Was bedeutet Distance-Vector?
Die Distanz (engl: Distance) bedeutet die Entfernung zum Ziel, was mit einer Metrik berechnet wird. Je größer die Metrik desto “schlechter” die Route. Der Vektor (engl: Vector) beschreibt dabei die Richtung zum Ziel. Dies kann bei Seriellen Verbindungen die Ausgangsschnittstelle des Routers sein oder aber auch die IP-Adresse des folgenden Routers.

Der Router kennt nur die Einträge aus seiner Routing-Tabelle. Mehr ist über den Aufbau des Netzwerkes erst einmal nicht bekannt. Eine gesamte Topologie des Netzwerkes wird nirgendwo gespeichert. Um ein anderes Netz zu erreichen kann ein Router die Anfrage nur an die Schnittstelle aus seiner Tabelle senden.

R1 hat über RIP die Information bekommen, dass ein bestimmtes Zielnetz über eine bestimmte Schnittstelle mit zwei Hops zu erreichen ist. Bei RIP sind die Anzahl der Hops also die Distanz zum Zielnetz. Sein eigenes Exit-Interface, als Beispiel Schnittstelle 0/1 steht dabei für die Richtung, dem Vektor, zum Zielnetz. Pakete die über diese Schnittstelle ausgegeben werden sind dann auf dem richtigen Weg zum Ziel.

Der Router kennt den genauen Weg zum Ziel nicht. Er kennt nur die Richtung und die Metrik. Auf Basis dieser Information entscheidet R1 nun ein Paket an seiner Schnittstelle abzugeben.
Generell gibt ein Router über RIP alle 30 Sekunden ein Update an alle benachbarten Router per Multicast weiter. Dabei enthalten die gesendeten Updates die komplette Routingtabelle. Die Updates werden vom benachbarten Router empfangen und in die jeweils eigene Routingtabelle eingepflegt.

Updates immer nur von einem Nachbarn empfangen und darüber hinaus nicht direkt weitergegeben. Es dauert also einige Zeit bis sich die Informationen von einem Router zu allen anderen durchgearbeitet haben.

Der Austausch funktioniert in der Form, dass die eigene Tabelle an einen Nachbarn gesendet wird.
Alle direkt angeschlossenen Netze werden übertragen.
Nach dem ersten Update befinden sich auch die bekannten entfernten Netze des benachbarten Routers in der Routingtabelle.

Damit sind Entfernung und die Richtung, der Distance-Vector, bekannt und Kommunikation kann stattfinden.
Wird ein Router abgeschaltet oder fällt aus, werden keine Updates mehr gesendet.
Entsprechende Routing Einträge müssen dann gelöscht werden, da die an dem gestörten Router angeschlossenen Netze nicht mehr erreicht werden können.
Sobald keine Änderungen an den Routing Einträgen mehr vorgenommen werden spricht man von einem konvergenten Netzwerk.
Die Router haben dann alle Notwendigen Informationen zur Netzausdehnung verarbeitet.

Konvergenz

Konvergenz ist der Zustand der sich einstellt wenn keine Änderungen mehr verbreitet werden müssen. Konvergenz kann nur von außen heraus betrachtet werden. Konvergenz ist ein Zustand der sich bei jeder Änderung neu einstellen muss. 

Der Zeitraum in der sich Konvergenz einstellt sagt etwas über die Qualität des Netzes aus. Man Spricht dabei von der Güte einer Konvergenz. In diesem Fall sagt die Konvergenz aus, das alle Router über alle notwendigen Routingeinträge informiert sind und es sich an den Einträgen nichts weiter ändert.

Routingschleifen mit RIP

Grundsätzlich gilt der Hop-Count als Hauptindikator für die Metrik bei RIP. Während der Entwicklung von RIP war das auch absolut ausreichend. Steigt der Hop-Count auf 16 an, dann gilt das Zielnetz als unerreichbar.
Dies bedeutet, dass Netze von einer Seite des Netzes zur anderen Seiten nicht erreichbar sind wenn mehr als 15 Router dazwischen liegen.

Bei Update Zeiträumen von 30 Sekunden können somit mehrere Minuten vergehen, bis alle Informationen ausgetauscht und Konvergenz erreicht wurde. Die Updateinformationen werden über Multicast verteilt.

Um RIP in einem Router einzurichten muss zuerst RIP in der Version 2 aktiviert werden. Version 1 ist veraltet und wird nicht mehr genutzt. Außerdem müssen die angeschlossenen Netze eingetragen werden, damit diese im Update übertragen werden können. Es ist Grundsätzlich Möglich einzelne Netze aus dem Protokoll auszuschließen. 

Auch bei dynamischen Netzwerkprotokollen ist es notwendig, sein Netz im Voraus sorgfältig zu planen. Dies erspart dem Administrator im Fehlerfall eine menge Zeit bei der Auswertung von Routingtabellen.


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