路由信息协议 (RIP) V1 & V2

概述

路由信息协议 (Routing Information Protocol, RIP) 是一种基于距离向量的路由选择协议，旨在使路由器自适应地学习网络拓扑并在整个网络中选择最佳的路径。RIP分为两个版本，分别是RIP V1和RIP V2，其中RIP V1是RIP的初始版本，RIP V2是在RIP V1的基础上进行了一些改进。

RIP V1

RIP V1使用UDP协议的端口号为520，限制了最大跳数为15，当收到距离大于或等于16的路由信息时，路由器就会将这个路由视为不可达。RIP V1的缺点是无法提供对于子网掩码的支持，只能使用默认的类别掩码。同时，RIP V1也无法支持VLSM (Variable Length Subnet Mask)。

RIP V2

为了解决RIP V1的缺点，RIP V2引入了许多改进，包括：

• 支持子网掩码
• 支持VLSM (Variable Length Subnet Mask)
• 支持无类别域间路由 (CIDR)
• 支持多播
• 增加了认证机制

另外，RIP V2也支持RIP V1，因此可以更方便地进行升级。

实现

以下是Python中使用RIP V2协议的示例代码：

import logging
import threading
import time
import socket
import pickle

class RIP:

    def __init__(self, router_id, interfaces, log_file=None):
        self.router_id = router_id
        self.interfaces = {}
        for interface in interfaces:
            self.interfaces[interface] = {
                'ip_address': interfaces[interface][0],
                'subnet_mask': interfaces[interface][1],
                'next_hop': None,
                'metric': 1
            }
        self.routing_table = {}
        self.neighbors = {}
        self.log_file = log_file
        self.log = self._init_logging()

    def _init_logging(self):
        logging.basicConfig(filename=self.log_file, level=logging.INFO)
        return logging.getLogger(__name__)

    def _send_updates(self, my_socket):
        while True:
            for neighbor in self.neighbors:
                socket_address = self.neighbors[neighbor]['socket_address']
                data = pickle.dumps(self.routing_table)
                my_socket.sendto(data, socket_address)
            time.sleep(30)

    def _listen_for_updates(self, my_socket):
        while True:
            data, address = my_socket.recvfrom(1024)
            routing_table = pickle.loads(data)
            for destination in routing_table:
                if destination not in self.routing_table:
                    self.routing_table[destination] = {
                        'metric': 16
                    }
                if (routing_table[destination]['metric'] + 1) < self.routing_table[destination]['metric']:
                    self.routing_table[destination]['next_hop'] = address
                    self.routing_table[destination]['metric'] = routing_table[destination]['metric'] + 1
            self.log.info(self.routing_table)

    def start(self):
        my_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
        my_socket.bind(('', 520))

        update_thread = threading.Thread(target=self._send_updates, args=(my_socket,))
        update_thread.daemon = True
        update_thread.start()

        listen_thread = threading.Thread(target=self._listen_for_updates, args=(my_socket,))
        listen_thread.daemon = True
        listen_thread.start()

以上代码实现了一个简单的RIP V2协议的路由器，它监听端口520，支持在多个接口上运行，并提供一个基于距离向量的路由表。在实际使用中，我们可以根据需要修改以上代码，使其更符合自己的需求。