Назначение протоколов маршрутизации

ЛЕКЦИЯ 10

Классификация протоколов маршрутизации

Протоколы маршрутизации предназначены для автоматического построения таблиц маршрутизации, на основе которых происходит продвижение пакетов сетевого уровня. Протоколы маршрутизации, в отличие от сетевых протоколов, таких как IP и IPX, не являются обязательными, так как таблица маршрутиза­ции может быть построена администрато­ром сети вручную. Однако в крупных сетях со сложной топологией и большим количеством альтернативных маршру­тов протоколы маршрутизации выполняют очень важную и полез­ную работу, автоматизируя построение таблиц маршрутизации, динамически адаптируя те­кущий набор рабочих маршрутов к состоянию сети и повышая тем самым ее производитель­ность и надежность.

Продвижение пакетов в составных сетях осуществляется на основе таблиц мар­шрутизации. Содержание такой таблицы зависит от технологии составной сети, так, вид таблиц сетей IP отличается от вида таблиц сетей IPX или X.25. Общим в таблицах маршрутизации является то, что в них содержится информация, дос­таточная для принятия решения о продвижении любого поступающего в мар­шрутизатор пакета. Как правило, каждая запись такой таблицы связывает адрес сети назначения с адресом или номером выходного интерфейса, на который нужно передать пакет с этим адресом. Каждый маршрутизатор сети имеет собст­венную таб­лицу маршрутизации, определяющую один шаг многошагового про­цесса перемещения пакета по сети.

Нетрудно заметить, что задача продвижения пакета от сети источника до сети назначения в каждом маршрутизаторе естественно распадается на две задачи:

- обработка пакета с помощью имеющейся таблицы маршрутизации;

- построение таблицы маршрутизации.

Назначение протоколов маршрутизации состоит в автоматическом решении вто­рой задачи. Для этого маршрутизаторы сети обмениваются специальной служеб­ной информацией о топологии составной сети, на основе которой каждый мар­шрутизатор выбирает маршруты к уз­лам назначения. Создаваемые таблицы маршрутизации обеспечивают рациональность мар­шрутов следования пакетов через сеть, при этом критерии выбора маршрутов могут быть различными. Напомним, что обычно выбирается «кратчайший» маршрут, где под расстоя­нием, проходимым пакетом, понимается либо количество промежуточных маршрути­заторов (хопов), либо комплексный показатель, учитывающий также номиналь­ную пропускную спо­собность каналов между маршрутизаторами, надежность каналов или вносимые ими за­держки. Протокол маршрутизации должен созда­вать в маршрутизаторах согласованные друг с другом таблицы маршрутизации, то есть такие, которые обеспечат доставку пакета от ис­ходной сети в сеть назна­чения за конечное число шагов. Можно представить и несогласован­ную пару таблиц, когда таблица маршрутизатора 1 показывает, что пакет для сети Д нужно передать маршрутизатору 2, а таблица маршрутизатора 2 отправляет этот пакет маршрутиза­тору 1. Современные протоколы маршрутизации обеспечивают со­гласованность таблиц, но это их свойство не абсолютно – при изменениях в сети, например, при отказе каналов связи или самих маршрутизаторов, сущест­вуют периоды нестабильной работы сети, вызван­ной временной несогласованно­стью таблиц разных маршрутизаторов. Протоколу маршрути­зации обычно нуж­но некоторое время, чтобы после нескольких итераций обмена служебной информацией все маршрутизаторы сети внесли изменения в свои таблицы и в результате таблицы снова стали согласованными.

Маршрутизация без таблиц

Прежде чем перейти к классификации протоколов маршрутизации, необходимо отметить, что существуют такие способы продвижения пакетов в составных се­тях, которые вообще не тре­буют наличия таблиц маршрутизации в маршрутиза­торах, а значит, и протоколов маршрути­зации.

Наиболее простым способом передачи пакетов по сети является так называемая лавинная маршрутизация, когда каждый маршрутизатор передает пакет всем своим непосредственным соседям, кроме того, от которого его получил. Понят­но, что это не самый рациональный спо­соб, так как пропускная способность сети используется крайне расточительно, но он работо­способен (именно так мосты и коммутаторы локальных сетей поступают с кадрами, имею­щими неизвестные ад­реса).

Другой вариант маршрутизации без таблицы – это маршрутизация, управляемая событиями (Event Dependent Routing), когда пакет к определенной сети на­значения посылается по мар­шруту, который уже приводил ранее к успеху (для данного адреса назначения). Это достаточно эффективный метод маршрутиза­ции, но он требует наличия обратной связи, чтобы маршрутизатор-отправитель мог фиксировать факт успеха доставки пакета. Подобный метод маршрутизации использовался на этапе становления Интернета, когда перед отправкой па­кета данных предварительно всем или нескольким соседям посылались эхо-запросы по про­токолу ICMP, а затем на основании времени прихода эхо-ответов выби­рался сосед, у кото­рого это время минимально. Данный способ хорошо зареко­мендовал себя в сетях, работаю­щих по протоколам с предварительным установ­лением соединения. Запрос на установление соединения может посылаться нескольким соседям, а подтверждение установления соеди­нения посылается тому соседу, который первым пришлет ответ.

Маршрутизация, управляемая событиями, может сочетаться с таблицей маршру­тизации. В та­кой таблице для каждой сети назначения указывается несколько возможных соседей, которым целесообразно направлять запрос на установление соединения (или тестирующий эхо‑запрос). Подобный подход применяется в те­лефонных сетях, в которых указывается не­сколько возможных «направлений» передачи запроса на установление соединения, и эти за­просы передаются снача­ла по первому из указанных направлений, пока не будет исчерпана его коммутационная емкость, затем по следующему и т. д.

Еще одним видом маршрутизации, не требующим наличия таблиц маршрутиза­ции, является маршрутизация от источника (Source Routing). В этом случае от­правитель помещает в пакет информацию о том, какие промежуточные маршру­тизаторы должны участвовать в передаче пакета к сети назначения. На основе этой информации каждый маршрутизатор считывает адрес следующего мар­шрутизатора и, если он действительно является адресом его непосред­ственного соседа, передает ему пакет для дальнейшей обработки. Вопрос о том, как отпра­ви­тель узнает точный маршрут следования пакета через сеть, остается откры­тым. Маршрут может прокладывать либо администратор вручную, либо узел-отправитель автоматически, но в этом случае ему нужно поддерживать тот или иной протокол маршрутизации, который сообщит узлу о топологии и состоя­нии сети.

Дата добавления: 2014-10-15