Протоколы маршрутизации

Маршрутизаторы с помощью протоколов маршрутизации передают информацию о своих таблицах друг другу. Маршрутизаторы по своей инициативе обмениваются специальными служебными пакетами, сообщая соседям об известных им сетях, маршрутизаторах и о связях этих сетей с другими маршрутизаторами. Это позволяет маршрутизаторам быстрее адаптироваться к изменениям конфигурации сети, а также правильно передавать пакеты в сетях с произвольной топологией, допускающей наличие замкнутых контуров.

Протоколы маршрутизации могут быть построены на основе разных алгоритмов, отличающихся способами построения таблиц маршрутизации, способами выбора наилучшего маршрута и другими особенностями своей работы.

Есть два варианта определения маршрута:

1. при выборе маршрута определялся только следующий (ближайший) маршрутизатор, т.е. каждый маршрутизатор выбирает только один шаг маршрута, а окончательный маршрут складывается в результате работы всех маршрутизаторов на пути следования пакета. Такие алгоритмы маршрутизации называются одношаговыми.

2. многошаговый подход - маршрутизация от источника (Source Routing). В соответствии с ним узел-источник задает в отправляемом в сеть пакете полный маршрут его следования через все промежуточные маршрутизаторы. При использовании многошаговой маршрутизации нет необходимости строить и анализировать таблицы маршрутизации на промежуточных узлах, а только на конечных узлах.. Это ускоряет прохождение пакета по сети, разгружает маршрутизаторы, но при этом большая нагрузка ложится на конечные узлы. Эта схема в вычислительных сетях применяется сегодня гораздо реже, чем схема одношаговой маршрутизации. Однако в новой версии протокола IP наряду с классической одношаговой маршрутизацией будет разрешена и маршрутизация от источника.

Таблицы маршрутизаторы могут строиться 2 способами::

· статически;

· динамически.

При статической маршрутизации (фиксированной) все записи в таблице маршрутизации являются статическими. Администратор сети сам решает, на какие маршрутизаторы надо передавать пакеты с теми или иными адресами, и вручную (например, с помощью утилиты route) заносит соответствующие записи в таблицу маршрутизации.

Понятно, что алгоритм статической маршрутизации приемлем только в небольших сетях с простой топологией. Однако этот алгоритм может быть эффективно использован и для работы на магистралях крупных сетей, так как сама магистраль может иметь простую структуру с очевидными наилучшими путями следования пакетов в подсети, присоединенные к магистрали.

При динамической маршрутизации (адаптивной) выполняется автоматическое обновление таблиц маршрутизации с помощью протоколов маршрутизации. В таблицах маршрутизации для динамических маршрутов ограничено время, в течение которого данный маршрут будет оставаться действительным. Это время называют временем жизни маршрута (Time To Live, TTL).

Работа по динамическому формированию таблиц маршрутизации обычно распределена между всеми маршрутизаторами: каждый маршрутизатор сам выполняет рассылку информации соседям и формирование своих таблиц.

ПРИМЕЧАНИЕ В последнее время наметилась тенденция использовать так называемые серверы маршрутов. Сервер маршрутов собирает маршрутную информацию, а затем раздает ее по запросам маршрутизаторам, которые освобождаются в этом случае от функции создания таблиц маршрутизации, либо создают только части этих таблиц. Появились специальные протоколы взаимодействия маршрутизаторов с серверами маршрутов, например Next Hop Resolution Protocol (NHRP).

Протоколы маршрутизации делятся на две группы:

1) для автономных систем (RIP,RIP2, OSPF…)

2) для магистральных. (EGP, BGP)

В свою очередь протоколы автономных систем бывают:

· дистанционно-векторные (Distance Vector Algorithms, DVA): RIP,RIP2,

· состояния связей (Link State Algorithms, LSA): OSPF

Дистанционно-векторные протоколы RIP. RIP2 каждый маршрутизатор периодически рассылает свою таблицу маршрутизации всем соседним маршрутизаторам. При получении нового маршрута от соседа маршрутизатор увеличивает его метрику на одну единицу.. В конце концов, каждый маршрутизатор узнает информацию обо всех имеющихся в интерсети сетях и о метрике (расстоянии до них через соседние маршрутизаторы).

Этот протокол работает хорошо только в небольших сетях, В больших сетях они засоряют линии связи интенсивным широковещательным трафиком пересылкой информации о маршрутах

RIP2 отличается от RIP усовершенствованным алгоритмом: пересылается не вся таблица, а только ее изменения, увеличено количество проходов через маршрутизаторы …

Протокол состояния связей (OSPF) обеспечивают каждый маршрутизатор информацией, достаточной для построения точного графа (схемы) всех связей сети. Схему маршрутизаторы строят в начале своей работы с помощью широковещательной рассылки служебных пакетов, которые, проходя через все маршрутизаторы сети, «собирают» информацию о всех маршрутах и строят на основании этого схему (граф) всей сети.

Все маршрутизаторы работают на основании одинаковых графов, что делает процесс маршрутизации более устойчивым к изменениям конфигурации. «Широковещательная» рассылка» используется здесь только при изменениях схемы сети, что происходит в надежных сетях не так часто. Вершинами графа являются как маршрутизаторы, так и объединяемые ими сети.

Чтобы понять, в каком состоянии находятся линии связи, подключенные к его портам, маршрутизатор периодически обменивается короткими пакетами HELLO со своими ближайшими соседями. Этот служебный трафик также засоряет сеть, но не в такой степени как, например, RIP-пакеты, так как пакеты HELLO имеют намного меньший объем.

Протоколами, основанными на алгоритме состояния связей, являются также протоколы:

IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) стека OSI,

NLSP стека Novell.

Наиболее используемым из них является OSPF

Внешние протоколы маршрутизации Internet (BGP)

.

Для глобальных магистралей Internet был разработан протокол обмена маршрутной информации между автономными системами, названный EGP.

Однако по мере развития сетей поставщиков услуг структура Internet стала гораздо более сложной, с произвольным характером связей между автономными системами. Поэтому протокол EGP уступил место протоколу BGP, который позволяет распознать наличие петель между автономными системами и исключить их из межсистемных маршрутов. Также он позволяет при вычислении метрики маршрута учитывать множество характеристик этих маршрутов:не только количество переходов между маршрутизаторами, но и скорость прохождения пакетов, пропускную способность, стоимость пересылки информации и.т.д.

Протоколы EGP и BGP используются только во внешних шлюзах автономных систем, которые чаще всего организуются поставщиками услуг Internet. В маршрутизаторах корпоративных сетей работают внутренние протоколы маршрутизации, такие как RIP и OSPF.

Вопросы для самостоятельной работы:

1. Что такое статическая маршрутизация и динамическая. В чем суть технологии CIDR.

2. Основные протоколы динамической маршрутизации RIP, OSPF, BGP и их отличия

Дата добавления: 2014-12-07