Косвенная маршрутизация

Прямая маршрутизация

Каким образом сетевая станция узнает, как следует маршрутизировать пакет – прямо (локально) или косвенно (в удаленную сеть)? Для сетевой станции тут все относительно просто. Все, что нужно для маршрутизации, - это IP-адрес сети, присвоенный сетевой станции.

При помощи первых одного, двух, трех или четырех битов 32-битового адреса сети, определяющих класс адреса, любая сетевая станция (рабочая станция или маршрутизатор) может легко извлечь номер сети на основе класса IP-адреса. Другими словами, увидев первые четыре бита IP-адреса, сетевая станция быстро определяет, какую часть IP-адреса нужно прочитать, чтобы получить сетевой номер для адреса. Станция-отправитель сравнит номер сети назначения пакета со своим номером сети. При совпадении номера сети целевого IP-адреса с ее собственным пакет может быть маршрутизирован прямо в локальном сегменте сети без помощи маршрутизатора – он просто передается станции-получателю.

Проведя соответствующее сравнение и установив, что целевая станция находится в локальном сегменте, сетевая станция сразу же начнет искать соответствие IP-адреса физическому. При обнаружении такого соответствия пакет физически адресуется и передается в сеть. Физический адрес сетевой станции (размещаемый в заголовке канального уровня) будет являться адресом станции-приемника.

На рисунке видно, что станция В и узел А находятся в одной и той же сети.

Отправителю и получателю, находящимся в разных сетях, придется прибегнуть к косвенной маршрутизации, которую осуществляет маршрутизатор. Передающая станция в качестве физического адреса целевой станции будет рассматривать адрес маршрутизатора и передаст пакет маршрутизатору. Любая станция способна определить адрес ближайшего к ней маршрутизатора, или в ее настройках может содержаться адрес маршрутизатора по умолчанию. У маршрутизатора есть два варианта:

1. Если целевая сеть, указанная в IP-заголовке, непосредственно подключена к маршрутизатору, он сразу перенаправит пакет целевой станции.

2. Если целевая сеть, указанная в IP-заголовке, не подсоединена непосредственно к маршрутизатору, для продвижения пакета он должен воспользоваться услугами другого маршрутизатора и дать ему определить следующий пункт маршрута.

Целевой физический адрес является адресом маршрутизатора, а не конечной станции. Такой тип маршрутизации называется косвенной маршрутизацией. IP-адрес целевой станции заключен внутри пакета.

Для доставки пакета к конечному пункту назначения можно применять и прямую, и косвенную маршрутизации. Например, если пакет должен быть передан через глобальное сетевое пространство, станция отправитель пошлет его маршрутизатору для доставки в целевую сеть. Это – косвенная маршрутизация. Отправитель иногда бывают разделены несколькими маршрутизаторами. Не имеет значения, подключена ли сеть с целевым идентификатором к первому маршрутизатору или пакету надо пройти через несколько маршрутизаторов, чтобы достичь конечного пункта. В любом случае последнему маршрутизатору на пути пакета придется воспользоваться прямой маршрутизацией для доставки его целевому узлу.

Заметим, что значения поля опций не влияют на преобразование исходной датаграммы. Исключение составляют два поля – TTL (время жизни) и CRC (циклический избыточный код). Если IP-датаграмма принята маршрутизатором и еще не достигла целевой сети, маршрутизатор уменьшит значение поля TTL. Если TTL > 0, он перенаправит пакет на основе информации из маршрутной таблицы. IP-заголовок останется прежним (кроме поля обнаружения ошибок, называемого полем циклического избыточного кода, или полем CRC). Так как поле TTL меняется, CRC будет вычисляться каждый раз при прохождении датаграммы через маршрутизатор.

Вообще, все изменения затрагивают только заголовки и окончания пакетов на канальном уровне. IP-адреса в IP-заголовке не меняются при переходе датаграммы через любые маршрутизаторы на ее пути к цели.

IP-маршрутизаторы перенаправляют датаграммы без установки связи и таким образом не гарантируют доставку пакетов. Они работают на сетевом уровне, который обеспечивает оптимальную передачу данных в отсутствие соединения. Маршрутизаторы не осуществляют сеансы связи с другими маршрутизаторами в сети. Более того, IP-маршрутизаторам не известны никакие рабочие станции (которые не являются маршрутизаторами) из своих подсетей.

Эти маршрутизаторы продвигают пакеты, опираясь на сетевой адрес пакета (находящийся в IP-заголовке), а не на физический адрес конечной станции (получателя). Получив пакет, маршрутизатор ориентируется по целевому сетевому адресу (заключенному в IP-заголовке пакета) и определяет, как маршрутизировать этот пакет. Маршрутизаторы работают только с пакетами, адресуемыми непосредственно им. Они не действуют хаотично (отслеживая весь сетевой трафик) при продвижении датаграмм.

IGP, EGP и протоколы маршрутизации

Существует два источника информации о маршрутах: внутренние протоколы маршрутизации (Interior Gateway Protocol, сокращенно IGP) и внешние протоколы маршрутизации (Exterior Gateway Protocol, сокращенно EGP). IGP – это протокол, который распространяет маршрутную информацию внутри одной автономной системы. EGP – протокол, который распространяет информацию между автономными системами.

Для того чтобы данные могли перемещаться по сетям, информация о местоположении рабочих станций должна передаваться через глобальную сеть. Именно здесь и всплывает различие между протоколом маршрутизации и маршрутизируемым протоколом. IP – это маршрутизируемый протокол. Распространением маршрутной информации по всей сети (представляющей собой совокупность сетей) занимается протокол маршрутизации.

Новый протокол, который управляет маршрутной информацией в Internet – это протокол граничных маршрутизаторов (Border Gateway Protocol, сокращенно BGP). Он является внешним протоколом (в противоположность IGP). Он необходим только некоторым провайдерам; остальные просто подключены к провайдерам более высокого уровня.

Дата добавления: 2014-01-05