Маршрутизация План 1. Принципы маршрутизации пакетов

Маршрутизация

План 1. Принципы маршрутизации пакетов 2. Алгоритмы маршрутизации 3. Протоколы обмена маршрутной информацией • Дистанционно векторный протокол RIP • Протокол состояния связей OSPF 4. Другие протоколы • Протокол BGP • Протокол EGP • Протокол IGRP 2

Принципы маршрутизации пакетов n Под термином «маршрутизация пакетов» можно понимать некий механизм, позволяющий осуществить передачу пакета с одного узла составной сети на другой. n Локальная сеть может быть разделена на две подсети с помощью таких сетевых устройств, как мосты и коммутаторы. Однако, очевидно, что эти же устройства могут использоваться и для объединения двух и более сетей в единую составную сеть. n Мосты и коммутаторы относятся к средствам физического и канального уровня сетевой модели OSI. В силу этого, объединенная с их помощью сеть будет иметь ряд ограничений и недостатков, связанных с базовыми технологиями, по которым построены входящие в нее подсети. 3

n Прежде всего, топология составной сети, построенной с использованием сетевого оборудования первого и второго уровней модели OSI, не должна содержать петель, т. е. между отправителем и получателем всегда должен существовать только один единственный путь или маршрут. Такое ограничение существенно снижает надежность сети из за отсутствия резервных маршрутов пересылки данных. n Кроме того, возникают проблемы, связанные с системой адресации, необходимой для обеспечения обмена данными между любыми узлами составной сети. Система физических адресов, используемая на нижних уровнях сетевой модели, в масштабах составной сети оказывается недостаточно гибкой и удобной. n Возникает и ряд других сложностей, связанных с разнородностью объединенных сетей. 4

n Решением этих проблем стало использование маршрутизаторов — аппаратных и программных средств, способных выполнять функции третьего, сетевого уровня модели OSI. n Сетевое оборудование первых двух и третьего уровня использует различную информацию в процессе ее перемещения от источника к адресату, т. е. выполняет схожие задачи, но принципиально разными способами. n Объединение разнородных подсетей с помощью маршрутизаторов допускает наличие петель в топологии сети. 5

n Рис. Объединение гетерогенных подсетей в составную 6

n Обычно в сложных составных сетях практически всегда существует несколько альтернативных маршрутов, по которым возможна передача данных между двумя узлами. Кроме того, крупные составные сети могут включать в себя сети различных масштабов — от локальных до территориально распределенных глобальных сетей. n Маршрутом пересылки пакета с одного узла составной сети на другой является порядок прохождения этим пакетом транзитных сетей, соединяющих сети, в которых расположены источник и адресат данного пакета. 7

n Составные сети, в которых требуется маршрутизация пакета на сетевом уровне, должны быть объединены между собой посредством маршрутизаторов. Поэтому маршрутом пересылки пакета по сети можно назвать последовательность маршрутизаторов, через которые этот пакет будет переправлен в процессе сле дования к своему адресату. n Маршрутизация пакетов включает в себя две основные задачи: ¨ определение оптимального маршрута пересылки пакета по составной сети; ¨ собственно пересылка пакета по сети. 8

На рисунке мы видим, что маршрутизаторы R 1 и R 2 отвечает за получение пакетов в одной сети и пересылки пакетов из другой сети в сеть назначения. 9

n Чтобы иметь возможность определить оптимальный маршрут пересылки пакета, маршрутизатор должен иметь информацию обо всех существующих и доступных в данный момент времени маршрутах. Метод, основанный на таком представлении маршрутной информации, называется маршрутизацией по источнику и обычно используется при тестировании работы сети. n Однако такая информация, особенно в сложных и крупных сетях, оказывается весьма громоздкой и неудобной для осуществления по ней поиска с целью выбора подходящего маршрута. n Поэтому ни узел, отправивший пакет, ни какой либо промежуточный маршрутизатор на пути их следования не хранят информацию обо всем маршруте пакета целиком. Узел отправитель, а также каждый маршрутизатор знают лишь адрес маршрутизатора, на который нужно направить пакет, чтобы он был доставлен по назначению. 10

n Таким образом, процесс маршрутизации состоит в определении следующего узла в пути следования пакета и пересылки пакета этому узлу. Такой узел называют хопом (от англ, hop — прыжок, скачок). Действительно, передача пакета по составной сети происходит своего рода скачками от маршрутизатора к маршрутизатору. n Информация, ставящая в соответствие конечному адресу назначения пакета адрес маршрутизатора, на который нужно дальше отправить пакет для достижения адреса назначения, хранится в специальной таблице маршрутов, которая размещается на маршрутизаторе. n Запись таблицы маршрутов обычно содержит следующие элементы: ¨ поле, содержащее адрес сети назначения; ¨ поле, содержащее адрес следующего по ходу следования пакета маршрутизатора; ¨ вспомогательные поля. 11

n В зависимости от используемого алгоритма маршрутизации таблица маршрутов может заполняться вручную администратором либо посредством специальных протоколов сбора маршрутной информации. n При этом своя таблица маршрутов, даже самая элементарная, должна быть на каждом хосте. n Чтобы информация о маршрутах оставалась актуальной и соответствовала действительно существующим маршрутам, маршрутизаторы в процессе своей работы по специальным протоколам обмениваются сообщениями, содержащими информацию об обнаруженных изменениях в топологии сети, например в результате разрыва какой либо связи, а, следовательно, и об изменениях в допустимых маршрутах. На основе таких сообщений маршрутизаторы производят обновления таблиц маршрутов. 12

n Таблица Пример таблицы маршрутов программного маршрутизатора операционной системы Windows XP Сетевой адрес Маска сети Адрес шлюза Интерфейс Метрика 0. 0 192. 168. 0. 167 20 127. 0. 0. 0 255. 0. 0. 0 127. 0. 0. 1 1 192. 168. 0. 0 255. 0 192. 168. 0. 167 20 192. 168. 0. 167 255 127. 0. 0. 1 20 192. 168. 0. 255 192. 168. 0. 167 20 224. 0. 0. 0 240. 0 192. 168. 0. 167 20 255 192. 168. 0. 167 I 13

Алгоритмы маршрутизации n Выбор того или иного маршрута из таблицы происходит на основе применяемого данным маршрутизатором алгоритма маршрутизации, базирующегося на различных критериях. n Алгоритмы маршрутизации могут различаться по нескольким характеристикам: ¨ по задачам, решаемым алгоритмом; ¨ по принципу сбора и представления информации о сети; ¨ по методу расчета оптимального маршрута. n Кроме того, алгоритмы маршрутизации должны максимально удовлетворять следующим требованиям: ¨ выбираемый маршрут должен быть наиболее оптимальным; ¨ реализация алгоритма должна быть простой, а его функционирование не требовательным к вычислительным мощностям; ¨ алгоритм должен обладать высокой отказоустойчивостью; ¨ адаптация работы алгоритма к изменяющимся условиям должна происходить как можно быстрее. 14

n Таким образом, алгоритмы маршрутизации можно классифицировать следующим образом: ¨ по актуальности используемых маршрутов: n статические; динамические; ¨ по принципу обмена маршрутной информацией: n состояния канала; дистанционно векторные. ¨ по количеству определенных маршрутов: n одномаршрутные; многомаршрутные; ¨ по используемой структуре маршрутизации: n одноуровневые; иерархические; ¨ по отношению к домену: n внутридоменные; междоменные; 15

n Статические алгоритмы маршрутизации основаны на ручном составлении таблиц маршрутизации администратором сети и обычно применяются в небольших сетях с простой топологией связей. n В динамических или адаптивных алгоритмах таблицы маршрутизации, и соответственно, сами маршруты постоянно обновляются в соответствии с меняющейся топологией сети. n Алгоритмы состояния канала отличаются от дистанционно векторных в зависимости от того, куда и какая маршрутная информация рассылается. Рассылка маршрутной информации необходима для синхронизации таблиц маршрутов на всех маршрутизаторах сети. Алгоритмы состояния каналов рассылают обновленную маршрутную информацию небольшими порциями по всем направлениям. Дистанционно векторные алгоритмы обмениваются сообщениями, содержащими большие объемы информации, однако обмен происходит только с соседними маршрутизаторами. 16

n Различные алгоритмы могут определять один или несколько маршрутов для достижения какого либо узла или подсети. В многомаршрутных алгоритмах каждому из возможных маршрутов в зависимости от его пропускной способности и других показателей назначается приоритет, на основании которого происходит выбор пути пересылки пакета. При этом обычно один маршрут является основным, а остальные — резервными. Одноуровневые и иерархические алгоритмы работают в соответствующих системах маршрутизации. При этом в одноуровневой системе все маршрутизаторы равноправны по отношению друг к другу. Иерархическая маршрутизация основывается на разбиении большой сети на иерархически организованные подсети с собственной маршрутизацией внутри каждого уровня. 17

n Системы маршрутизации могут обеспечивать выделение логических групп узлов, называемых доменами или областями. При этом отдельные алгоритмы маршрутизации могут действовать только в пределах доменов, другие же могут работать как в пределах доменов, так и между ними. n Для определения оптимальности того или иного маршрута алгоритмы используют показатели, характеризующие передачу данных по этому маршруту, например с точки зрения длины маршрута, качества канала связи и т. п. Такие показатели называются метриками маршрутов. n Более сложные алгоритмы в качестве метрик зачастую используют комбинацию нескольких показателей. 18

n Наиболее распространенными метриками, используемыми в алгоритмах маршрутизации, являются: ¨ длина маршрута — обычно это количество хопов, т. е. количество маршрутизаторов, через которые пакет должен пройти на пути к адресату; ¨ надежность — степень отказоустойчивости канала связи либо соотношение возникающих ошибок к общему числу бит, передаваемых по этому каналу; ¨ ширина полосы пропускания — характеризуется пропускной способностью канала связи; ¨ задержка — время продвижения пакета от источника до пункта назначения с учетом загруженности сети, времени ожидания в очереди на обработку на маршрутизаторах; ¨ физическое расстояние между узлами; ¨ стоимость связи и т. д. 19

Протоколы обмена маршрутной информацией n Для отслеживания изменений в топологии связей сети, изменений в существующих маршрутах и синхронизации таблиц маршрутизации среди маршрутизаторов и узлов сети используются протоколы обмена маршрутной информацией. n При этом эти протоколы могут основываться на дистанционно векторных алгоритмах, примером использования которых является протокол RIP, имеющий реализации для работы в различных стеках протоколов, таких, как TCP/IP или IPX/SPX, или на алгоритмах состояния связей, например как протоколы IS IS стека OSI, NLSP стека IPX/SPX, OSPF стека TCP/IP. 20

Дистанционно-векторный протокол RIP n Самым распространенным протоколом обмена маршрутной информацией, основанным на алгоритме дистанционно векторного типа, является протокол RIP (Routing Information Protocol) — протокол маршрутной информации. n В качестве метрик различные реализации протокола RIP используют широкий спектр показателей, таких, как пропускная способность, задержки, надежность каналов связи, однако наиболее распространенной в протоколах данного типа является метрика, учитывающая количество хопов. n RIP применяется в сравнительно небольших и относительно однородных сетях, где расстояние между двумя любыми узлами не должно превышать 15 хопов. n Для определения оптимального маршрута до требуемого узла данный протокол использует дистанционно векторный алгоритм 21 Беллмана Форда.

n Процесс работы протокола состоит в рассылке, получении и обработке векторов расстояний до сетей, находящихся в области действия протокола, т. е. в данной RIP системе. n Результатом работы протокола на каждом конкретном маршрутизаторе является таблица маршрутов, где каждой сети данной RIP системы соответствует расстояние до этой сети, выраженное посредством метрики (например, в хопах), а также адрес следующего маршрутизатора, на который необходимо направлять пакеты для достижения ими заданного адреса. n При этом информация о номере сети и адресе следующего маршрутизатора, хранящаяся в таблице, необходима для коммутации, т. е. пересылки поступающих пакетов, а информация о расстоянии до сети — метрика — используется при обработке векторов расстояний. 22

n Вектором расстояний при этом называется совокупность пар значений: идентификатор сети — расстояние до этой сети. n Маршрутизаторы, работающие в RIP системе, периодически производят широковещательную рассылку своих векторов расстояний, построенных на основе записей таблицы маршрутов, во все сети, к которым эти маршрутизаторы непосредственно подключены. n Получив чужой вектор расстояний, маршрутизатор увеличивает расстояние на единицу, после этого сравнивает с данными из своей таблицы маршрутов. Если расстояние до какой либо сети, увеличенное на единицу, в полученном векторе меньше, чем расстояние до этой же сети, указанное в таблице маршрутов, то происходит замена записи таблицы значениями, полученными в векторе расстояний. При этом в поле, содержащем адрес следующего маршрутизатора, записывается адрес маршрутизатора, приславшего данный вектор расстояний. 23

Пример RIP-системы 24

n В следующий раз при широковещательной рассылке в сеть будет передан уже вектор расстояний, построенный на основе измененной таблицы маршрутов. n Если представить составную сеть упрощенно в виде графа, то подсети будут ребрами этого графа, а соединяющие их маршрутизаторы — вершинами. n В исходном состоянии маршрутизаторы имеют информацию только о тех сетях, к которым они непосредственно подключены. При этом таблица маршрутов, например маршрутизатора M 1, может выглядеть примерно так (табл. ). 25

n Таблица маршрутов M 1 (состояние 0) Сеть назначения Расстояние до сети Следующий маршрутизатор А 1 M 1 В 1 M 1 F 1 M 1 26

n Таблицы маршрутов других маршрутизаторов будут выглядеть аналогично, например для маршрутизатора М 5 см. табл. n Таблица маршрутов М 5 Сеть назначения Расстояние до сети Следующий маршрутизатор С 1 М 5 D 1 М 5 27

n После подачи питания на маршрутизаторы и их инициализации они начинают широковещательную рассылку своих векторов расстояний. При этом маршрутизатор M 1 будет рассылать вектор типа: ¨ сеть А, расстояние 1; ¨ сеть В, расстояние 1; ¨ сеть F, расстояние 1, который получат маршрутизаторы М 2, М 3 и М 4. Эти маршрутизаторы также будут рассылать свои векторы расстояний. Маршрутизатор M 1, получив эти векторы, увеличивает в них каждое расстояние на единицу и запоминает, от какого маршрутизатора получен тот или иной вектор. 28

n Допустим, что первым пришел вектор расстояний с маршрутизатора М 3. M 1 увеличивает все расстояния этого вектора на единицу и сравнивает с записями из своей таблицы маршрутов. Протокол RIP меняет запись в таблице маршрутов о какой либо сети только в том случае, если расстояние до этой сети, указанное в полученном векторе, меньше, чем то, что содержится в этой таблице. Сведения о сетях Е и G в таблице не содержатся, поэтому в нее необходимо эти сведения добавить. При этом идентификаторы сетей и расстояния до них берутся из полученного вектора расстояний, а в качестве адреса следующего маршрутизатора записывается адрес маршрутизатора, приславшего этот вектор расстояний, в данном случае это маршрутизатор М 3. Расстояние до сети F, указанное в векторе расстояний, больше, чем расстояние в таблице маршрутов, поэтому эта запись игнорируется. 29

n Таким образом, измененная таблица маршрутов M 1 будет содержать следующие записи Таблица *. n Таблица маршрутов M 1 (состояние 1) Сеть назначения Расстояние до сети Следующий маршрутизатор А 1 M 1 В 1 M 1 Е 2 М 3 F 1 M 1 С 2 М 2 30

n Аналогично, получив векторы расстояний от М 2 и М 4, маршрутизатор M 1 обрабатывает пришедшие сведения и в соответствии с ними обновляет свою таблицу маршрутов (табл. **). n Таблица **. Таблица маршрутов M 1 (состояние 2) Сеть назначения Расстояние до сети Следующий маршрутизатор А 1 M 1 В 1 M 1 С 2 М 2 D 2 М 4 Е 2 М 2 F 1 M 1 G 2 М 3 31

n Данные о сетях Е и G, полученные от маршрутизаторов М 2 и М 4 игнорируются, поскольку в таблице М 1 уже содержаться записи об этих сетях, пришедшие ранее от маршрутизатора М 3 и имеющие значения расстояний, равные двум, т. е. являющиеся равнозначными по отношению к полученным позднее. n Аналогичным образом происходят обновления таблиц маршрутов и на других маршрутизаторах. Внеся изменения в таблицу, каждый маршрутизатор снова рассылает вектор расстояний, который уже содержит обновленные данные. n При приеме таких векторов процесс их обработки не меняется: маршрутизатор увеличивает все содержащиеся в векторах расстояния на единицу, после этого сравнивает их с теми, что хранятся в его таблице маршрутов, которая может корректироваться в соответствии с результатами сравнения. 32

n На каждом маршрутизаторе для каждой записи в таблице маршрутов определено время жизни. Если в течение 180 секунд маршрутизатор не получает векторов, подтверждающих или устанавливающих новое значение расстояния до сети, которой соответствует данная запись, то такая сеть отмечается как недостижимая — расстояние до нее приравнивается 16. Спустя некий промежуток времени все записи о недостижимых сетях из таблицы маршрутов удаляются. n В ходе обмена векторами расстояний и корректировки на их основе таблиц маршрутов наступает момент, когда в отсутствие каких либо нарушений в топологии RIP системы никакие векторы расстояний уже больше не внесут изменений ни в одну из таблиц. При этом между двумя любыми узлами определен некий оптимальный маршрут. 33

n Однако периодический обмен маршрутной информацией между маршрутизаторами по прежнему необходим для оперативного и своевременного реагирования на изменения в топологии сети, например как в результате появления новых или обрывов существующих соединений, так и в результате отключения или включения в сеть дополнительных маршрутизаторов. n Появление новых маршрутов практически не нарушает работу сети. Информация о новом маршруте в ходе работы протокола RIP распространяется среди маршрутизаторов, которые с учетом этой информации обновляют свои таблицы маршрутов. n Изменение топологии сети в результате разрыва соединения в этой сети, отключения или выхода из строя маршрутизатора обрабатывается по аналогичному принципу. 34

n Например, если соединение маршрутизатора M 1 с сетью F окажется по каким либо причинам нарушенным, то маршрутизатор, обнаружив эти изменения, изменит свою таблицу маршрутов. n Расстояние до сети F, а также до всех сетей, доступных через F, будет равно 16. Поскольку расстояние между двумя любыми узлами RIP системы не должно превышать 15 хопов, то расстояние, равное 16 хопам, будет соответствовать бесконечности, ЧТО ГОВОРИТ О ТОМ, ЧТО сеть недоступна. 35

n Пример RIP системы обрыв связи с F 36

n Таким образом, таблица маршрутов M 1 будет выглядеть следующим образом (табл. ). n Таблица маршрутов M 1 (состояние 3) Сеть назначения Расстояние до сети Следующий маршрутизатор А 1 M 1 В 1 M 1 С 2 М 2 D 2 М 4 Е 16 М 3 F 16 M 1 G 16 МЗ 37

n На основании табл. строится вектор расстояний, который рассылается в сеть маршрутизатором M 1, чтобы другие маршрутизаторы, пересылающие пакеты через М 1 в ставшие недоступными сети, изменили свои таблицы маршрутов. n Поскольку процесс обмена сообщениями, содержащими векторы расстояний, идет постоянно, то спустя какое то время маршрутизатор M 1 получит векторы расстояний М 2 и М 4 38

39

n Сравнив данные этих векторов, увеличенные на единицу, с данными своей таблицы маршрутов, М 1 обнаружит, что существуют маршруты до сетей F, E и G, имеющие лучшую метрику, нежели 16. Изменив соответственно записи таблицы маршрутов, M 1 определит новые «обходные» маршруты к ставшим недоступ ными ему в результате разрыва соединения сетям. 40

n При этом таблица маршрутов М 1 будет выглядеть так (табл. ) n Таблица маршрутов М 1 (состояние 4) Сеть назначения Расстояние до сети Следующий маршрутизатор А 1 M 1 В 1 M 1 С 2 М 2 D 2 М 4 Е 2 М 2 F 3 М 2 G 2 М 4 41

n Однако очень часто подобные изменения в топологии сети приводят к возникновению сбоев и некорректной работе протокола RIP. n Например, если после разрыва соединения маршрутизатора M 1 с сетью F, M 1 не успел оповестить другие маршрутизаторы о недоступности этой сети, то он получает вектор расстояний от маршрутизатора М 2, построенный на основе его таблицы маршрутов (табл. ) n Проанализировав полученный вектор, M 1 определяет, что полученная метрика расстояния до сети F лучше бесконечности, и корректирует свою таблицу маршрутов (табл. ). 42

n Таблица маршрутов M 2 (состояние 5) Сеть назначения Расстояние до сети Следующий маршрутизатор А 1 М 2 В 2 M 1 С 1 М 2 D 2 М 5 Е 1 М 2 F 2 M 1 G 2 M 3 43

n Таблица маршрутов M 1 (состояние 6) Сеть назначения Расстояние до сети Следующий маршрутизатор А 1 M 1 В 1 M 1 С 2 М 2 D 2 М 4 Е 2 М 2 F 3 М 2 G 3 М 2 44

n Таким образом происходит зацикливание: чтобы достичь сети F маршрутизатор М 1 будет передавать пакеты маршрутизатору М 2, который в свою очередь на основе таблицы маршрутов будет возвращать их обратно на M 1. n Еще одним примером некорректной работы RIP в результате нарушения соединения в сети является так называемый «счет до бесконечности» . При этом маршрутизаторы последовательно обмениваются векторами, расстояние до недоступной сети в которых меньше 16. С каждым новым вектором это расстояние увеличивается на единицу. Обмен векторами, содержащими сведения о несуществующем маршруте, продолжается до тех пор, пока в таблицах маршрутов всех маршрутизаторов сети метрика этого маршрута не будет равна 16. n Таким образом, разрыв соединения с одной из сетей обнаруживается не сразу, а спустя некоторое время, в течение которого считается, что вся составная сеть функционирует нормально. n Существует несколько различных способов снизить вероятность некорректной работы протокола RIP. 45

n Для устранения вероятности появления зацикливания обычно используют некоторые ограничения на то, как и куда маршрутизаторы должны рассылать свои векторы расстояний. n Например, маршрутная информация, хранящаяся в таблице на одном из маршрутизаторов, при рассылке векторов расстояний ни в коем случае не должна быть передана на тот же маршрутизатор, с которого она была получена. 46

Протокол состояния связей OSPF n Протокол OSPF (Open Shortest Path First — «найди кратчайший путь первым» ) является примером протокола, основанного на использовании алгоритма состояния связей. n OSPF используется для внутренней маршрутизации в сетях любой сложности. Метрика OSPF представляет собой оценку качества связи, обычно это пропускная способность данной сети. Причем метрика маршрута составляет сумму метрик всех хопов маршрута. Для определения наиболее оптимального маршрута каждый маршрутизатор собирает информацию о топологии сети. n Первым делом, маршрутизаторы рассылают так называемые сообщения hello, необходимые для обнаружения соседей, т. е. соседних подключенных к одной и той же подсети маршрутизаторов. Получив сообщение hello, маршрутизатор должен послать сообщение типа hello в ответ. 47

n После обнаружения соседей маршрутизаторы обмениваются сведениями об известных им соединениях. При этом маршрутизаторы не изменяют эту информацию, а передают ее такой, какой получили. В результате такого обмена все маршрутизаторы OSPF системы получают практически одинаковые сведения о топологии сети. Таким образом, на каждом маршрутизаторе постепенно строится база данных состояния связей, представляющая собой описание графа связей всей OSPF системы. n Обмен маршрутизаторов сведениями об известных им соединениях подразумевает синхронизацию имеющихся у них баз данных состояния связей. Первым шагом соседние маршрутизаторы обмениваются сообщениями, содержащими описания их баз данных, а точнее идентификаторы записей и их версии. Это позволяет отказаться от пересылки всей базы данных целиком, что дает возможность снизить излишнюю загрузку сети. n После обмена информацией о базах данных маршрутизаторы могут определить, записей о каких связях им не хватает. Эти записи запрашиваются у маршрутизатора соседа посредством специального сообщения «запрос о состоянии связей» . В ответ маршрутизатор сосед посылает сообщение «обновление состояния связей» . 48

n Для поиска кратчайшего пути в графе связей сети применяется алгоритм Дейкстры. Таким образом, кратчайший путь в графе будет соответствовать наиболее оптимальному маршруту пересылки пакета по сети. Каждый маршрутизатор ищет оптимальные маршруты до каждой известной ему сети. Определив такой маршрут, маршрутизатор помещает в свою таблицу маршрутов адрес сети назначения и адрес маршрутизатора, на который следует пересылать пакет, адресованный в эту сеть. n При этом маршрутизатор, работающий по протоколу OSPF, может хранить информацию одновременно о нескольких маршрутах, ведущих к одной и той же сети. Иногда маршрутизатору может быть назначен некоторый приоритет, который оказывает влияние на выбор того или иного маршрута. n В ходе дальнейшей работы OSPF маршрутизаторы периодически обмениваются сообщениями hello, контролируя тем самым состояния связей. При возникновении каких либо изменений в топологии сети маршрутизатор, обнаруживший эти изменения, также рассылает сообщение «обновление состояния связей» , оповещая тем самым все остальные маршрутизаторы. 49

n Получение этих сообщений маршрутизаторами подтверждается в свою очередь сообщениями «подтверждение состояния связей» . Обновив базы данных, маршрутизаторы вынуждены заново выбрать оптимальные маршруты до каждого узла сети вместо тех маршрутов, которые были затронуты изменениями в топологии сети. n Протокол OSPF обладает довольно высокой степенью вычислительной сложности, растущей с увеличением числа маршрутизаторов и связей и, соответственно, числа маршрутов, которые нужно проанализировать. n Для упрощения вычислений, связанных с нахождением оптимального маршрута, а также для уменьшения размеров базы данных, которую должны хранить маршрутизаторы, OSPF систему часто делят на отдельные независимые области. При этом каждая область представляет подобие самостоятельной OSPF системы, базы данных которой содержат сведения о состоянии связей только внутри данной области. Взаимодействие между областями осуществляется пограничными маршрутизаторами, способными работать сразу с несколькими базами данных, принадлежащими подключенным к ним областям. 50

n Все OSPF сообщения имеют одинаковый заголовок, содержащий следующие поля: ¨ версия — соответствует версии протокола; ¨ тип — характеризует тип сообщения; ¨ длина пакета — содержит длину всего сообщения в байтах; ¨ идентификатор маршрутизатора — определяет маршрутизатор, отправивший это сообщение; ¨ идентификатор области — определяет область, к которой относится это сообщение; ¨ контрольная сумма — контрольная сумма, вычисленная для всего сообщения целиком; ¨ тип аутентификации — соответственно тип аутентификации этого сообщения (0 — аутентификация отсутствует, 1 — используется пароль); ¨ аутентификация — данные для аутентификации (например, пароль). 51

n Существует пять типов OSPF сообщений: 1. hello; 2. описание базы данных (Database Description); 3. запрос о состоянии связей (Link State Request); 4. обновление состояния связей (Link State Update); 5. подтверждение состояния связей (Link State Acknowledgment). 52

n OSPF маршрутизаторы способны работать с маршрутизаторами, использующими другие протоколы, например протокол RIP, что делает реальным их использование при объединении разнородных сетей. n С точки зрения возможности быстро и без ошибок адаптироваться к изменившейся структуре сети протокол OSPF значительно превосходит протокол RIP. При отказе какого либо соединения OSPF системы зацикливания пакетов не происходит, т. е. сеть не «засоряется» пакетами, которые нельзя доставить по назначению. 53

Другие протоколы 54

Протокол BGP n Протокол маршрутизации BGP (Border Gateway Protocol) является динамическим, междоменным, распределенным, одноуровневым, многопутевым и управляется маршрутизатором. В BGP предусмотрено выявление кольцевых маршрутов и использование принятии решений различных метрик (числа переходов, пропускной способности канала и т. д. ). n Изначально маршрутизаторы, работающие по протоколу BGP, обмениваются полными таблицами маршрутизации. Далее, по мере их изменения, рассылаются обновления — последовательные и отражающие только изменения. В таблицах протокола BGP возможно несколько маршрутов к одному месту назначения, но другим маршрутизаторам сообщаются только оптимальные. Естественно, для выбора таких маршрутов необходима какая то метрика. В BGP она предусмотрена и представляет собой просто число, которое назначено администратором сети. При этом администратор должен сам учитывать такие факторы, как число переходов, скорость канала и его стабильность. 55

Протокол BGP n Обновления таблиц BGP рассылаются при помощи протокола TCP. Они содержат информацию о том, какие домены достижимы с конкретного узла. Существует способ выявить сбои и работе узлов и маршрутизаторов посредством сообщений «еще жив» (keep alive), которые генерируются примерно каждые 30 секунд. Иногда BGP называют протоколом, поддерживающим бесклассовую междоменную маршрутизацию (Classless Interdomain Routing, CIDR). Это означает, что в таблицах маршрутизации используются 32 -разрядные IP- адреса и маски подсетей, значения которых при выборе маршрутов трактуются как «сплошные» . n Помимо других возможностей, в BGP можно применять маски подсетей произвольной длины. 56

Протокол EGP n Протокол маршрутизации EGP (Exterior Gateway Protocol) — динамический, междоменный, распределенный, одноуровневый, однопутевой и управляется маршрутизатором. Он широко используется в Интернете. Информация о достижимости узла передастся посредством обновлений (updates), которые содержат строки типа «куда можно попасть из узла X» или «отсюда можно попасть туда то» , то есть какие маршрутизаторы и хосты достижимы от каких маршрутизаторов. Обновлении регулярно рассылаются всем соседним узлам, причем каждое содержит информацию о соседях маршрутизатора, пославшего сообщение. Маршрутизаторы собирают эту информацию и из нее составляют свои таблицы. 57

Протокол IGRP n Протокол маршрутизации IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) является динамическим, впутридоменным, распределенным, одноуровневым, многопутевым и векторным. Он разработан компанией Cisco Systems для применения в сложных сетях. При выборе маршрутов учитывается множество факторов, например пропускная способность сети, ее надежность и загруженность, а также размеры сообщений. Администратор сети назначает вес каждого параметра для принятия решения, либо протокол работает с параметрами по умолчанию. Одна из возможностей протокола IGRP — «правило раздельного информирования» . 58

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! 59