Обновлено: 04.07.2024

Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей с различными принципами передачи информации между конечными узлами.

Функции сетевого уровня:

- доставка данных между сетями

- выбор наилучшего пути в соответствии с критерием передачи данных.

- управление потоком данных для предотвращения перегрузок

- согласование разных технологий на межсетевом уровне

Протоколы сетевого уровня:

- IPX ( Internetwork Packet Exchange , протокол межсетевого обмена ).

- CLNP (сетевой протокол без организации соединений).

Маршрутизатор (router) – это совокупность определенного числа портов, каждому из которых подсоединяется определенная подсеть, при этом каждый порт рассматривается, как отдельный полноценный узел, соответствующей подсети.

Маршрутизатор выполняет некоторые функции моста, такие анализ топологии, фильтрация и пересылка пакетов. Однако, в отличие от мостов, маршрутизаторы могут направлять пакеты в конкретные сети, анализировать сетевой трафик и быстро адаптироваться к изменениям сети.

Маршрутизаторы реализовывают функцию маршрутизации, на основании той информации, которая находится в таблице маршрутизации.

Таблицы и протоколы маршрутизации

Базы данных используются маршрутизаторами для хранения информации об адресах узлов и состоянии сети. Базы данных таблиц маршрутизации содержат адреса других маршрутизаторов. Маршрутизаторы, настроенные на динамическую маршрутизацию, автоматически обновляют эти таблицы, регулярно обмениваясь адресами с другими маршрутизаторами. Также маршрутизаторы обмениваются сведениями о сетевом трафике, топологии сети и состоянии сетевых каналов. Каждый маршрутизатор хранить эту информацию в базе данных состояния сети.

При получении пакета маршрутизатор анализирует протокольный адрес на значения, например, IP-адрес в пакете протокола TCP/IP. Направление пересылки определяется на основании используемой метрики, т. е. с учетом информации о состоянии сети и количестве ретрансляций, необходимых для передачи пакета целевому узлу. Маршрутизаторы, работающие только с одним протоколом (например, с TCP/IP), поддерживают лишь одну базу данных адресов. Многопротокольный маршрутизатор имеет базу адресов для каждого поддерживаемого протокола (к примеру, базы данных для сетей TCP/IP и IPX/SPX).

Для взаимодействия между маршрутизаторами, находящимися в локальной системе обычно применяются два протокола: RIP и OSPF.

RIP протокол

Маршрутизаторы используют Routing Information Protocol (RIP) для определения минимального количества ретрансляций между ними и другими маршрутизаторами, после чего эта информация добавляется в таблицу каждого маршрутизатора. После этого сведения о количестве ретрансляций используются для нахождения наилучшего маршрута для пересылки пакета.

Достоинства:

- простота конфигурирования.

- Наличие жесткого ограничения на размер сети, протокол R I P может быть использован в сети, в которой не более чем 15 маршрутизаторами.

- Каждый RIP-маршрутизатор по умолчанию вещает в сеть свою полную таблицу маршрутизации раз в 30 секунд, довольно сильно нагружая низкоскоростные линии связи.

Описание работы протокола

1. Маршрутизаторы обмениваются hello-пакетами через все интерфейсы, на которых активирован OSPF. Маршрутизаторы, разделяющие общий канал передачи данных, становятся соседями, когда они приходят к договоренности об определённых параметрах, указанных в их hello-пакетах.

2. На следующем этапе работы протокола маршрутизаторы будут пытаться перейти в состояние смежности с маршрутизаторами, находящимися с ним в пределах прямой связи (на расстоянии одного хопа). Переход в состояние смежности определяется типом маршрутизаторов, обменивающихся hello-пакетами, и типом сети, по которой передаются hello-пакеты. OSPF определяет несколько типов сетей и несколько типов маршрутизаторов. Пара маршрутизаторов, находящихся в состоянии смежности, синхронизирует между собой базу данных состояния каналов.

3. Каждый маршрутизатор посылает объявление о состоянии канала маршрутизаторам, с которыми он находится в состоянии смежности.

4. Каждый маршрутизатор, получивший объявление от смежного маршрутизатора, записывает передаваемую в нём информацию в базу данных состояния каналов маршрутизатора и рассылает копию объявления всем другим смежным с ним маршрутизатором.

5. Рассылая объявления через зону, все маршрутизаторы строят идентичную базу данных состояния каналов маршрутизатора.

6. Когда база данных построена, каждый маршрутизатор использует алгоритм Дейкстры для вычисления графа без петель, который будет описывать кратчайший путь к каждому известному пункту назначения с собой в качестве корня. Этот граф— дерево кратчайших путей.

7. Каждый маршрутизатор строит таблицу маршрутизации из своего дерева кратчайших путей.

ARP ( Address Resolution Protocol — протокол определения адреса) — протокол сетевого уровня, предназначенный для определения MAC-адреса по известному IP-адресу .

Принцип работы.

1. Узел, которому нужно выполнить отображение IP-адреса на локальный адрес, формирует ARP запрос, вкладывает его в кадр протокола канального уровня, указывая в нем известный IP-адрес, и рассылает запрос широковещательно.

2. Все узлы локальной сети получают ARP запрос и сравнивают указанный там IP-адрес с собственным.

3. В случае их совпадения узел формирует ARP-ответ, в котором указывает свой IP-адрес и свой локальный адрес и отправляет его уже направленно, так как в ARP запросе отправитель указывает свой локальный адрес.

Преобразование адресов выполняется путем поиска в таблице. Эта таблица, называемая ARP-таблицей, хранится в памяти и содержит строки для каждого узла сети. В двух столбцах содержатся IP- и Ethernet-адреса. Если требуется преобразовать IP-адрес в Ethernet-адрес, то ищется запись с соответствующим IP-адресом.

Таблица маршрутизации.

Методы построения таблицы маршрутизации.

- Статическая маршрутизация. Все маршруты прописываются и изменяются администратором системы вручную. Это самый простой способ организации маршрутизации. Однако он подходит только для небольших сетей, изменения в структуре которых происходят достаточно редко.

- Динамическая маршрутизация. Построение таблицы маршрутизации осуществляется посредством специальных протоколов маршрутизации. Участие администратора в этом процессе минимально и сводится к изначальной конфигурации маршрутизаторов.

Аннотация: Рассмотрены принципы функционирования протоколов маршрутизации. Проведен сравнительный анализ протоколов вектора расстояния и состояния канала. Приведены основные характеристики протокола RIP.

9.1. Основные параметры протоколов маршрутизации

Совокупность сетей, представленных набором маршрутизаторов под общим административным управлением, образует автономную систему ( рис. 9.1). Автономные системы нумеруются, и в некоторых протоколах ( IGRP , EIGRP ) эти номера используются.

Маршрутизаторы объединяют сегменты сетей или отдельные локальные сети в составную (распределенную) сеть . Маршрутизаторы функционируют в дейтаграммных сетях с коммутацией пакетов , где все возможные маршруты уже существуют. Поэтому пакету нужно лишь выбрать наилучший путь , на основе метрики протокола маршрутизации. Процесс прокладывания пути производится последовательно от одного маршрутизатора к другому. Этот процесс маршрутизации ( routing ) является функцией Уровня 3 модели OSI . При прокладывании пути пакета маршрутизатор анализирует сетевой адрес узла назначения, заданный в заголовке пакета, и вычленяет из него адрес сети . Адреса сетей назначения хранятся в таблице маршрутизации. Поэтому маршрутизатор должен создавать и поддерживать таблицы маршрутизации , а также извещать другие маршрутизаторы о всех известных ему изменениях в топологии сети.

Маршрутизацию, т. е. прокладывание маршрута внутри автономных систем, осуществляют маршрутизирующие протоколы внутреннего шлюза (Interior Gateway Protocols – IGPs ), к которым относятся RIP , RIPv2, IGRP , EIGRP , OSPF , Intermediate System -to- Intermediate System ( IS-IS ). Маршрутизацию между автономными системами производят протоколы внешнего шлюза ( Exterior Gateway Protocols – EGPs ). Примером протокола внешнего шлюза является протокол BGP , который работает на граничных маршрутизаторах автономных систем ( рис. 9.1).

Маршрутизирующие протоколы, работающие внутри автономных систем, в свою очередь подразделяются на протоколы вектора расстояния (distance-vector) и протоколы состояния канала (link-state). Протоколы вектора расстояния определяют расстояние и направление, т. е. вектор соединения в составной сети к адресату. Расстояние может быть выражено в количестве переходов ( hop count ) или маршрутизаторов в соединении на пути от узла источника к адресату назначения, а также других значениях метрики .

При использовании алгоритма вектора расстояния маршрутизаторы посылают всю или часть таблицы маршрутизации соседним (смежным) маршрутизаторам через определенные интервалы времени. В таких протоколах, как RIP, обмен обновлениями (update) или модификациями происходит, даже если в сети нет никаких изменений, на что затрачивается довольно большая часть полосы пропускания . Получив обновление маршрутной информации, маршрутизатор может заново вычислить все известные пути и произвести изменения в таблице маршрутизации .

Протоколы состояния канала создают полную картину топологии сети и вычисляют кратчайший путь ко всем сетям назначения. Если путей несколько, то выбирают первый из вычисленных. Протоколы состояния канала (или соединения) быстрее реагируют на изменения в сети по сравнению с протоколами вектора расстояния, но при этом требуют больших вычислительных ресурсов.

Определение наиболее рационального (оптимального) пути производится маршрутизатором на основе некоторого критерия – метрики . Значение метрики используется при оценке возможных путей. Метрика может включать разные параметры, например:

• полосу пропускания ,
• задержку,
• надежность,
• загрузку,
• обобщенную стоимость и другие параметры сетевого соединения.

Маршрутизаторы могут задействовать какой-нибудь один параметр или комбинацию параметров метрики при выборе оптимального маршрута.

Маршрутная информация может быть сконфигурирована сетевым администратором – при этом реализуется статическая маршрутизация. Динамическая маршрутизация реализуется протоколами маршрутизации , когда маршрутная информация собирается в ходе динамического процесса обмена обновлениями (модификациями) между маршрутизаторами, который выполняется в сети.

Таким образом, протоколы маршрутизации ( routing protocol ) позволяют выбирать маршрутизаторам наилучший путь для данных от источника до устройства назначения. Для этого маршрутизирующие протоколы создают и поддерживают (модифицируют) таблицы маршрутизации путем обмена маршрутной информацией с другими маршрутизаторами в сети. Примерами протоколов маршрутизации являются:

• RIP ( Routing Information Protocol );
• EIGRP ( Enhanced Interior Gateway Routing Protocol );
• OSPF (Open Shortest Path First).

Конфигурирование указанных протоколов рассмотрено в этом курсе лекций.

Маршрутизаторы способны поддерживать много независимых протоколов и таблиц маршрутизации для нескольких сетевых протоколов . Эта способность позволяет маршрутизатору передавать пакеты различных сетевых протоколов по тем же самым каналам связи.

Протоколы и устройства Уровня 2 и Уровня 3 модели OSI постоянно взаимодействуют при передаче данных по сети ( рис. 9.2).

Это проявляется в виде взаимодействия таблиц ARP (таблица 9.1), функционирующих на Уровне 2, и таблиц маршрутизации протоколов Уровня 3 модели OSI . Каждый компьютер и порт маршрутизатора поддерживает таблицы ARP , каждая строка которых содержит пару соответствующих IP- и MAC-адресов , и функционируют они только в пределах широковещательного домена, т. е. в пределах сети или подсети.

Таблицы маршрутизации позволяют передавать пакеты за пределы широковещательного домена. Строки таблицы маршрутизации (таблица 9.2) с меткой С отображают непосредственно присоединенные к маршрутизатору сети, а с меткой R – сети, путь к которым проложен с помощью протокола RIP . В каждой строке также представлены: расстояние до сети назначения, выраженное в количестве переходов между маршрутизаторами ( hop ); выходной интерфейс маршрутизатора на пути к сети назначения.

На Уровне 2 модели OSI функционируют коммутаторы , которые соединяют сегменты одной локальной сети или подсети, используя МАС- адреса. Для соединения с хостами вне локальной сети коммутатор продвигает кадр на маршрутизатор . Хост использует МАС- адрес входного интерфейса маршрутизатора как адрес назначения. Неизвестный МАС- адрес хост узнает из таблицы ARP . Маршрутизатор cверяет IP- адрес сети назначения с таблицей маршрутизации и продвигает пакет на выходной порт в соответствии с найденной строкой таблицы маршрутизации .

Поскольку коммутаторы не блокируют широковещательные передачи, сети на коммутаторах могут быть затоплены широковещательными штормами. Маршрутизаторы блокируют широковещательные передачи, поэтому широковещательный шторм может быть только в пределах широковещательного домена ( broadcast domain ). Поэтому маршрутизаторы по сравнению с коммутаторами обеспечивают большую безопасность и контроль полосы пропускания .

Маршрутизаторы используют протоколы маршрутизации , чтобы создавать и поддерживать таблицы маршрутизации для определения маршрута. При этом таблицы маршрутизаторов разных фирм производителей и разных протоколов маршрутизации могут иметь несколько различающуюся маршрутную информацию. В большинстве случаев таблицы маршрутизации содержат:

• тип протокола, который идентифицирует протокол маршрутизации, который создавал каждый вход (строку) таблицы;
• следующий переход (next- hop ) – указывает адрес входного интерфейса следующего маршрутизатора на пути к адресату назначения;
• метрику, которая различается для разных протоколов;
• выходной интерфейс, через который данные должны быть отправлены к устройству назначения.

Маршрутизаторы поддерживают таблицы маршрутизации через обмен обновлениями или модификациями ( update ). Некоторые протоколы передают обновления периодически, например, протоколы RIP . Другие протоколы посылают модификации только когда происходят изменения в сетевой топологии, например, OSPF , EIGRP .

Маршрутизаторы, зная информацию о пути к некоторым сетям, обмениваются этой информацией с другими маршрутизаторами. Следовательно, после таких обновлений или модификаций все маршрутизаторы в сети будут иметь согласованную информацию о маршрутах к доступным сетям. Таким образом, маршрутизирующие протоколы разделяют сетевую информацию между маршрутизаторами.

Различные протоколы маршрутизации используют разные алгоритмы при выборе маршрута, т. е. выходного порта, на который должен быть передан пакет. Алгоритм и метрика определяются целым рядом решаемых задач, таких как простота, устойчивость , гибкость, быстрая сходимость ( convergence ). Сходимость – это процесс согласования между всеми маршрутизаторами сети информации о доступных маршрутах. При изменениях состояния сети необходимо, чтобы обмен модификациями восстановил согласованную сетевую информацию.

Каждый алгоритм по-своему интерпретирует выбор наиболее рационального пути на основе метрики . Обычно меньшее значение метрики соответствует лучшему маршруту. Метрика может базироваться на одном или на нескольких параметрах пути. В протоколах маршрутизации наиболее часто используются следующие метрики .

Маршрутизация

Статические и динамические маршруты

Статическая информация администрируется вручную. Сетевой администратор вводит ее в конфигурацию маршрутизатора. Если изменение в топологии сети требует актуализации статической информации, то администратор сети должен вручную обновить соответствующую запись о статическом маршруте.
Динамическая информация работает по-другому. После ввода администратором сети команд, запускающих функцию динамической маршрутизации, сведения о маршрутах обновляются процессом маршрутизации автоматически сразу после поступления из сети новой информации. Изменения в динамически получаемой информации распространяются между маршутизаторами как часть процесса актуализации данных.

Пример маршрута по умолчанию

Маршрут по умолчанию— запись в таблице маршрутизации, которая используется для направления кадров, которые не имеют в таблице маршрутизации явно указанного следующего перехода. Маршруты по умолчанию могут устанавливаться как результат статического конфигурирования, выполняемого администратором.
Вообще говоря, содержание сведений обо всех других сетевых комплексах, доступных через сеть Internet, излишне и неразумно, если не невозможно.
Вместо сведений о каждой конкретной сети каждому маршрутизатору компании X сообщается маршрут по умолчанию, с помощью которого он может добраться до любого неизвестного пункта назначения, направляя пакет в сеть Internet.

Адаптация к изменениям топологии

Рис. 4.6.1 Динамическая маршрутизация позволяет маршрутизаторам
автоматически использовать резервные маршруты

Сеть по-разному адаптируется к изменениям в топологии, в зависимости от того, используется статическая или динамическая информация.
Статическая маршрутизация позволяет маршрутизаторам правильно направлять пакет от сети к сети. Маршрутизатор просматривает свою таблицу маршрутизации и, следуя содержащимся там статическим данным, ретранслирует пакет маршрутизатору D (Рис. 4.6.1). Маршрутизатор D делает то же самое и ретранслирует пакет маршрутизатору С. Маршрутизатор С доставляет пакет хост-машине получателя.
Но что произойдет, если путь между маршрутизаторами А и D становится непроходимым? Ясно, что маршрутизатор А не сможет ретранслировать пакет маршрутизатору D по статическому маршруту. Связь с сетью пункта назначения будет невозможна до тех пор, пока маршрутизатор А не будет реконфигурирован на ретрансляцию пакетов маршрутизатору В.
Динамическая маршрутизация обеспечивает более гибкое и автоматическое поведение. В соответствии с таблицей маршрутизации, генерируемой маршрутизатором А, пакет может достичь своего пункта назначения по предпочтительному маршруту через маршрутизатор D. Однако к пункту назначения возможен и другой путь через маршрутизатор В. Когда маршрутизатор А узнает, что канал на маршрутизатор D нарушен, он перестраивает свою таблицу маршрутизации, делая предпочтительным путь к пункту назначения через маршрутизатор В, а маршрутизаторы продолжают слать пакеты по этому каналу связи.
Когда путь между маршрутизаторами А и D восстанавливается, маршрутизатор А может снова изменить свою таблицу маршрутизации и указать предпочтительным путь к сети пункта назначения против часовой стрелки через маршрутизаторы D и С. Протоколы динамической маршрутизации могут также перенаправлять трафик между различными путями в сети.

Операции динамической маршрутизации

• Ведение таблицы маршрутизации.
• Своевременное распространение информации — в виде пакетов актуализации — среди других маршрутизаторов (рис. 11.11).

• как посылаются пакеты актуализации;
• какие сведения содержатся в таких пакетах актуализации;
• когда следует посылать эту информацию;
• как определять получателей этих пакетов актуализации.

Представление расстояния с помощью метрики

Рис. 4.6.2 Метрики маршрутизации

Когда алгоритм маршрутизации обновляет таблицу маршрутизации, его главной целью является определение наилучшей информации для включения в таблицу. Каждый алгоритм маршрутизации интерпретирует понятие наилучшая по-своему. Для каждого пути в сети алгоритм генерирует число, называемое метрикой. Как правило, чем меньше величина этого числа, тем лучше путь.
Метрики могут рассчитываться на основе одной характеристики пути. Объединяя несколько характеристик, можно рассчитывать и более сложные метрики. Как показано на рис. 4.6.2, при вычислении значения метрики используется несколько характеристик пути.
Наиболее общеупотребительными метриками, используемыми маршрутизаторами, являются следующие.

• Количество переходов — количество маршрутизаторов, которые должен пройти пакет, чтобы дойти до получателя. Чем меньше количество переходов, тем лучше путь. Для обозначения суммы переходов до пункта назначения используется термин длина пути.
• Полоса пропускания — пропускная способность канала передачи данных.
  Например, дляарендуемой линии 64 Кбит/с обычно предпочтительным является канал типа Т1 с полосой пропускания 1,544 Мбит/с.
• Задержка — продолжительность времени, требующегося для перемещения пакета отm отправителя получателю.
• Нагрузка — объем действий, выполняемый сетевым ресурсом, например маршрутизатором или каналом.
• Надежность — темп возникновения ошибок в каждом сетевом канале. Тик — задержка в канале передачи данных, определяемая в машинных тактах IBM-подобного ПК (приблизительно 55 миллисекунд).
• Стоимость — произвольное значение, обычно основанное на величине полосы пропускания, денежной стоимости или результате других измерений, которое назначается сетевым администратором.

Протоколы маршрутизации

• Подход на основе маршрутизации по вектору расстояния, в соответствии с которым определяются направление (вектор) и расстояние до каждого канала в сети.
• Подход на основе оценки состояния канала (также называемый выбором наикратчайшего пути), при котором воссоздается точная топология всей сети (или по крайней мере той части, где размещается маршрутизатор).
• Гибридный подход, объединяющий аспекты алгоритмов с определением вектора расстояния и оценки состояния канала.

Алгоритмы маршрутизации по вектору расстояния

Рис. 4.6.3 Маршрутизации на основе вектора расстояния

Алгоритмы маршрутизации на основе вектора расстояния (также известные под названием алгоритмы Беллмана—Форда (Bellman-Ford algorithms)) предусматривают периодическую передачу копий таблицы маршрутизации от одного маршрутизатора другому. Регулярно посылаемые между маршрутизаторами пакеты актуализации сообщают обо всех изменениях топологии.
Каждый маршрутизатор получает таблицу маршрутизации от своего соседа. Например, на рис. 4.6.3 маршрутизатор В получает информацию от маршрутизатора А. Маршрутизатор В добавляет величину, отражающую вектор расстояния (скажем, количество переходов), которая увеличивает вектор расстояния, и затем передает таблицу маршрутизации своему соседу — маршрутизатору С. Такой же процесс пошагово выполняется между соседними маршрутизаторами во всех направлениях.
Подобным образом алгоритм аккумулирует сетевые расстояния и поэтому способен поддерживать базу данных информации о топологии сети. Однако алгоритмы на основе вектора расстояния не позволяют маршрутизатору знать точную топологию всего сетевого комплекса.

Алгоритмы маршрутизации с учетом состояния канала связи

Рис. 4.6.4 Маршрутизация с учетом состояния канала связи

Сравнение маршрутизации по вектору расстояния и маршрутизации с учетом состояния канала связи.

• Процесс маршрутизации по вектору расстояния получает все топологические данные из информации, содержащейся в таблицах маршрутизации соседей. Процесс маршрутизации с учетом состояния канала связи получает широко представление обо всей топологии сетевого комплекса, собирая данные из всех необходимых LSA-пакетов.
• Процесс маршрутизации по вектору расстояния определяет лучший путь с помощью сложения получаемых метрик по мере того, как таблица движется от одного маршрутизатора к другому. При использовании маршрутизации с учетом состояния канала каждый маршрутизатор работает отдельно, вычисляя свой собственный кратчайший путь к пункту назначения.
• В большинстве протоколов маршрутизации по вектору расстояния пакеты актуализации, содержащие сведения об изменениях топологии, являются периодически посылаемыми пакетами актуализации таблиц маршрутизации. Эти таблицы передаются от одного маршрутизатора к другому, что обычно приводит к более медленной сходимости.
• В протоколах маршрутизации с учетом состояния канала связи пакеты актуализации обычно генерируются и рассылаются по факту возникновения изменения топологии.
  Относительно небольшие LSA-пакеты передаются всем другим маршрутизаторам, что, как правило, приводит к более быстрой сходимости при любом изменении топологии сетевого комплекса.

Знаете ли Вы, что "гравитационное линзирование" якобы наблюдаемое вблизи далеких галактик (но не в масштабе звезд, где оно должно быть по формулам ОТО!), на самом деле является термическим линзированием, связанным с изменениями плотности эфира от нагрева мириадами звезд. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Сопровождая большие сети с большим количеством маршрутизаторов, становится сложно заполнять таблицы маршрутов, и особенно их оперативно менять, если, к примеру, какой то из каналов не работает.

Для создания динамической маршрутизации необходимо, что бы маршрутизаторы сами обменивались маршрутной информацией. Для этого были созданы специальные протоколы.

В маршрутизаторе с динамическим протоколом резидентно загруженная программа (демон - gated или routed для UNIX) изменяет таблицы маршрутизации на основе информации, полученной от соседних маршрутизаторов.

Динамические протоколы делят на две группы:

EGP (External Gateway Protocol) - внешний протокол маршрутизации для использования между AS. В группу входят - BGP, IDPR.

IGP (Interior Gateway Protocol) - внутреннего протокола маршрутизации для использования внутри AS. В группу входят - RIP, OSPF, IGRP (CISCO), IS-IS.

Протокол RIP

RIP (Routing Information Protocol) - протокол маршрутной информации, использует алгоритм Белмана-Форда. Выбирается самый короткий маршрут (distance-vector).

Первый стандарт RIP RFC1058 (Routing Information Protocol C.L. Hedrick Jun-01-1988).

Последняя версия RIPv2 RFC2453 (RIP Version 2 G. Malkin November 1998).

Используется транспортный протокол UDP.

Порт сервера по умолчанию 520.

Маршрут характеризуется вектором расстояния до места назначения.

Описания собранных маршрутов хранятся в таблице маршрутов (не путать с таблицей маршрутизации), из которой потом выбирается наилучший маршрут и помещается в таблицу маршрутизации, ее еще называют первичной таблицей маршрутизации.

Таблица маршрутов должна содержать для каждого маршрута:

IP-адрес места назначения (направление вектора).

Метрика маршрута (от 1 до 15; число шагов до места назначения, модуль вектора).

IP-адрес ближайшего маршрутизатора по пути к месту назначения.

Флаг, что маршрутная информация была изменена.

Различные таймеры маршрута. (например, актуальности информации)

Коды поля command

Address Family Identifier - сетевой протокол, для IP=2, для Инициализации=0xFFFF.

Route Tag - Предназначено, чтобы отделить "внутренние" маршруты RIP (маршруты для сетей в пределах RIP маршрутизируемого домена) от "внешних" маршрутов RIP, которые, возможно, были импортированы от EGP или другого IGP.

Например, маршруты, импортированные от EGP или BGP, могут иметь номер Автономной Системы, из которой маршруты были изучены.

IP Address - IP адрес, при запросе - адрес сети, для которой нужно определить маршрут. При ответе - адрес сети, которая является доступной для источника ответа.

Subnet Mask - соответствующая маска.

Metric - число шагов (hops) до места назначения, должно быть Порядок работы

Периодические отклики - Каждые 30 сек маршрутизатор посылает широковещательно копию своей маршрутной таблицы соседним маршрутизаторам.

Запрос принят.
- Если был запрос "Аутентификация" отправляется полная таблица маршрутизации.
- Иначе обрабатывается каждый пункт в запросе: если присутствует маршрут на указанный адрес, показатель устанавливается в определенное значение, иначе показатель устанавливается в 16. (Показатель, установленный в 16, это специальное значение, которое означает "бесконечно" (infinity) и сообщает, что маршрута к этому пункту назначения не существует.) Возвращается ответ.

Ответ принят. Если ответ признан корректным, таблица маршрутизации может быть обновлена. Могут быть добавлены новые записи, существующие записи могут быть модифицированы или удалены. При этом timeout-timer (тайм-аут) выставляется =180 сек. По истечении запись, становится не активной на 120 сек (garbage-collection timer). По истечении 120 сек, запись удаляется и в регулярном обновлении запись рассылается с метрикой =16, т.е. на удаление.

Незапланированное обновление. Происходит в том случае, если изменяется метрика маршрута. В этом случае нет необходимости посылать таблицу маршрутизации целиком, передается только та запись, которая была изменена.

Недостатки RIP

Ограничение в 16 хопов. Фактически ограничивает количество сетей.

Медленная реакция на изменение сети. При этом могут возникнуть циклические маршруты.

Самый короткий маршрут может быть перегружен (медленным).

Протокол OSPF

OSPF (Open Shortest Path First) - открыть наикратчайший маршрут первым (алгоритм Дикстры), является протоколом состояния канала (link-state).

Первый стандарт - RFC1131 (OSPF specification J. Moy Oct-01-1989).

Последняя версия OSPFv2 - RFC2328 (OSPF Version 2 J. Moy April 1998).

Поле protocol = 89 (в заголовке IP).

Основные достоинства OSPF.

Отсутствие ограничения на размер сети.

Автономная система может быть поделена на области маршрутизации.

Высокая скорость установления маршрутов.

Маршрутизация учитывает тип сервиса IP (type-of-service - ToS), т.е. для разных сервисов могут быть разные маршруты.

Каждому интерфейсу может быть назначена метрика на основании
- пропускной способности
- времени возврата
- надежности
- загруженности (очередь пакетов)
- размера максимального блока данных, который может быть передан через канал.
Отдельная цена может быть назначена для каждого типа сервиса IP.

Если маршруты имеют одинаковую цену, OSPF распределяет траффик поровну между этими маршрутами. Это называется балансировкой нагрузки (Load balancing).

Поддерживает подсети (маску).

Поддержка без адресных сетей (unnumbered) - каналы точка-точка между маршрутизаторами, не имеющими IP адресов. Такой подход позволяет сэкономить IP адреса.

Используется групповая (multicast) адресация вместо широковещательной.

Области маршрутизации OSPF

Автономная система может быть поделена на области маршрутизации, в пределах области может работать свой протокол маршрутизации.

Опорная область (backbone) - область через которую связываются другие маршрутизаторы. Имеет ID = 0.0.0.0.

Построение сети с помощью OSPF.

Маршрутизатор опорной сети (Backbone Router - BR) - подключен к опорной сети.

Граничный маршрутизатор области (Area Border Router - ABR) - подключен к нескольким областям.

Граничный маршрутизатор автономной системы (Autonomous System Boundady Router - ASBR) - подключен к другим автономным системам.

Внутренний маршрутизатор (Internal Router - IR) - все его подключения только внутри одной области.

Ответственный маршрутизатор (Designated Router - DR) - собирает и раздает маршрутную информацию в области. В OSPF существует иерархия маршрутизаторов.

Резервный ответственный маршрутизатор (Backup Designated Router - DR) - резервирует DR.

Коды поля TYPE

Коды поля AuType

Для рассылки используется групповой адрес 224.0.0.5 (ALL-OSPF-Routers).

Выполняет следующие функции:

Поиск соседних маршрутизаторов.

Выбор маршрутизаторов DR и BDR.

Определение статуса канала.

Установление партнерских отношений между маршрутизаторами.

Options (опции) - характеризует возможности, которые предоставляет данный маршрутизатор.

Rtr Pri (Приоритет) - используется при выборе Backup Designated Router.

Маршрутизаторы обмениваются данными из баз данных OSPF.

M-bit (The More bit) - станавливается в 1 если являются продолжением.

LSA (Link State Advertisement) - уведомление о состоянии канала, подробнее рассмотрен в 14.3.3.

Запрос части базы данных для обновления.

Передача части базы данных, которая была запрошена.

Используется для подтверждения получения фрагмента базы данных.

Уведомление о состоянии канала

Link State Advertisement (LSA) - уведомление о состоянии канала.

Формат заголовка LSA

Заголовок LSA

Типы уведомлений LSA

Options - содержит значения типов сервиса (TOS - type-of-service), поддерживаемые маршрутизатором.

Первый стандарт TOS - RFC1349 (Type of Service in the Internet Protocol Suite P. Almquist July 1992 ASCII).

Последняя версия TOS (теперь DSF) - RFC2474 (Definition of the Differentiated Services Field (DS Field) in the IPv4 and IPv6 Headers K. Nichols, S. Blake, F. Baker, D. Black December 1998).

Формат поля Options

PRECEDENCE - приоритет дейтаграммы.

Коды типа сервиса (TOS)

описание состояния интерфейсов маршрутизатора.

bit V (virtual) - если V=1, маршрутизатор является оконечной точкой активного виртуального канала.

bit E (external) - если E=1, маршрутизатор является граничным для данной области (ABR).

bit B (border) - если B=1, маршрутизатор является граничным для автономной системы (ASBR).

Коды типов связей, поле Type

Идентификаторы канала, поле Link ID, что используется для ID в зависимости от типа связи, поле Type

Дополнительная специальная TOS-информация может быть включена, для обратной совместимости с предыдущими версиями OSPF. Для каждой связи и для каждого TOS, специальныя TOS-информация может кодироваться следующим образом:

TOS - зашифрованный код TOS в OSPF. Таблица "Коды типа сервиса (TOS)".

TOS metric - метрика для специальной TOS-информации.

описание набора маршрутизаторов подключенных к сети

сводная информация о каналах к сетям, рассылает граничный маршрутизатор области внутри своей области.

сводная информация о канале к граничному маршрутизатору автономной системы, рассылается граничным маршрутизатором области внутри своей области.

описания внешних каналов автономной системы.

bit E - при E=1 метрика считается больше любой метрики, при E=1 сравнивается с другими.

Маршрутная таблица OSPF

Маршрутная таблица OSPF содержит в себе:

IP-адрес места назначения и маску;

тип места назначения (сеть, граничный маршрутизатор и т.д.);

тип функции (возможен набор маршрутизаторов для каждой из функций TOS);

область (описывает область, связь с которой ведет к цели, возможно несколько записей данного типа, если области действия граничных маршрутизаторов перекрываются);

тип пути (характеризует путь как внутренний, межобластной или внешний, ведущий к AS);

цена маршрута до цели;

очередной маршрутизатор, куда следует послать дейтограмму;

объявляющий маршрутизатор (используется для межобластных обменов и для связей автономных систем друг с другом).

Подключится к демону OSPF, можно с помощью telnet по порту 2604, и просмотреть базу.

Читайте также:

  
• Передай своим родителям строго сказала учительница что я жду их в школе оформить прямую речь
  
• Приказ о проведении текущего контроля
  
• Бланк приказа о запрете
  
• Справка 007 что это
  
• Для получения справки об интересующем объекте необходимо выполнить следующее