Какая информация содержится в таблицах маршрутизаторов

Маршрутизация. Таблицы маршрутизации

Процесс маршрутизации дейтаграмм состоит в определении следующего узла (next hop) в пути следования дейтаграммы (пакет данных) и пересылки дейтаграммы этому узлу, который является либо узлом назначения, либо промежуточным маршрутизатором, задача которого — определить следующий узел и переслать ему дейтаграмму. Ни узел-отправитель, ни любой промежуточный маршрутизатор не имеют информации о всей цепочке, по которой пересылается дейтаграмма; каждый маршрутизатор, а также узел-отправитель, основываясь на адресе назначения дейтаграммы, находит только следующий узел ее маршрута.

Маршрутизация дейтаграмм осуществляется на уровне протокола IP.

Маршрутизация выполняется на основе данных, содержащихся в таблице маршрутов. Таблица состоит из некоторого числа записей — маршрутов, в каждой из которых содержится адрес сети получателя, адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты и некоторый вес записи — метрика. Метрики записей в таблице играют роль в вычислении кратчайших маршрутов к различным получателям. В зависимости от модели маршрутизатора и используемых протоколов маршрутизации, в таблице может содержаться некоторая дополнительная служебная информация. Например:

192.168.64.0/16 [110/49] via 192.168.1.2, 00:34:34, FastEthernet0/0.1

где 192.168.64.0/16 — сеть назначения,

110/- административное расстояние

192.168.1.2 — адрес следующего маршрутизатора, которому следует

передавать пакеты для сети 192.168.64.0/16,

00:34:34 — время, в течение которого был известен этот маршрут,

FastEthernet0/0.1 — интерфейс маршрутизатора, через который

можно достичь «соседа» 192.168.1.2.

Таблица маршрутизации может составляться двумя способами:

• статическая маршрутизация — когда записи в таблице вводятся и изменяются вручную. Такой способ требует вмешательства администратора каждый раз, когда происходят изменения в топологии сети. С другой стороны, он является наиболее стабильным и требующим минимума аппаратных ресурсов маршрутизатора для обслуживания таблицы.
• динамическая маршрутизация — когда записи в таблице обновляются автоматически при помощи одного или нескольких протоколов маршрутизации — RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS, BGP, и др. Кроме того, маршрутизатор строит таблицу оптимальных путей к сетям назначения на основе различных критериев — количества промежуточных узлов, пропускной способности каналов, задержки передачи данных и т. п. Критерии вычисления оптимальных маршрутов чаще всего зависят от протокола маршрутизации, а также задаются конфигурацией маршрутизатора. Такой способ построения таблицы позволяет автоматически держать таблицу маршрутизации в актуальном состоянии и вычислять оптимальные маршруты на основе текущей топологии сети. Однако динамическая маршрутизация оказывает дополнительную нагрузку на устройства, а высокая нестабильность сети может приводить к ситуациям, когда маршрутизаторы не успевают синхронизировать свои таблицы, что приводит к противоречивым сведениям о топологии сети в различных её частях и потере передаваемых данных.

Зачастую для построения таблиц маршрутизации используют теорию графов.

Таблица маршрутизации обычно содержит:

• адрес сети или узла назначения, либо указание, что маршрут является маршрутом по умолчанию
• маску сети назначения (для IPv4-сетей маска /32 (255.255.255.255) позволяет указать единичный узел сети)
• шлюз, обозначающий адрес маршрутизатора в сети, на который необходимо отправить пакет, следующий до указанного адреса назначения
• интерфейс (в зависимости от системы это может быть порядковый номер, GUID или символьное имя устройства)
• метрику — числовой показатель, задающий предпочтительность маршрута. Чем меньше число, тем более предпочтителен маршрут (интуитивно представляется как расстояние).

В таблице может быть один, а в некоторых операционных системах и несколько шлюзов по умолчанию. Такой шлюз используется для сетей, для которых нет более конкретных маршрутов в таблице маршрутизации.

Источник

Структура таблицы маршрутизации

Таблица маршрутизации состоит из следующих основных полей:

• Destination(Адрес назначения) – содержит адрес сети или хоста назначения.
• Gateway(Шлюз) – содержит адрес шлюза (маршрутизатора), через который будут отправляться пакеты по адресу, указанному в полеDestination.
• Mask (МаскаIP-адреса) – содержит маску для определения того, что обозначает IP-адрес поля назначения – хост или сеть определенной размерности.
• Flags (Флаги) – содержит информацию о состоянии указанной записи маршрутизации.U(Up) – показывает, что маршрут активен;H(Host) – указывает, что адресом назначения является адрес хоста;G(Gateway) – указывает, что маршрут пакета проходит через промежуточный маршрутизатор;S(Static) – указывает, что запись была введена вручную (статически).D(Dynamic) – указывает, что запись была создана динамически протоколом маршрутизации;M(Modified) – указывает, что запись была изменена динамически протоколом маршрутизации;Rили ! (Reject) – указывает, что адрес назначения не доступен.
• Metric(Метрика) – расстояние до указаной сети (хоста)
• Refcnt(Счетчик ссылок) – сколько раз на данный маршрут ссылались при движении пакетов.
• Use– количество пакетов, переданных по данному маршруту.
• Interface– имя интерфейса вUnix-маршрутизаторах

Источники записей в таблице маршрутизации.

• Первым источником является ПО стека TCP/IP. При инициализации маршрутизатора это ПО автоматически заносит в таблицу несколько записей о локальных сетях и маршрутизаторе по умолчанию, о внутренних специальных адресах. Создается так называемая мининимальная таблица маршрутизации.
• Вторым источником записей является администратор системы, непосредственно формирующий запись с помощью системной утилиты (например, route). Эти записи могут быть как постоянными, так и временными, т.е. хранящимися до перезагрузки системы.
• Третьим источником являются протоколы маршрутизации (RIP, OSPF). Такие записи всегда являются динамическими и имеют ограниченный срок жизни.

Маршрутизация с использованием масок

Допустим, администратор получил в свое распоряжение адрес класса В: 129.44.0.0. Он может организовать сеть с большим числом узлов, номера которых он может брать из диапазона 0.0.0.1-0.0.255.254. Требуется, чтобы сеть была разделена на три отдельных подсети, при этом трафик в каждой подсети должен быть локализован. Это позволит легче диагнос­тировать сеть и проводить в каждой из подсетей свою политику безопасности. В качестве маски было выбра­но значение 255.255.192.0. После наложе­ния маски на этот адрес число разрядов, интерпретируемых как номер сети, увеличилось с 16 (стандартная маска сети класса В) до 18. Это позволяет сделать из одно­го, централизованно заданного ему номера сети, четыре: 129.44.0.0; 129.44.64.0; 129.44.128.0; 129.44.192.0. Замечание. Некоторые программные и аппаратные маршрутизаторы не поддерживают номера подсетей, которые состаят либо только из одних нулей, либо только из одних единиц. Например, для некоторых типов оборудо­вания номер сети 129.44.0.0 с маской 255.255.192.0, использованный в нашем примере, окажется недопу­стимым, поскольку в этом случае разряды в поле номера подсети имеют значение 00. Рассмотрим, как изменяется работа модуля IP, когда становится необходимым учитывать наличие масок. Во-первых, в каждой записи таблицы маршрутизации появляется новое поле — поле маски. Во-вторых, меняется алгоритм определения маршрута по таблице маршрутиза­ции. После того какIP-адрес извлекается из очередного полученногоIP-пакета, необходимо определить адрес следующего маршрутизатора, на который надо пере­дать пакет с этим адресом. МодульIPпоследовательно просматривает все записи таблицы маршрутизации. С каждой записью производятся следующие действия.

• Маска, содержащаяся в данной записи, накладывается на IP-адрес узла на­значения, извлеченный из пакета.
• Полученное в результате число является номером сети назначения обрабатываемого пакета. Оно сравнивается с номером сети, который помещен в данной записи таблицы маршрутизации.
• Если номера сетей совпадают, то пакет передается маршрутизатору, адрес кото­рого помещен в соответствующем поле данной записи.

Таблица 5.12. Таблица маршрутизатора М2 в сети с масками одинаковой длины

Номер сети	Маска	Адрес следующего маршрутизатора	Адрес порта	Расстояние
129.44.0.0	255.255.192.0	129.44.0.1	129.44.0.1	Подключена
129.44.64.0	255.255.192.0	129.44.64.7	129.44.64.7	Подключена
129.44.128.0	255.255.192.0	129.44.128.5	129.44.128.5	Подключена
129.44.192.0	255.255.192.0	129.44.192.1	129.44.192.1	Подключена
0.0.0.0	0.0.0.0	129.44.192.2	129.44.192.1	—

Пусть, например, с маршрутизатора Mlна порт 129.44.192.1 маршрутизато­ра М2 поступает пакет с адресом назначения 129.44.78.200. МодульIPначинает последовательно просматривать все строки таблицы, до тех пор пока не найдет совпадения номера сети в адресе назначения и в строке таблицы. Маска из первой строки 255.255.192.0 накладывается на адрес 129.44.78.200, в результате чего тип чается номер сети 129.44.64.0. Полученный номер 129.44.64.0 совпадает с номе­ром сети во второй строке таблицы, а значит, паке­т должен быть отправлен на порт маршрутизатора 129.44.64.7 в сеть непосредственно подключенную к данному маршрутизатору. Упр. Как маршрутизируется пакет сIP-адресом 129.44.141.15 (10000001 00101100 10001101 00001111).

Источник