Протоколы маршрутизации сети интернет

Протоколы маршрутизации (RIP, OSPF и BGP)

Интернет – это комбинация сетей, соединяемых с помощью маршрутизаторов. Когда дейтаграмма идет от источника к пункту назначения, она, вероятнее всего, проходит много маршрутизаторов, пока достигает маршрутизатора, закрепленного за сетью пункта назначения. Маршрутизатор получает пакет от сети и передает его другой сети. Маршрутизатор обычно закрепляется за несколькими сетями. Когда он получает пакет, он должен решить две задачи:

Последнее решение основано на выборе оптимального пути. Какой доступный путь является оптимальным путем? Это обычно определяется метрикой. Метрика – это условная стоимость передачи по сети. Полное измерение конкретного маршрута равно сумме метрик сетей, которые включают в себя маршрут . Маршрутизатор выбирает маршрут с наименьшей метрикой. Метрика назначается для интерфейса сети в зависимости от типа протокола. Некоторые простые протоколы, подобно протоколу маршрутной информации ( RIP – Routing Information Protocol ), рассматривают все сети как одинаковые. Тогда стоимость прохождения через каждую сеть — одна и та же, и для определения метрики подсчитываются участки. Так, если пакет, чтобы достигнуть конечного пункта, проходит через 10 сетей, полная стоимость составляет 10 участков.

Другие протоколы, такие как «первоочередное открытие наикратчайших путей» ( OSPF — Open Shortest Path First ), позволяют администратору назначить стоимость для передачи через сеть , основанную на типе требуемого обслуживания. Маршрут через сеть может иметь различную стоимость (метрику). Например, если для типа сервиса желательна максимальная производительность , спутниковый канал имеет меньшую метрику, чем оптическая линия. С другой стороны, если типу сервера желательна минимальная задержка, оптическая линия имеет меньшую метрику, чем спутниковый канал. OSPF позволяет каждому маршрутизатору иметь таблицу последовательностей маршрутов, основанную на требуемом типе сервиса.

Другие протоколы определяют метрику различно. В протоколе пограничной маршрутизации ( BGP — Border Gateway Protocol ) критерий — это политика, которую может устанавливать администратор . Политика — это принцип, по которому определяется путь .

В любой метрике маршрутизатор должен иметь таблицы маршрутизации, чтобы консультироваться при дальнейшей передаче пакета. Таблица маршрутизации задает оптимальный путь для пакета. Таблица может быть либо статическая, либо динамическая . Статическая таблица — одна из тех, которые часто не меняются. Динамическая таблица — одна из тех, которая обновляется автоматически, когда имеются изменения где-либо в Интернете. Сегодня Интернет нуждается в динамических таблицах. Таблицы нужно обновлять по мере появления изменений в Интернете. Например, их нужно обновить, когда маршрут вышел из строя, или они должны быть обновлены всякий раз, когда создается лучший маршрут .

Протоколы маршрутизации созданы для отображения требований таблиц динамической маршрутизации . Протокол маршрутизации — комбинация правил и процедур, которые позволяют в Интернете маршрутизаторам информировать друг друга об изменениях. Протоколы маршрутизации также включают процедуры для комбинирования информации, полученной от других маршрутизаторов.

В этой лекции мы поговорим об однонаправленных протоколах маршрутизации. Многонаправленные протоколы маршрутизации мы обсудим в следующей лекции.

Внутренняя и внешняя маршрутизация

Сегодня Интернет — громадная сеть , так что один протокол маршрутизации не может обрабатывать задачу обновления таблиц всех маршрутизаторов. По этой причине Интернет разделяется на автономные системы. Автономная система (Autonomous System – AS) — группа сетей и маршрутизаторов под управлением одного администратора. Маршрутизация внутри автономной системы отнесена к внутренней маршрутизации. Маршрутизация между автономными системами отнесена к внешней маршрутизации. Каждая автономная система может выбрать протокол внутренней маршрутизации для того, чтобы обрабатывать маршрутизацию внутри автономной системы. Однако для обработки маршрутизации между автономными системами выбирается только один протокол маршрутизации .

Разработано несколько внутренних и внешних протоколов. В этой лекции мы коснемся только наиболее популярных из них — внутренних протоколов RIP и OSPF и одного внешнего протокола BGP . RIP и OSPF используются для обновления таблиц маршрутизации внутри автономной системы. Протокол BGP применяется в обновлении таблиц маршрутизации для маршрутизаторов, которые объединяют вместе автономные системы.

Протокол маршрутной информации (RIP)

Протокол маршрутной информации ( RIP – Routing Information Protocol ) — внутренний протокол маршрутизации , используется внутри автономной системы. Это очень простой протокол, основанный на применении дистанционного вектора маршрутизации. В этом разделе сначала рассмотрим принцип дистанционного вектора маршрутизации, так как он применяется в RIP , а затем обсудим сам протокол RIP .

Вектор расстояния маршрутизации

Используя вектор расстояния маршрутизации, каждый маршрутизатор периодически делится своей информацией о входах в Интернет со своими соседями. Ниже приводятся три основных принципа этого процесса, для того чтобы понять, как работает алгоритм.

1. Распределение информации о входе в автономную систему. Каждый маршрутизатор распределяет информацию о входе соседним автономным системам. Вначале эта информация может быть не подробной. Однако объем и качество информации не играют роли. Маршрутизатор посылает, во всяком случае, все что имеет.
2. Распределение только соседям. Каждый маршрутизатор посылает свою информацию только к соседям. Он посылает информацию, которую получает через все интерфейсы.
3. Распределение через регулярные интервалы. Каждый маршрутизатор посылает свою информацию соседней автономной системе через фиксированные интервалы, например, каждые 30 с.

Таблицы маршрутизации

Каждый маршрутизатор хранит таблицы маршрутизации, имеющие один вход для каждой сети назначения, которую маршрутизатор зарегистрировал. Вход содержит:

• адрес сети пункта назначения,
• кратчайший путь для того, чтобы достичь пункта назначения, отсчитываемый в участках,
• следующий участок (следующий маршрутизатор), к которому должен быть доставлен пакет по пути к своему конечному пункту назначения,
• счетчик участков – это число сетей, которые пакет пересечет для достижения своего конечного пункта назначения.

Таблица может содержать другую информацию, такую как маску подсети (или префикс ) или время, когда этот вход был обновлен. Табл. 8.1. показывает пример таблицы маршрутизации.

Таблица 8.1. Таблица вектора расстояния маршрутизации

Номер входа в таблицу участков	Пункт назначения	Счет участков	Следующий участок	Другая информация
0	163.5.0.0	7	172.6.23.4
1	197.5.13.0	5	176.3.6.17
2	189.45.0.0	4	200.5.1.6
3	115.0.0.0	6	131.4.7.19

Источник

Ip (Internet Protocol) – интернет протокол.

Последняя версия IPv4 — RFC-791 (Internet Protocol J. Postel Sep-01-1981).

Первый стандарт IPv6 определен в RFC-1883 (Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification S. Deering, R. Hinden December 1995)

Последняя версия IPv6 — RFC-2460 (Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification S. Deering, R. Hinden December 1998).

Протокол IP доставляет блоки данных от одного IP-адреса к другому.

Программа, реализующая функции того или иного протокола, часто называется модулем, например, «IP-модуль”, «модуль TCP”.

Когда модуль IP получает IP-пакет с нижнего уровня, он проверяет IP-адрес назначения.

• Если IP-пакет адресован данному компьютеру, то данные из него передаются на обработку модулю вышестоящего уровня (какому конкретно — указано в заголовке IP-пакета).

• Если же адрес назначения IP-пакета — чужой, то модуль IP может принять два решения: первое — уничтожить IP-пакет, второе — отправить его дальше к месту назначения, определив маршрут следования — так поступают маршрутизаторы.

Также может потребоваться, на границе сетей с различными характеристиками, разбить IP-пакет на фрагменты (фрагментация), а потом собрать в единое целое на компьютере-получателе.

Если модуль IP по какой-либо причине не может доставить IP-пакет, он уничтожается. При этом модуль IP может отправить компьютеру-источнику этого IP-пакета уведомление об ошибке; такие уведомления отправляются с помощью протокола ICMP, являющегося неотъемлемой частью модуля IP. Более никаких средств контроля корректности данных, подтверждения их доставки, обеспечения правильного порядка следования IP-пакетов, предварительного установления соединения между компьютерами протокол IP не имеет. Эта задача возложена на транспортный уровень.

Структура дейтограммы IP. Слова по 32 бита.

Версия — версия протокола IP (например, 4 или 6)

Длина заг. — длина заголовка IP-пакета.

Тип сервиса (TOS — type of service) — Тип сервиса ().

TOS играет важную роль в маршрутизации пакетов. Интернет не гарантирует за-прашиваемый TOS, но многие маршрутизаторы учитывают эти запросы при выборе маршрута (протоколы OSPF и IGRP).

Идентификатор дейтаграммы, флаги (3 бита) и указатель фрагмента — используются для распознавания пакетов, образовавшихся путем фрагментации исходного пакета.

Время жизни (TTL — time to live) — каждый маршрутизатор уменьшает его на 1, что бы пакеты не блуждали вечно.

Протокол — Идентификатор протокола верхнего уровня указывает, какому протоколу верхнего уровня принадлежит пакет (например: TCP, UDP).

Маршрутизация.

Протокол IP является маршрутизируемый, для его маршрутизации нужна маршрутная информация.

Маршрутная информация, может быть:

• Статической (маршрутные таблицы прописываются вручную)

• Динамической (маршрутную информацию распространяют специальные протоколы)

Протоколы динамической маршрутизации:

• RIP (Routing Information Protocol) — протокол передачи маршрутной информации, маршрутизаторы динамически создают маршрутные таблицы.

• OSPF (Open Shortest Path First) — протокол «Открой кротчайший путь первым», является внутренним протоколом маршрутизации.

• IGP (Interior Gateway Protocols) — внутренние протоколы маршрутизации, распространяет маршрутную информацию внутри одной автономной системе.

• EGP (Exterior Gateway Protocols) — внешние протоколы маршрутизации, распространяет маршрутную информацию между автономными системами.

• BGP (Border Gateway Protocol) — протокол граничных маршрутизаторов.

Источник

Маршрутизация

Routing — процесс определения маршрута следования информации в сетях связи.

Внутренняя маршрутизация — внутри AS

Внешняя маршрутизация — между AS

Cпособы адресации

Classful Network

Адресное пространство протокола IPv4 делится на пять классов адресов: А, B, C, D, E.

Принадлежность адреса к классу задаётся первыми битами адреса. Каждый класс определяет либо соответствующий размер сети (классы A, B, C), либо сеть многоадресной передачи (класс D). Диапазон адресов класса E был зарезервирован для будущих или экспериментальных целей.

Использование адрессации на базе классов сейчас прекращено.

Класс A: 0aaaaaaa bbbbbbbb bbbbbbbb bbbbbbbb

Класс B: 10aaaaaa aaaaaaaa bbbbbbbb bbbbbbbb

Класс C: 110aaaaa aaaaaaaa aaaaaaaa bbbbbbbb

Класс D: 1110сссс сссссссс сссссссс сссссссс

Класс E: 1111dddd dddddddd dddddddd dddddddd

Classless Inter-Domain Routing(CIDR)

Каждому поставщику услуг Интернета назначается непрерывный диапазон IP-адресов.

Все адреса каждого поставщика услуг имеют общую старшую часть — префикс, поэтому маршрутизация на магистралях Интернета может осуществляться на основе префиксов, а не полных адресов сетей.

Достаточно поместить одну запись сразу для всех сетей, имеющих общий префикс.

IP: 172.16.0.1 Маска: 255.240.0.0

Протоколы маршрутизации

По начилию таблицы

• Не требующие таблиц маршрутизации Лавинная, от источника
• Требующие таблиц маршрутизации
  • Статические Админ сам заполняет таблицы
  • Адаптивные

  По алгоритму

  RIP, BGP

  OSPF

  По области применения

  Административное расстояние

  Это степень надежности источника маршрутной информации. Используется маршрутизаторами для выбора оптимального маршрута при начилии разных маршрутов до одной цели по разным протоколам маршрутизации.

  Каждому протоколу назначается приоритет надежности

  Источник маршрута	Расстояние по умолчанию
  Подключенный интерфейс	0
  Статический маршрут	1
  Объединенный маршрут по протоколу EIGRP	5
  Протокол BGP	20
  Внутренний протокол EIGRP	90
  Протокол IGRP	100
  Протокол OSPF	110
  Протокол IS-IS	115
  Протокол RIP	120
  Протокол EGP	140
  Протокол ODR	160
  Внешний протокол EIGRP	170
  Внутренний протокол BGP	200
  Неизвестный источник	255

  Источник