Разработка системы маршрутизации в глобальных сетях(протокол RIP для IP)

длины пакета определяет длину следующей за заголовком части пакета в

байтах. Поле "следующий заголовок" определяет тип следующего за заголовком

IP-заголовка. Заголовок IPv6 имеет меньшее количество полей, чем заголовок

IPv4. Многие необязательные поля могут быть указаны в дополнительных

заголовках, если это необходимо. Поле "ограничение переходов" определяет

число промежуточных шлюзов, которые ретранслируют пакет в сети. При

прохождении шлюза это число уменьшается на единицу. При достижении значения

"0" пакет уничтожается. После первых 8 байтов в заголовке указываются адрес

отправителя пакета и адрес получателя пакета. Каждый из этих адресов имеет

длину 16 байт. Таким образом, длина заголовка IPv6 составляет 48 байтов.

После 4 байтов IP-адреса стандарта IPv4, шестнадцать байт IP-адреса для

IPv6 выглядят достаточными для удовлетворения любых потребностей Internet.

Не все 2128 адресов можно использовать в качестве адреса сетевого

интерфейса в сети. Предполагается выделение отдельных групп адресов,

согласно специальным префиксам внутри IP-адреса, подобно тому, как это

делалось при определении типов сетей в IPv4. Так, двоичный префикс "0000

010" предполагается закрепить за отображением IPX-адресов в IP-адреса. В

новом стандарте выделяются несколько типов адресов: unicast addresses -

адреса сетевых интерфейсов, anycast addresses - адреса не связанные с

конкретным сетевым интерфейсом, но и не связанные с группой интерфейсов и

multicast addresses - групповые адреса. Разница между последними двумя

группами адресов в том, что anycast address это адрес конкретного

получателя, но определяется адрес сетевого интерфейса только в локальной

сети, где этот интерфейс подключен, а multicast-сообщение предназначено

группе интерфейсов, которые имеют один multicast-адрес. Пока IPv6 не стал

злобой дня, нет смысла углубляться в форматы новых IP-адресов. Отметим

только, что существующие узлы Internet будут функционировать в сети без

каких-либо изменений в их настройках и программном обеспечении. IPv6

предполагает две схемы включения "старых" адресов в новые. Предполагается

расширять 4-х байтовый адрес за счет лидирующих байтов до 16-и байтового.

При этом, для систем, которые не поддерживают IPv6, первые 10 байтов

заполняются нулями, следующие два байта состоят из двоичных единиц, а за

ними следует "старый" IP-адрес. Если система в состоянии поддерживать новый

стандарт, то единицы в 11 и 12 байтах заменяются нулями.

Маршрутизировать IPv6-пакеты предполагается также, как и IPv4-пакеты.

Однако, в стандарт были добавлены три новых возможности маршрутизации:

маршрутизация поставщика IP-услуг, маршрутизация мобильных узлов и

автоматическая переадресация. Эти функции реализуются путем прямого

указания промежуточных адресов шлюзов при маршрутизации пакета. Эти списки

помещаются в дополнительных заголовках, которые можно вставлять вслед за

заголовком IP-пакета.

Кроме перечисленных возможностей, новый протокол позволяет улучшить

защиту IP-трафика. Для этой цели в протоколе предусмотрены специальные

опции. Первая опция предназначена для защиты от подмены IP-адресов машин.

При ее использовании нужно кроме адреса подменять и содержимое поля

идентификации, что усложняет задачу злоумышленника, который маскируется под

другую машину. Вторая опция связана с шифрацией трафика. Пока IPv6 не стал

реально действующим стандартом, говорить о конкретных механизмах шифрации

трудно.

Завершая описание нового стандарта, следует отметить, что он скорее

отражает современные проблемы IP-технологии и является достаточно

проработанной попыткой их решения. Будет принят новый стандарт или нет

покажет ближайшее будущее. Во всяком случае первые образцы программного

обеспечения и "железа" уже существуют.

После протоколов межсетевого уровня перейдем к протоколам транспортного

уровня и первым из них рассмотрим протокол UDP.

1.5. Протокол пользовательских датаграмм - UDP

В стеке пpотоколов TCP/IP UDP (Протокол пользовательских датаграмм )

обеспечивает основной механизм, используемый пpикладными пpогpаммами для

пеpедачи датагpамм другим приложениям. UDP предоставляет протокольные

поpты, используемые для pазличения нескольких пpоцессов, выполняющихся на

одном компьютеpе. Помимо посылаемых данных каждое UDP-сообщение содеpжит

номеp поpта-пpиемника и номеp поpта-отпpавителя, делая возможным для

программ UDP на машине-получателе доставлять сообщение соответствующему

реципиенту, а для получателя посылать ответ соответствующему отправителю.

UDP использует Internet Protocol для пеpедачи сообщения от одной мащины

к дpугой и обеспечивает ту же самую ненадежную доставку сообщений, что и

IP. UDP не использует подтвеpждения пpихода сообщений, не упоpядочивает

пpиходящие сообщения и не обеспечивает обpатной связи для управления

скоростью передачи инфоpмации между машинами. Поэтому, UDP-сообщения могут

быть потеpяны, pазмножены или пpиходить не по поpядку. Кpоме того, пакеты

могут пpиходить pаньше, чем получатель сможет обpаботать их. В общем можно

сказать, что:

UDP обеспечивает ненадежную службу без установления соединения и

использует IP для тpанспоpтиpовки сообщений между машинами. Он

предоставляет возможность указывать несколько мест доставки на одном

компьютеpе.

Пpикладные пpогpаммы, использующие UDP, несут полную ответственность за

пpоблемы надежности, включая потеpю сообщений, дублирование, задеpжку,

неупоpядоченность или потеpю связи. К несчастью, пpогpаммисты часто

игноpиpуют эти пpоблемы пpи pазpаботке пpогpамм. Кpоме того, поскольку

пpогpаммисты тестиpуют свои пpогpаммы, используя надежные высокоскоростные

локальные, тестиpование может не выявить возможные ошибки. Таким обpазом,

пpогpаммы, использующие UDP и успешно pаботающие в локальной сети, будут

аварийно завершаться в глобальных сетях TCP/IP.

UDP-заголовок состоит из двух 32-битных слов:

[pic]

Значения полей:

Source Port - номер порта процесса-отправителя.

Destination Port - номер порта процесса-получателя.

Length - длина UDP-пакета вместе с заголовком в октетах.

Checksum - контрольная сумма. Контрольная сумма вычисляется таким же

образом, как и в TCP-заголовке; если UDP-пакет имеет нечетную длину, то при

вычислении контрольной суммы к нему добавляется нулевой октет.

После заголовка непосредственно следуют пользовательские данные,

переданные модулю UDP прикладным уровнем за один вызов. Протокол UDP

рассматривает эти данные как целостное сообщение; он никогда не разбивает

сообщение для передачи в нескольких пакетах и не объединяет несколько

сообщений для пересылки в одном пакете. Если прикладной процесс N раз

вызвал модуль UDP для отправки данных (т.е. запросил отправку N сообщений),

то модулем UDP будет сформировано и отправлено N пакетов, и процесс-

получатель будет должен N раз вызвать свой модуль UDP для получения всех

сообщений.

При получении пакета от межсетевого уровня модуль UDP проверяет

контрольную сумму и передает содержимое сообщения прикладному процессу, чей

номер порта указан в поле ?Destination Port+.

Если проверка контрольной суммы выявила ошибку или если процесса,

подключенного к требуемому порту, не существует, пакет игнорируется. Если

пакеты поступают быстрее, чем модуль UDP успевает их обрабатывать, то

поступающие пакеты также игнорируются. Протокол UDP не имеет никаких

средств подтверждения безошибочного приема данных или сообщения об ошибке,

не обеспечивает приход сообщений в порядке отправки, не производит

предварительного установления сеанса связи между прикладными процессами,

поэтому он является ненадежным протоколом без установления соединения. Если

приложение нуждается в подобного рода услугах, оно должно использовать на

транспортном уровне протокол TCP.

Максимальная длина UDP-сообщения равна максимальной длине IP-дейтаграммы

(65535 октетов) за вычетом минимального IP-заголовка (20) и UDP-заголовка

(8), т.е. 65507 октетов. На практике обычно используются сообщения длиной

8192 октета.

Примеры прикладных процессов, использующих протокол UDP: NFS (Network

File System - сетевая файловая система), TFTP (Trivial File Transfer

Protocol - простой протокол передачи файлов), SNMP (Simple Network

Management Protocol - простой протокол управления сетью), DNS (Domain Name

Service - доменная служба имен), RIP (Routing Information Protocol).

2 Классификация алгоритмов маршрутизации и общие сведения

Алгоритмы маршрутизации можно дифференцировать, основываясь на

нескольких ключевых характеристиках. Во-первых, на работу результирующего

протокола маршрутизации влияют конкретные задачи, которые решает

разработчик алгоритма. Во-вторых, существуют различные типы алгоритмов

маршрутизации, и каждый из них по-разному влияет на сеть и ресурсы

маршрутизации. И наконец, алгоритмы маршрутизации используют разнообразные

показатели, которые влияют на расчет оптимальных маршрутов. В следующих

разделах анализируются эти атрибуты алгоритмов маршрутизации.

2.1 Цели разработки алгоритмов маршрутизации

При разработке алгоритмов маршрутизации часто преследуют одну или

несколько из перечисленных ниже целей:

1. Оптимальность

2. Простота и низкие непроизводительные затраты

3. Живучесть и стабильность

4. Быстрая сходимость

5. Гибкость

Оптимальность

Оптимальность, вероятно, является самой общей целью разработки. Она

характеризует способность алгоритма маршрутизации выбирать "наилучший"

маршрут. Наилучший маршрут зависит от показателей и от "веса" этих

показателей, используемых при проведении расчета. Например, алгоритм

маршрутизации мог бы использовать несколько пересылок с определенной

задержкой, но при расчете "вес" задержки может быть им оценен как очень

значительный. Естественно, что протоколы маршрутизации дожны строгo

определять свои алгоритмы расчета показателей.

Простота и низкие непроизводительные затраты

Алгоритмы маршрутизации разрабатываются как можно более простыми.

Другими словами, алгоритм маршрутизации должен эффективно обеспечивать свои

функциональные возможности, с мимимальными затратами программного

обеспечения и коэффициентом

использования. Особенно важна эффективность в том случае, когда

программа, реализующая алгоритм маршрутизации, должна работать в

компьютере с ограниченными физическими ресурсами.

Живучесть и стабильность :

Алгоритмы маршрутизации должны обладать живучестью. Другими словми, они

должны четко функционировать в случае неординарных или непредвиденных

обстоятельств, таких как отказы аппаратуры, условия высокой нагрузки и

некорректные реализации. Т.к. маршрутизаторы расположены в узловых точках

сети, их отказ может вызвать значительные проблемы.

Часто наилучшими алгоритмами маршрутизации оказываются те, которые

выдержали испытание временем и доказали свою надежность в различных

условиях работы сети.

Быстрая сходимость :

Алгоритмы маршрутизации должны быстро сходиться. Сходимость - это

процесс соглашения между всеми маршрутизаторами по оптимальным маршрутам.

Когда какое-нибудь событие в сети приводит к тому, что маршруты или

отвергаются, или ставновятся доступными, маршрутизаторы рассылают сообщения

об обновлении маршрутизации. Сообщения об обновлении маршрутизации

пронизывают сети, стимулируя пересчет оптимальных маршрутов и, в конечном

итоге, вынуждая все маршрутизаторы придти к соглашению по этим маршрутам.

Алгоритмы мааршрутизации, которые сходятся медленно, могут привести к

образованию петель маршрутизации или выходам из строя сети.

На Рисунке 2.1 изображена петля маршрутизации. В данном случае, в момент

времени t1 к маршрутизатору 1 прибывает пакет. Маршрутизатор 1 уже был

обновлен и поэтому он знает, что оптимальный маршрут к пункту назначения

требует, чтобы следующей остановкой был маршрутизатор 2. Поэтому

маршрутизатор 1 пересылает пакет в маршрутизатор 2. Маршрутизатор 2 еще не

был обновлен, поэтому он полагает, что следующей оптимальной пересылкой

должен быть маршрутизатор 1.

Поэтому маршрутизатор 2 пересылает пакет обратно в маршрутизатор 1. Пакет

будет продолжать скакать взад и вперед между двумя маршрутизаторами до тех

пор, пока маршрутизатор 2 не получит корректировку маршрутизации, или пока

число коммутаций данного пакета не превысит допустимого максимального

числа.

Гибкость :

Алгоритмы маршрутизации должны быть также гибкими. Другими словами,

алгоритмы маршрутизации должны быстро и точно адаптироваться к

разнообразным обстоятельствам в сети. Например, предположим, что сегмент

сети отвергнут. Многие алгоритмы

Петля маршрутизации

Рисунок 2.1

маршрутизации, после того как они узнают об этой проблеме, быстро выбирают

следующий наилучший путь для всех маршрутов, которые обычно используют этот

сегмент. Алгоритмы маршрутизации могут быть запрограммированы таким

образом, чтобы они могли адаптироваться к изменениям полосы пропускания

сети, размеров очереди к маршрутизатору, величины задержки сети и других

переменных.

2.2 Типы алгоритмов

Алгоритмы маршрутизации могут быть классифицированы по типам. Например,

алгоритмы могут быть:

1. Статическими или динамическими

2. Одномаршрутными или многомаршрутными

3. Одноуровневыми или иерархическими

4. С интеллектом в главной вычислительной машине или в маршрутизаторе

5. Внутридоменными и междоменными

6. Алгоритмами состояния канала или вектора расстояний

Статические или динамические алгоритмы

Статические алгоритмы маршрутизации вообще вряд ли являются алгоритмами.

Распределение статических таблиц маршрутизации устанавливется

администратором сети до начала маршрутизации. Оно не меняется, если только

администратор сети не изменит его. Алгоритмы, использующие статические

маршруты, просты для разработки и хорошо работают в окружениях, где трафик

сети относительно предсказуем, а схема сети относительно проста.

Т.к. статические системы маршрутизации не могут реагировать на изменения

в сети, они, как правило, считаются непригодными для современных крупных,

постоянно изменяющихся сетей. Большинство доминирующих алгоритмов

маршрутизации 1990гг. - динамические.

Динамические алгоритмы маршрутизации подстраиваются к изменяющимся

обстоятельствам сети в масштабе реального времени. Они выполняют это путем

анализа поступающих сообщений об обновлении маршрутизации. Если в сообщении

указывается, что имело место изменение сети, программы маршрутизации

пересчитывают маршруты и рассылают новые сообщения о корректировке

маршрутизации. Такие сообщения пронизывают сеть, стимулируя маршрутизаторы

заново прогонять свои алгоритмы и соответствующим образом изменять таблицы

маршрутизации. Динамические алгоритмы маршрутизации могут дополнять

статические маршруты там, где это уместно. Например, можно разработать

"маршрутизатор последнего обращения" (т.е. маршрутизатор, в который

отсылаются все неотправленные по определенному маршруту пакеты). Такой

маршрутизатор выполняет роль хранилища неотправленных пакетов, гарантируя,

что все сообщения будут хотя бы определенным образом обработаны.

Одномаршрутные или многомаршрутные алгоритмы

Некоторые сложные протоколы маршрутизации обеспечивают множество

маршрутов к одному и тому же пункту назначения. Такие многомаршрутные

алгоритмы делают возможной мультиплексную передачу трафика по

многочисленным линиям; одномаршрутные алгоритмы не могут делать этого.

Преимущества многомаршрутных алгоритмов очевидны - они могут обеспечить

заначительно большую пропускную способность и надежность.

Одноуровневые или иерархические алгоритмы

Некоторые алгоритмы маршрутизации оперируют в плоском пространстве, в то

время как другие используют иерархиии маршрутизации. В одноуровневой

системе маршрутизации все маршрутизаторы равны по отношению друг к другу. В

иерархической системе маршрутизации некоторые маршрутизаторы формируют то,

что составляет основу (backbone - базу) маршрутизации. Пакеты из небазовых

маршрутизаторов перемещаются к базовыи маршрутизаторам и пропускаются через

них до тех пор, пока не достигнут общей области пункта назначения. Начиная

с этого момента, они перемещаются от последнего базового маршрутизатора

через один или несколько небазовых маршрутизаторов до конечного пункта

назначения.

Системы маршрутизации часто устанавливают логические группы узлов,

называемых доменами, или автономными системами (AS), или областями. В

иерархических системах одни маршрутизаторы какого-либо домена могут

сообщаться с маршрутизаторами других доменов, в то время как другие

маршрутизаторы этого домена могут поддерживать связь с маршрутизаторы

только в пределах своего домена. В очень крупных сетях могут существовать

дополнительные иерархические уровни. Маршрутизаторы наивысшего

иерархического уровня образуют базу маршрутизации.

Основным преимуществом иерархической маршрутизации является то, что она

имитирует организацию большинства компаний и следовательно, очень хорошо

поддерживает их схемы трафика. Большая часть сетевой связи имеет место в

пределах групп небольших компаний (доменов). Внутридоменным маршрутизаторам

необходимо знать только о других маршрутизаторах в пределах своего домена,

поэтому их алгоритмы маршрутизации могут быть упрощенными. Соответственно

может быть уменьшен и трафик обновления маршрутизации, зависящий от

используемого алгоритма маршрутизации.

Алгоритмы с игнтеллектом в главной вычислительной машине или в

маршрутизаторе

Некоторые алгоритмы маршрутизации предполагают, что конечный узел

источника определяет весь маршрут. Обычно это называют маршрутизацией от

источника. В системах маршрутизации от источника маршрутизаторы действуют

просто как устойства хранения и пересылки пакета, без всякий раздумий

отсылая его к следующей остановке.

Другие алгоритмы предполагают, что главные вычислительные машины ничего

не знают о маршрутах. При использовании этих алгоритмов маршрутизаторы

определяют маршрут через об'единенную сеть, базируясь на своих собственных

расчетах. В первой системе, рассмотренной выше, интеллект маршрутизации

находится в главной вычислительной машине. В системе, рассмотренной во

втором случае, интеллектом маршрутизации наделены маршрутизаторы.

Компромисс между маршрутизацией с интеллектом в главной вычислительной

машине и маршрутизацией с интеллектом в маршрутизаторе достигается путем

сопоставления оптимальности маршрута с непроизводительными затратами

трафика. Системы с интеллектом в главной вычислительной машине чаще

выбирают наилучшие маршруты, т.к. они, как правило, находят все возможные

маршруты к пункту назначения, прежде чем пакет будет действительно отослан.

Затем они выбирают наилучший мааршрут, основываясь на определении

оптимальности данной конкретной системы. Однако акт определения всех

маршрутов часто требует значительного трафика поиска и большого об'ема

времени.

Внутридоменные или междоменные алгоритмы

Некоторые алгоритмы маршрутизации действуют только в пределах доменов;

другие - как в пределах доменов, так и между ними. Природа этих двух типов

алгоритмов различная. Поэтому понятно, что оптимальный алгоритм

внутридоменной маршрутизации не обязательно будет оптимальным алгоритмом

междоменной маршрутизации.

Алгоритмы состояния канала или вектора расстояния

Алгоритмы состояния канала (известные также как алгоритмы

"первоочередности наикратчайшего маршрута") направляют потоки маршрутной

информации во все узлы об'единенной сети. Однако каждый маршрутизатор

посылает только ту часть маршрутной таблицы, которая описывает состояние

его собственных каналов. Алгоритмы вектора расстояния ( известные также как

алгоритмы Бэлмана-Форда) требуют от каждогo маршрутизатора посылки всей или

части своей маршрутной таблицы, но только своим соседям. Алгоритмы

состояния каналов фактически направляют небольшие корректировки по всем

направлениям, в то время как алгоритмы вектора расстояний отсылают более

крупные корректировки только в соседние маршрутизаторы.

Отличаясь более быстрой сходимостью, алгоритмы состояния каналов

несколько меньше склонны к образованию петель маршрутизации, чем алгоритмы

вектора расстояния. С другой стороны, алгоритмы состояния канала

характеризуются более сложными расчетами в сравнении с алгоритмами вектора

расстояний, требуя большей процессорной мощности и памяти, чем алгоритмы

вектора расстояний. Вследствие этого, реализация и поддержка алгоритмов

состояния канала может быть более дорогостоящей. Несмотря на их различия,

оба типа алгоритмов хорошо функционируют при самых различных

обстоятельствах.

2.3 Показатели алгоритмов (метрики)

Маршрутные таблицы содержат информацию, которую используют программы

коммутации для выбора наилучшего маршрута. Чем характеризуется построение

маршрутных таблиц? Какова особенность природы информации, которую они

содержат? В данном разделе, посвященном показателям алгоритмов, сделана

попытка ответить на вопрос о том, каким образом алгоритм определяет

предпочтительность одного маршрута по сравнению с другими.

В алгоритмах маршрутизации используется много различных показателей.

Сложные алгоритмы маршрутизации при выборе маршрута могут базироваться на

множестве показателей, комбинируя их таким образом, что в результате

получается один отдельный (гибридный) показатель. Ниже перечислены

показатели, которые используются в алгоритмах маршрутизации:

1. Длина маршрута

2. Надежность

3. Задержка

4. Ширина полосы пропускания

5. Нагрузка

6. Стоимость связи

Длина маршрута

Длина маршрута является наиболее общим показателем маршрутизации.

Некоторые протоколы маршрутизации позволяют администраторам сети назначать

произвольные цены на каждый канал сети. В этом случае длиной тракта

является сумма расходов, связанных с каждым каналом, который был

траверсирован. Другие протоколы маршрутизации определяют "количество

пересылок", т.е. показатель, характеризующий число проходов, которые пакет

должен совершить на пути от источника до пункта назначения через изделия

об'единения сетей (такие как маршрутизаторы).

Надежность

Надежность, в контексте алгоритмов маршрутизации, относится к надежности

каждого канала сети (обычно описываемой в терминах соотношения бит/ошибка).

Некоторые каналы сети могут отказывать чаще, чем другие. Отказы одних

каналов сети могут быть устранены легче или быстрее, чем отказы других

каналов. При назначении оценок надежности могут быть приняты в расчет любые

факторы надежности. Оценки надежности обычно назначаются каналам сети

администраторами сети. Как правило, это произвольные цифровые величины.

Задержка

Под задержкой маршрутизации обычно понимают отрезок времени, необходимый

для передвижения пакета от источника до пункта назначения через

об'единенную сеть. Задержка зависит от многих факторов, включая полосу

пропускания промежуточных каналов сети, очереди в порт каждого

маршрутизатора на пути передвижения пакета, перегруженность сети на всех

промежуточных каналах сети и физическое расстояние, на которое необходимо

переместить пакет. Т.к. здесь имеет место конгломерация нескольких важных

переменных, задержка является наиболее общим и полезным показателем.

Полоса пропускания

Полоса пропускания относится к имеющейся мощности трафика какого-либо

канала. При прочих равных показателях, канал Ethernet 10 Mbps

предпочтителен любой арендованной линии с полосой пропускания 64 Кбайт/сек.

Хотя полоса пропускания является оценкой максимально достижимой пропускной

способности канала, маршруты, проходящие через каналы с большей полосой

пропускания, не обязательно будут лучше маршрутов, проходящих через менее

быстродействующие каналы.

2.4 Таблицы маршрутизации

Решение о пересылке данных по определенному маршруту принимается на

основании сведений о том, какие адреса сетей (или идентификаторы (коды)

сетей) доступны в объединенной сети. Эти сведения содержатся в базе данных,

называемой таблицей маршрутизации. Таблица маршрутизации представляет собой

набор записей, называемых маршрутами, которые содержат информацию о

расположении сетей с данными идентификаторами в объединенной сети. Таблицы

маршрутизации могут существовать не только на маршрутизаторах. Узлы, не

являющиеся маршрутизаторами, могут также вести свои таблицы маршрутизации

для определения оптимальных маршрутов.

2.4.1 Типы записей в таблице маршрутизации

Каждая запись в таблице маршрутизации считается маршрутом и может иметь

один из следующих типов.

1) Маршрут к сети

Маршрут к сети ведет к сети, входящей в объединенную сеть и имеющей

указанный код (идентификатор).

2) Маршрут к узлу

Маршрут к узлу ведет к конкретному узлу в объединенной сети, обладающему

указанным адресом (кодом сети и кодом узла). Маршруты к узлу обычно

используются для создания пользовательских маршрутов к отдельным узлам с

целью оптимизации или контроля сетевого трафика.

3) Маршрут по умолчанию

Маршрут по умолчанию используется, если в таблице маршрутизации не были

найдены подходящие маршруты. Например, если маршрутизатор или узел не могут

найти нужный маршрут к сети или маршрут к узлу, то используется маршрут по

умолчанию. Маршрут по умолчанию упрощает настройку узлов. Вместо того чтобы

настраивать на узлах маршруты ко всем сетям объединенной сети, используется

один маршрут по умолчанию для перенаправления всех пакетов с адресами

сетей, не обнаруженными в таблице маршрутизации.

2.4.2 Структура таблицы маршрутизации

Каждая запись таблицы маршрутизации состоит из следующих информационных

полей.

1) Код сети

Код сети (или адрес узла для маршрута к узлу). На IP-маршрутизаторах

существует дополнительное поле маски подсети, позволяющее выделить код IP-

сети из IP-адреса назначения.

2) Адрес пересылки

Адрес, по которому перенаправляются пакеты. Адресом пересылки может быть

аппаратный адрес или IP-адрес узла. Для сетей, к которым непосредственно

подключен узел или маршрутизатор, поле адреса пересылки может содержать

адрес интерфейса, подключенного к сети.

3) Интерфейс

Сетевой интерфейс, используемый при перенаправлении пакетов,

предназначенных для сети с данным кодом. Он может задаваться номером порта

или другим логическим идентификатором.

4) Метрика

Стоимость использования маршрута. Обычно лучшими считаются маршруты,

имеющие наименьшую метрику. При наличии нескольких маршрутов к нужной сети

назначения выбирается маршрут с наименьшей метрикой. Некоторые алгоритмы

маршрутизации позволяют хранить в таблице маршрутизации только один маршрут

к сети с данным кодом, даже при наличии нескольких таких маршрутов. В таком

случае метрика используется маршрутизатором для выбора маршрута, заносимого

в таблицу маршрутизации.

Примечание

. Вышеприведенный список содержит лишь список полей типичной таблицы

маршрутизации, используемой маршрутизаторами. Поля реальных таблиц

маршрутизации различных маршрутизируемых протоколов могут отличаться.

3 Создание объединенной IP-сети со статической маршрутизацией

Объединенная IP-сеть со статической маршрутизацией не использует

протоколы маршрутизации, такие как RIP для IP или OSPF, для обмена

информацией маршрутизации между маршрутизаторами. Вся информация

маршрутизации хранится в статических таблицах маршрутизации на каждом из

маршрутизаторов. Нужно проследить за тем, чтобы в таблице маршрутизации

каждого маршрутизатора присутствовали маршруты, необходимые для обеспечения

трафика между любыми двумя конечными точками объединенной IP-сети.

В этом разделе собраны сведения по следующим вопросам.

а) Среда со статической маршрутизацией

б) Вопросы проектирования среды со статической маршрутизацией

в) Безопасность статической маршрутизации

г) Развертывание статической маршрутизации

3.1 Среда со статической маршрутизацией

Среда со статической IP-маршрутизацией подходит для небольших

статических объединенных IP-сетей с единственными путями.

а) Под термином «небольшая объединенная сеть» понимается сеть, содержащая

от 2 до 10 сетей.

б) Термин «сеть с единственными путями» означает, что передача пакетов в)

между любыми двумя конечными точками объединенной сети возможна только по

одному маршруту.

г) Термином «статическая сеть» называются сети, топология которых со

временем не меняется.

Среды со статической маршрутизацией могут использоваться в следующих

случаях:

1) малый бизнес;

2) небольшая офисная объединенная IP-сеть;

3) единственная сеть офиса подразделения.

Вместо того чтобы использовать протокол маршрутизации в достаточно

медленном канале глобальной связи, на маршрутизаторе офиса подразделения

задается единственный маршрут по умолчанию, обеспечивающий передачу в

главный офис всего трафика, не имеющего

адресатов в сети подразделения.

Статическая маршрутизация имеет следующие недостатки.

1) Отсутствие отказоустойчивости

Если маршрутизатор или канал связи перестают функционировать,

статические маршрутизаторы не обнаруживают сбой и не информируют о нем

другие маршрутизаторы. Эта проблема существенна, главным образом, для

больших объединенных сетей организаций; небольшие офисные сети (с двумя

маршрутизаторами и тремя локальными сетями) испытывают такие трудности

недостаточно часто для того, чтобы рассматривать вопрос о развертывании

топологии с множественными путями и протоколом маршрутизации.

2) Затраты на администрирование

Если в объединенной сети добавляется или удаляется одна из сетей,

маршруты к этой сети должны быть добавлены или удалены вручную. При

добавлении нового маршрутизатора на нем нужно правильно настроить все

необходимые маршруты.

3.2 Вопросы проектирования среды со статической маршрутизацией

Во избежание возможных неполадок при реализации статической

маршрутизации необходимо учитывать следующие вопросы.

Конфигурация периферийного маршрутизатора

Чтобы упростить конфигурацию, можно задать на периферийных

маршрутизаторах маршрут по умолчанию, ведущий к соседствующему

маршрутизатору. Периферийный маршрутизатор — это маршрутизатор,

подключенный к нескольким сетям, лишь в одной из которых имеется

соседствующий маршрутизатор.

Маршруты по умолчанию и циклические маршруты

Рекомендуется не задавать на двух соседствующих маршрутизаторах маршруты

по умолчанию друг к другу. Маршрут по умолчанию передает весь трафик, не

предназначенный для непосредственно подключенной сети, на указанный

маршрутизатор. Два маршрутизатора, заданные в маршрутах по умолчанию друг

друга, могут образовывать циклы маршрутизации, делая невозможной доставку

трафика узлам назначения.

3.3 Среды с использованием вызова по требованию

Статическую маршрутизацию при использовании вызова по требованию можно

реализовать одним из двух способов.

1) Маршрут по умолчанию

На маршрутизаторе офиса подразделения можно настроить маршрут по

умолчанию, использующий интерфейс вызова по требованию. Преимущество

маршрута по умолчанию состоит в том, что его нужно добавить только один

раз. Недостатком маршрута по умолчанию является то, что любой трафик,

адресаты которого находятся вне сети офиса подразделения, в том числе

трафик к недостижимым узлам, вызывает подключение маршрутизатора офиса

подразделения к сети главного офиса.

2) Автостатические маршруты

Автостатические маршруты — это статические маршруты, которые

автоматически добавляются в таблицу маршрутизации маршрутизатора после

запроса маршрутов с помощью протокола RIP для IP при подключении по

требованию. Преимущество автостатических маршрутов заключается в том, что

для недостижимых узлов маршрутизатор не подключается к главному офису.

Недостаток автостатических маршрутов состоит в необходимости их

периодического обновления в соответствии с достижимыми сетями в главном

офисе. Если в главном офисе добавлена новая сеть, а в офисе подразделения

не было выполнено автостатическое обновление, то все узлы в этой новой сети

будут недостижимы из офиса подразделения.

3.4 Безопасность статической маршрутизации

Чтобы предотвратить преднамеренное или непреднамеренное изменение

статических маршрутов на маршрутизаторах, нужно выполнить следующие

действия.

1) Реализовать физическую защиту, чтобы пользователи не имели физического

доступа к маршрутизаторам.

2) Предоставить административные полномочия только тем пользователям,

которые будут запускать службу маршрутизации и удаленного доступа.

3.5 Развертывание статической маршрутизации

Если для вашей объединенной IP-сети подходит статическая маршрутизация,

для ее развертывания нужно выполнить следующие действия.

1. Создайте схему топологии объединенной IP-сети, на которой должны быть

показаны отдельные сети и места расположения маршрутизаторов и узлов

(компьютеров, использующих протокол TCP/IP и не являющихся

маршрутизаторами).

2. Каждой IP-сети (системе кабелей, связанной с другими такими системами

с помощью одного или нескольких маршрутизаторов) присвойте уникальный

код (идентификатор) IP-сети (также называемый адресом IP-сети).

3. Назначьте IP-адреса всем интерфейсам маршрутизаторов. Общепринятой

практикой является назначение интерфейсам маршрутизаторов первых IP-

адресов из выделенного данной сети диапазона адресов. Например, если

IP-сеть имеет код 192.168.100.0 и маску подсети 255.255.255.0, то

интерфейсу маршрутизатора назначается IP-адрес 192.168.100.1.

4. Для периферийных маршрутизаторов настройте маршрут по умолчанию для

интерфейса, для которого имеется соседствующий маршрутизатор.

Использовать маршруты по умолчанию на периферийных маршрутизаторах не

обязательно.

5. Для каждого маршрутизатора, не являющегося периферийным, создайте

список маршрутов, которые нужно добавить в качестве статических

маршрутов в таблицу маршрутизации маршрутизатора. Каждый маршрут

содержит код сети назначения, маску подсети, IP-адрес шлюза (или IP-

адрес для перенаправления), метрику (число прыжков до этой сети) и

Страницы: 1, 2, 3, 4