Разное

Виды маршрутизации: Типы маршрутизации — протоколы и статистическая маршрутизация

Содержание

Типы маршрутизации — протоколы и статистическая маршрутизация

Маршрутизация — это процесс, который выполняется устройствами уровня 3 (или сетевого уровня) для доставки пакета путем выбора оптимального пути от одной сети к другой.

Существует 3 вида маршрутизации:

  • статистическая;
  • динамическая;
  • маршрутизация по умолчанию.

Статическая маршрутизация

Статическая маршрутизация — это процесс, в котором мы должны вручную добавлять маршруты в таблицу маршрутизации.
Преимущества статистической маршрутизации

  • Нет затрат на маршрутизацию для процессора маршрутизатора, что означает, что для маршрутизации можно использовать более дешевый маршрутизатор.
  • Это добавляет безопасность, потому что только администратор может разрешить маршрутизацию только в определенные сети.
  • Нет использования полосы пропускания между маршрутизаторами.

Недостатки статистической маршрутизации

  • Для большой сети администратору крайне сложно вручную добавлять каждый маршрут для сети в таблицу маршрутизации на каждом маршрутизаторе.
  • Администратор должен хорошо знать топологию. Если приходит новый администратор, то он должен вручную добавлять каждый маршрут, чтобы у него было очень хорошее знание маршрутов топологии.

Конфигурация статистической маршрутизации

R1 с IP-адресом 172.16.10.6/30 на s0 / 0/1, 192.168.10.1/24 на fa0 / 0. 
R2 с IP-адресом 172.16.10.2/30 на s0 / 0/0, 192.168.20.1/24 на fa0 / 0. 
R3 с IP-адресом 172.16.10.5/30 на s0 / 1, 172.16.10.1/30 на s0 / 0, 10.10.10.1/24 на fa0 / 0.

Теперь настраиваем статические маршруты для маршрутизатора R3:

R3 (config) #ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 172.16.10.2
R3 (config) #ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 172.16.10.6

Здесь, при условии маршрута для сети 192.168.10.0, где 192.168.10.0 является ее сетью, я бы и 172.16.10.2 и 172.16.10.6 были адресом следующего перехода.
Теперь настройка для R2:

R2 (config) #ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 172.16.10.1
R2 (config) #ip route 10.10.10.0 255.255.255.0 172.16.10.1
R2 (config) #ip route 172.16.10.4 255.255.255.0 172.16.10.1

Аналогично для R1:

R1 (config) #ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 172.16.10.5
R1 (config) #ip route 10.10.10.0 255.255.255.0 172.16.10.5
R1 (config) #ip route 172.16.10.0 255.255.255.0 172.16.10.5

Маршрутизация по умолчанию

Как правило — это метод, при котором маршрутизатор настроен на отправку всех пакетов на один маршрутизатор (следующий переход).

Неважно, к какой сети принадлежит пакет, он перенаправляется на маршрутизатор, который настроен для маршрутизации по умолчанию. Это обычно используется с маршрутизаторами заглушки. Незавершенный маршрутизатор — это маршрутизатор, который имеет только один маршрут для доступа ко всем другим сетям.
Конфигурация —
Использование той же топологии, которую мы использовали для статической маршрутизации ранее.

В этой топологии R1 и R2 являются тупиковыми маршрутизаторами, поэтому мы можем настроить маршрутизацию по умолчанию для обоих этих маршрутизаторов.
Настройка маршрутизации по умолчанию для R1:

R1 (config) #ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.10.5

Теперь настройте маршрутизацию по умолчанию для R2:

R2 (config) #ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.10.1

Динамическая маршрутизация

Динамическая маршрутизация выполняет автоматическую настройку маршрутов в соответствии с текущим состоянием маршрута в таблице маршрутизации. Динамическая маршрутизация использует протоколы для обнаружения сетевых назначений и маршрутов для их достижения. RIP и OSPF являются лучшими примерами протокола динамической маршрутизации. Будет произведена автоматическая настройка для достижения пункта назначения сети, если один из маршрутов не работает.

Динамический протокол имеет следующие особенности:

  1. Маршрутизаторы должны иметь один и тот же динамический протокол для обмена маршрутами.
  2. Когда маршрутизатор обнаруживает изменение в топологии, маршрутизатор объявляет об этом всем другим маршрутизаторам.

Преимущества —

  • Прост в настройке.
  • Более эффективен при выборе лучшего маршрута к удаленной сети назначения, а также для обнаружения удаленной сети.

Недостаток —

  • Потребляет больше пропускной способности для связи с другими соседями.
  • Менее безопасный, чем статическая маршрутизация.

Выбор маршрута в маршрутизаторах Cisco

Один из самых интересных аспектов маршрутизаторов Cisco, особенно для пользователей, малознакомых с маршрутизацией, — это метод, который маршрутизатор использует для выбора наилучшего из доступных маршрутов, созданных протоколами маршрутизации, при помощи ручной настройки и другими способами. Несмотря на то что процесс выбора маршрута проще, чем можно предположить, полное понимание этого процесса требует некоторых знаний принципа работы маршрутизаторов Cisco.

Требования

Для данного документа отсутствуют предварительные условия.

Используемые компоненты

Настоящий документ не имеет жесткой привязки к каким-либо конкретным версиям программного обеспечения и оборудования.

Условные обозначения

Дополнительные сведения об условных обозначениях см. в документе Технические рекомендации Cisco. Условные обозначения.

В создание и поддержку таблицы маршрутизации в маршрутизаторе Cisco вовлечены три процесса:

  • Различные процессы маршрутизации, которые фактически запускают сетевой протокол или протокол маршрутизации, такой как улучшенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP), связь между промежуточными системами (IS-IS), первоочередное открытие кратчайших маршрутов (OSPF).

  • Сама таблица маршрутизации, которая получает сведения от процессов маршрутизации и отвечает на запросы данных от процесса переадресации.

  • Процесс переадресации, который запрашивает информацию из таблицы маршрутизации, чтобы принять решение о переадресации пакета.

Чтобы понять, как происходит построение таблицы маршрутизации, рассмотрим взаимодействие между протоколами маршрутизации и таблицей маршрутизации.

Основные вопроси при построении маршрутной таблицы:

  • Административное расстояние – Это мера надежности источника маршрута. Если маршрутизатор узнает о получателе из нескольких протоколов маршрутизации, то сравниваются административные расстояния и преимущество получают маршруты с меньшим административным расстоянием. Другими словами, это степень доверия источнику маршрута.

  • Метрики – это мера, используемая протоколом маршрутизации для вычисления лучшего пути к данному месту назначения, если известно множество путей к нему. Каждый протокол маршрутизации использует свою метрику.

  • Длина префикса

Поскольку каждый процесс маршрутизации получает обновления и иную информацию, он выбирает наилучший путь к указанному пункту назначения и предпринимает попытку внедрить данный путь в таблицу маршрутизации. Например, если протокол EIGRP определяет наилучший путь к адресу 10.1.1.0/24, выполняется попытка установки данного пути в таблицу маршрутизации.

Маршрутизатор решает, устанавливать ли маршруты, представленные процессом маршрутизации, основанном на административном расстоянии маршрута. Если данный маршрут имеет наименьшую административную длину до цели (по сравнению с другими маршрутами таблицы), он будет прописан в таблице маршрутизации. Если этот маршрут не является маршрутом с лучшим административным расстоянием, он отклоняется.

Для лучшего понимания давайте обратимся к примеру. Предположим, что в маршрутизаторе работает 4 процесса маршрутизации —: EIGRP, OSPF, RIP и IGRP. Все 4 процесса получили данные о различных маршрутах к сети 192.168.24.0/24, и каждый выбрал наилучший путь к этой сети, используя внутренние метрики и процессы.

Каждый из четырех процессов пытается установить свой маршрут к сети 192.168.24.0/24 в таблицу маршрутизации. Каждый из процессов маршрутизации назначил административное расстояние, которое используется для определения маршрута, который следует установить.

Административное расстояние по умолчанию
Подключено 0
Статичный 1
eBGP 20
EIGRP (внутренний) 90
IGRP 100
OSPF
110
IS-IS 115
RIP 120
EIGRP (внешний) 170
iBGP 200
Суммарный маршрут EIGRP 5

Так как внутренний маршрут EIGRP имеет наилучшее административное расстояние (чем меньше административное расстояние, тем выше приоритет), он устанавливается в таблицу маршрутизации.

Резервные маршруты

Что другие протоколы, RIP, IGRP и OSPF, делают с неустановленными маршрутами? Что делать, если оптимальный маршрут, полученный от EIGRP, недоступен? ПО Cisco IOS® использует два похода к решению этой проблемы: Сначала каждый процесс маршрутизации должен периодически пытаться установить свои лучшие маршруты. Если наиболее предпочтительный маршрут недоступен, то на следующей попытке будет выбран следующий по приоритету маршрут (в соответствие с административным расстоянием). Другим решением для протокола маршрутизации, которому не удалось установить маршрут в таблице, является использование маршрута и передача процессу таблицы маршрутизации команды послать отчет, если лучший маршрут даст сбой.

Для протоколов, не имеющих своей информации таблиц маршрутизации, например IGRP, используется первый метод. Каждый раз, когда протокол IGRP получает обновление маршрута, он пытается установить обновленные данные в таблицу маршрутизации. Если в таблице маршрутизации на это направление уже назначен маршрут, попытка установки закончится неудачей.

Для протоколов, не имеющих БД маршрутной информации, например EIGRP, IS-IS, OSPF, BGP и RIP, резервный маршрут регистрируется при сбое первоначальной попытки установить маршрут. Если маршрут, установленный в таблице маршрутизации, отказывает по тем или иным причинам, процесс обслуживания таблицы маршрутизации вызывает процессы всех протоколов маршрутизации, которые зарегистрировали резервный маршрут, и просит установить этот маршрут в таблицу. Если резервный маршрут зарегистрировали несколько протоколов, предпочтительный маршрут выбирается на основе административного расстояния.

Настройка административного расстояния

Административное расстояние по умолчанию не всегда подходит для вашей сети; можно внести изменение, чтобы маршруты RIP были предпочтительны, например, по сравнению с маршрутами IGRP. Перед тем как объяснить, как регулировать административные расстояния, необходимо посмотреть на последствия изменения административного расстояния.

Опасно изменять административное расстояние в протоколах маршрутизации! Изменение расстояний по умолчанию может привести к образованию петель маршрутизации. Рекомендуется изменять административное расстояние с осторожностью и с полным представлением о том, что требуется получить, и всех последствиях своих действий.

Для полных протоколов изменение расстояния относительно просто. Для этого необходимо ввести команду distance в режиме субконфигурации процесса маршрутизации. Также можно изменить расстояние маршрутов, полученных только из одного источника или расстояние только определенных маршрутов. Для получения дополнительной информации см. Изменение административного расстояния для выбора маршрута в примере настройки маршрутизаторов Cisco IOS.

Чтобы изменить расстояние для статических маршрутов, введите нужное расстояние после следующей команды ip route:

ip-маршрут подсеть сети маска следующий транзитный участок расстояние

Невозможно одновременно изменить административное расстояние для всех статических маршрутов.

Как метрика определяет процесс выбора маршрута

Маршрутизаторы выбираются и включаются в маршрутизационную таблицу на основании административного расстояния протокола маршрутизации. Маршруты с наименьшим административным расстоянием, полученные от протокола маршрутизации, устанавливаются в таблицу маршрутизации. Если с одного протокола маршрутизации существует несколько путей к одному и тому же получателю, то эти пути имеют одно административное расстояние, а оптимальный путь выбирается на основе метрики. Метрики представляют собой значения, связанные с определенными маршрутами, ранжирующие их в интервале от наиболее предпочитаемых до наименее предпочитаемых. Параметры, используемые для расчета метрик, зависят от протокола маршрутизации. Путь с самой низкой метрикой выбирается в качестве оптимального пути и устанавливается в таблице маршрутизации. Если существует несколько путей с равной метрикой до одного назначения, распределение нагрузки выполняется по этим путям эквивалентной стоимости. Дополнительные сведения о распределении нагрузки см. в разделе «Как работает средство распределения нагрузки»?

Длина префикса

Давайте посмотрим на другой сценарий, чтобы увидеть, как маршрутизатор обрабатывает другую типичную ситуацию: переменные длины прификсов. Предположим, что в маршрутизаторе запущено четыре процесса со следующими маршрутами:

Который из этих маршрутов будет установлен в таблице маршрутизации? Поскольку внутренний маршрут EIGRP имеет наилучшее административное расстояние, легко предположить, что он будет установлен первым. Однако, маршруты имеют разные длины префиксов (маски подсети) и, следовательно, считаются маршрутами к разным местам назначения. В этом случае в таблицу маршрутизации будут добавлены все маршруты.

Давайте посмотрим, как переадресующий инструмент использует информацию таблицы маршрутизации для принятия решений о пересылке.

Давайте взглянем на три маршрута, которые мы только что установили в таблице маршрутизации, и посмотрим, как они выглядят на маршрутизаторе.

router# show ip route
     ....
     D   192.168.32.0/26 [90/25789217] via 10.1.1.1
     R   192.168.32.0/24 [120/4] via 10.1.1.2
     O   192.168.32.0/19 [110/229840] via 10.1.1.3
     ....

Если пакет прибывает на интерфейс маршрутизатора с адресом назначения 192.168.32.1, какой маршрут выберет маршрутизатор? Это зависит от длины префикса или количества бит, установленного в маске подсети. При пересылке пакета более длинные префиксы всегда предпочтительнее коротких.

В этом примере, пакет, отправленный по адресу 192.168.32.1 направляется в сеть 10.1.1.1, так как адрес 192.168.32.1 находится в сети 192.168.32.0/26 (192.168.32.0–192.168.32.63). Адресу соответствуют еще два доступных маршрута, но у 192.168.32.0/26 наиболее длинный префикс в таблице маршрутизации (26 бит против 24 и 19).

Точно так же, если пакет, направленный на адрес 192.168.32.100, прибывает на один из интерфейсов маршрутизатора, он перенаправляется на 10.1.1.2, поскольку 192.168.32.100 не попадает в диапазон адресов 192.168.32.0/26 (от 192.168.32.0 до 192.168.32.63), но попадает в диапазон адресов 192.168.32.0/24 назначения (от 192.168.32.0 до 192.168.32.255). Опять, он также попадает в область, перекрытую 192.168.32.0/19, но 192.168.32.0/24 имеет более длинный префикс.

Ip classless

Для тех адресов, для которых команда ip classless configuration попадает в данный диапазон, возможно возникновение сбоев в процессе маршрутизации и пересылки. В реальности команда «IP classless» влияет только на работу процессов переадресации IOS, но не влияет на построение таблицы маршрутизации. Если функция «IP classless» не настроена (с помощью команды no ip classless), маршрутизатор не будет переадресовать пакеты в подсети. Для примера снова поместим три маршрута в таблицу маршрутизации и проведем пакеты через маршрутизатор.

Примечание: Если суперсеть или маршрут по умолчанию получены через IS-IS или OSPF, то команда no ip classless configuration игнорируется. В этом случае режим коммутация пакетов работает так, как если бы команда ip classless была настроена.

router# show ip route
....
     172.30.0.0/16 is variably  subnetted, 2 subnets, 2 masks
D        172.30.32.0/20 [90/4879540] via  10.1.1.2
D       172.30.32.0/24  [90/25789217] via 10.1.1.1
S*   0.0.0.0/0 [1/0] via 10.1.1.3

Помня о том, что сеть 172.30.32.0/24 включает адреса с 172.30.32.0 по 172.30.32.255, а сеть 172.30.32.0/20 включает адреса с 172.30.32.0 по 172.30.47.255, мы можем выполнить коммутацию трех пакетов с использованием этой таблицы маршрутизации и проанализировать результаты.

  • Пакет, направленный по адресу 172.30.33.1, переадресуются на 10.1.1.2, так как этот маршрут имеет наибольший префикс.

  • Пакет, предназначенный для адреса 172.30.33.1, пересылается на 10.1.1.2, из-за совпадения самого длинного префикса.

  • Пакет, направленный по адресу 192.168.10.1 переадресуются на 10.1.1.3. Так как сеть отсутствует в таблице маршрутизации, пакет переадресуется на маршрут по умолчанию.

  • Пакет, отправленный по адресу 172.30.254.1, отбрасывается.

Удивительно, что из этих четырех пакетов был отброшен последний. Он отброшен потому, что его место назначения 172.30.254.1 находится внутри известной крупной сети 172.30.0.0/16, но маршрутизатор не знает об этой отдельной подсети внутри этой крупной сети.

На этом основана маршрутизация типа classful: Если одна часть основной сети известна, но подсеть в этой основной сети, для которой предназначен пакет, не известна, пакет отбрасывается.

Самым сложным для понимания аспектом этого правила является то, что маршрутизатор использует только маршрут по умолчанию, если крупная сеть назначения вообще не существует в таблице маршрутизации.

Это может вызвать проблемы в сети, когда удаленный участок с одной связью к остальной части сети не выполняет никаких протоколов маршрутизации, как проиллюстрировано.

Маршрутизатор удаленного сайта настраивается следующим образом:

interface Serial 0
     ip address 10.1.2.2 255.255.255.0
   !
   interface Ethernet 0
     ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
   !
   ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.2.1
   !
   no ip classless

В такой конфигурации узлы на удаленном узле могут достичь назначения через Интернет (через облако 10.x.x.x), но не назначений в облаке 10.x.x.x, которое является корпоративной сетью. Поскольку удаленный маршрутизатор обладает информацией о части сети 10.0.0.0/8, двух напрямую подключенных подсетях и ничего не знает о другой подсети диапазона 10.x.x.x, то он предполагает, что таких подсетей не существует, и сбрасывает предназначенные для них пакеты. Однако трафик, направленный в Интернет, не имеет получателя в диапазоне адресов 10.x.x.x и поэтому правильно направляется по стандартному маршруту.

Настройка бесклассового IP на удаленном маршрутизаторе позволяет решить эту проблему, так как она позволяет удаленному маршрутизатору игнорировать границы класса сетей в таблице маршрутизации и выполнять маршрутизацию просто по совпадению с наибольшей длиной префикса.

В общих словах, переадресация состоит из трех наборов процессов: протоколы маршрутизации, таблица маршрутизации и процесс переадресации, который принимает решения о переадресации и коммутирует пакеты. Ниже иллюстрируются эти три набора процессов, а также их взаимосвязь.

Совпадение с наибольшей длиной префикса всегда выигрывает у маршрутов, установленных в таблице маршрутизации, в то время как протокол маршрутизации с самым коротким административным расстоянием всегда выигрывает при установке маршрутов в таблицу маршрутизации.

Протокол маршрутизации ospf — что такое, принцип работы

Протокол OSPF, наряду с IS-IS, принадлежит к классу протоколов маршрутизации Link State. Принципы этого класса заключается в том, что в памяти маршрутизатора помимо всех оптимальных маршрутов в удаленные сети должна быть полная карта сети, в том числе с действующими связями между другими маршрутизаторами. OSPF изначально создавался как открытый протокол, что сделало его самым распространенным среди протоколов маршрутизации. Его алгоритм позволяет достаточно легко выстраивать стек протоколов для OSPF. Поэтому для специалистов, имеющих отношение к сетям, важно понимание, по крайней мере, общих принципов его работы.

Разберем, что такое сетевой протокол OSPF для чайников.

Принцип работы OSPF

Работа протокола OSPF строится по следующему алгоритму:

  1. Маршрутизаторы производят обмен малыми пакетами HELLO.
  2. После выполнения обмена между ними устанавливаются соседства. Каждый из маршрутизаторов добавляет в специальную локальную таблицу соседей.
  3. Маршрутизаторы выполняют сбор состояний своих связей с соседями (линков). Линки включают id самого маршрутизатора и соседа, сеть и префикс, тип сети и метрику (стоимость линка). После сбора состояний маршрутизатор формирует пакет LSA (Link State Advertisement).
  4. LSA рассылается каждому соседу, который передает пакет дальше по сети.
  5. После получения пакета LSA каждый маршрутизатор добавляет содержащуюся в нем информацию в локальную таблицу LSDB (Link State Database).
  6. В таблице LSDB накапливаются данные обо всех парах маршрутизаторов в пределах сети.
  7. На основании накопленных данных выстраивается полная карта сети, которая включает все действующие маршрутизаторы и образованные между ними связи.
  8. Используя карту, каждый маршрутизатор выполняет поиск самых коротких маршрутов во все сети и формирует из них таблицу маршрутизации.

Учитывая ресурсоемкий и сложный принцип работы OSPF, от каждого маршрутизатора требуется достаточно высокая производительность и значительный объем оперативной памяти.

В случае разрыва связи с соседом у одного из маршрутизаторов, он отправляет по сети новые пакеты LCA, и повторяется вся процедура формирования таблицы маршрутизации. Чтобы исключить постоянный пересчет в крупных сетях с большим количеством маршрутизаторов, в них применяют разделение на отдельные зоны. В каждой из них выполняются автономные вычисления с передачей между зонами только итогового результата. В любой конфигурации OSPF должна присутствовать корневая зона с индексом 0. Малые сети обычно помещаются в ее пределах, а для больших — требуется формирование дополнительных зон.

Пакет OSPF помещается в пакет IP с мультикастовым адресом получателя. Отправителю же в нем соответствует адрес маршрутизатора. Пакет помещается в мультикастовый фрейм, например, в Ethernet. При формировании списков контроля доступа нужно учитывать, что OSPF инкапсулируется непосредственно в IP, а не в UDP или TCP.

Виды OSPF сообщений

Протокол маршрутизации OSPF поддерживает 5 типов сообщений:

  • Hello — периодически направляются для поиска соседей.
  • Database Description DBD — применяются для контроля синхронизации LSDB у соседей.
  • Link state request LSR — запрос у LSA у маршрутизатора, выполняемый принудительно. Применяется в случаях, когда маршрутизатор только включается и ему необходимо определить действующие в сети связи, а также если у него пропала сеть и нужно найти альтернативные маршруты.
  • Link state update LSU — содержит данные о состоянии связей маршрутизатора.
  • Link State Acknowledgment LSAck — подтверждающий пакет, который отправляется в ответ на сообщения других типов.

Hello пакеты отправляются с установленной периодичностью. По умолчанию она составляет 1 раз в 10 секунд для сетей BMA и point-to-point и 1 раз в 40 секунд для сетей NBMA. Также существует понятие Dead-интервала, который по умолчанию равняется 4 Hello-интервалам. Если в течение этого периода маршрутизатор не получает ни одного пакета, то он считает, что сосед отключился. За этим следует пересчет и обновление таблицы маршрутизаторы.

ID маршрутизатора в OSPF

Учитывая, что при построении карты сети маршрутизаторами в качестве узлов выступают другие маршрутизаторы, большое значение имеет наличие у каждого из них уникального имени. Для определения такого имени используется поле Router ID.

Идентификатор записывается в виде IP-адреса IPv4. Неважно, какое он примет значение, главное, чтобы он был уникальным в пределах этой сети. ID маршрутизатора в OSPF можно задать вручную. Если он не задан, то будет присвоен автоматически.

Принцип работы протокола OSPF предусматривает следующий алгоритм назначения ID маршрутизатора:

  1. В случае явного задания идентификатора командой router-id, используется назначенный вручную ID.
  2. В случае если не было ввода router-id, присваивается больший адрес из настроенных на маршрутизаторе loopback интерфейсов.
  3. При отсутствии loopback интерфейсов принимается больший адрес из всех включенных на маршрутизаторе интерфейсов.

Для определения большего адреса используется прямое сравнение по октетам слева направо.

Работа OSPF в сетях с множественным доступом

К основным проблемам OSPF можно отнести работу протокола в сетях с множественным доступом. Распространена топология, при которой множество маршрутизаторов объединяются не через последовательное подключение друг к другу, а через общую сеть. Теоретически OSPF должен выстраивать соседства в пределах общей сети на основе принципа «каждый с каждым». Однако это требует формирования огромных таблиц, работа с которыми сильно перегружает процессор и память.

Решение этой проблемы достигается посредством механизма выбора Designated Router (DR) и Backup Designated Router (BDR), которые представляют собой роли маршрутизаторов. В сети с множественным доступом, к которой подключены более 2 маршрутизаторов, один из них назначается на роль DR, а второй — на роль BDR. При отправке любым маршрутизатором какого-либо пакета, он поступает не всем устройства в сети, а подается на отдельный мультикастовый адрес, доступный только DR и BDR. В свою очередь, DR рассылает пакет всем маршрутизаторам в сети. Такое посредничество значительно снижает нагрузку. BDR выполняет резервную функцию и моментально принимает роль DR при его отключении. После этого среди остальных маршрутизаторов сразу выбирается новый BDR.

Метрика в OSPF

Открытый протокол маршрутизации не устанавливает отдельных требований к расчету метрики и оценки маршрутов. Его стандарт определяет стоимость каждого линка. В случае прохождения маршрута через несколько линков их стоимость суммируется. Оптимальным признается маршрут с наименьшей стоимостью. При этом принципы подсчета стоимости линка зависят от принципов, примененных конкретным производителем сетевого оборудования.

Например, Cisco применяет два варианта расчета стоимости.

В первом случае стоимость линка рассчитывается как обратная величина от его скорости (1000 — для 1 Мбит, 100 — для 10 Мбит, 10 — для 100 Мбит, 1 — для 1 Гбита и т. д.). Этот вариант подойдет при условии, что все маршрутизаторы будут считать стоимость по данному алгоритму, аэто требует использование только устройств Cisco.

Второй способ предусматривает задание стоимости администратором на основе собственного определения качества линка. Этот вариант используют в тех случаях, когда качество линка определяется не одной только его скоростью. В том числе метрика может быть завышена для линка, на котором чаще других появляются ошибки или осуществляется тарификация трафика. Этот способ применим в сетях, где установлены маршрутизаторы разных производителей.

Типы маршрутизаторов OSPF

Принцип действия протокола OSPF предусматривает использование следующих типов маршрутизаторов:

  • IR (Internal Router) — это внутренний маршрутизатор, у которого все интерфейсы ассоциированы только с одной определенной областью.
  • ABR (Area Border Router) — устанавливается в нулевой зоне для обеспечения связи с другими зонами.
  • ASBR (Autonomous System Boundary Router) — обеспечивает объединение автономных систем для обмена маршрутами.

Отдельно следует выделить описанные выше типы маршрутизаторов DR, BDR, обеспечивающие работу протокола в сети с множественным доступом при минимальных нагрузках на оборудование. Маршрутизатор DR в этой паре является основным, а BDR — резервным.

 

 

Подпишитесь на рассылку Смарт-Софт и получите скидку на первую покупку

За подписку мы также пришлем вам white paper «Основы кибербезопасности в коммерческой компании».

Email*

Подписаться

Основные принципы работы сетевой маршрутизации

  • Bot
  • 30.12.2020
  • 12 342
  • 0
  • 28.03.2021
  • 25
  • 25
  • 0
  • Содержание статьи

Маршрутизация в IP-сетях

Маршрутизация служит для приема пакета от одного устройства и передачи его по сети другому устройству через другие сети. Если в сети нет маршрутизаторов, то не поддерживается маршрутизация. Маршрутизаторы направляют (перенаправляют) трафик во все сети, составляющие объединенную сеть.

Для маршрутизации пакета маршрутизатор должен владеть следующей информацией:

  • Адрес назначения
  • Соседний маршрутизатор, от которого он может узнать об удаленных сетях
  • Доступные пути ко всем удаленным сетям
  • Наилучший путь к каждой удаленной сети
  • Методы обслуживания и проверки информации о маршрутизации

Маршрутизатор узнает об удаленных сетях от соседних маршрутизаторов или от сетевого администратора. Затем маршрутизатор строит таблицу маршрутизации, которая описывает, как найти удаленные сети.

Если сеть подключена непосредственно к маршрутизатору, он уже знает, как направить пакет в эту сеть. Если же сеть не подключена напрямую, маршрутизатор должен узнать (изучить) пути доступа к удаленной сети с помощью статической маршрутизации (ввод администратором вручную местоположения всех сетей в таблицу маршрутизации) или с помощью динамической маршрутизации.

Динамическая маршрутизация — это процесс протокола маршрутизации, определяющий взаимодействие устройства с соседними маршрутизаторами. Маршрутизатор будет обновлять сведения о каждой изученной им сети. Если в сети произойдет изменение, протокол динамической маршрутизации автоматически информирует об изменении все маршрутизаторы. Если же используется статическая маршрутизация, обновить таблицы маршрутизации на всех устройствах придется системному администратору.

Что такое маршрутизатор (шлюз, gateway)?

Маршрутизатором, или шлюзом, называется узел сети с несколькими IP-интерфейсами (содержащими свой MAC-адрес и IP-адрес), подключенными к разным IP-сетям, осуществляющий на основе решения задачи маршрутизации перенаправление дейтаграмм из одной сети в другую для доставки от отправителя к получателю.

Маршрутизаторы представляют собой либо специализированные вычислительные машины, либо компьютеры с несколькими IP-интерфейсами, работа которых управляется специальным программным обеспечением.

Процесс IP-маршрутизации

IP-маршрутизация — простой процесс, который одинаков в сетях любого размера. Например, на рисунке показан процесс пошагового взаимодействия хоста А с хостом В в другой сети. В примере пользователь хоста А запрашивает по ping IP-адрес хоста В. Дальнейшие операции не так просты, поэтому рассмотрим их подробнее:

  • В командной строке пользователь вводит ping 172.16.20.2. На хосте А генерируется пакет с помощью протоколов сетевого уровня IP и ICMP.

  • IP обращается к протоколу ARP для выяснения сети назначения для пакета, просматривая IP-адрес и маску подсети хоста А. Это запрос к удаленному хосту, т.е. пакет не предназначен хосту локальной сети, поэтому пакет должен быть направлен маршрутизатору для перенаправления в нужную удаленную сеть.
  • Чтобы хост А смог послать пакет маршрутизатору, хост должен знать аппаратный адрес интерфейса маршрутизатора, подключенный к локальной сети. Сетевой уровень передает пакет и аппаратный адрес назначения канальному уровню для деления на кадры и пересылки локальному хосту. Для получения аппаратного адреса хост ищет местоположение точки назначения в собственной памяти, называемой кэшем ARP.
  • Если IP-адрес еще не был доступен и не присутствует в кэше ARP, хост посылает широковещательную рассылку ARP для поиска аппаратного адреса по IP-адресу 172.16.10.1. Именно поэтому первый запрос Ping обычно заканчивается тайм-аутом, но четыре остальные запроса будут успешны. После кэширования адреса тайм-аута обычно не возникает.
  • Маршрутизатор отвечает и сообщает аппаратный адрес интерфейса Ethernet, подключенного к локальной сети. Теперь хост имеет всю информацию для пересылки пакета маршрутизатору по локальной сети. Сетевой уровень спускает пакет вниз для генерации эхо-запроса ICMP (Ping) на канальном уровне, дополняя пакет аппаратным адресом, по которому хост должен послать пакет. Пакет имеет IP-адреса источника и назначения вместе с указанием на тип пакета (ICMP) в поле протокола сетевого уровня.
  • Канальный уровень формирует кадр, в котором инкапсулируется пакет вместе с управляющей информацией, необходимой для пересылки по локальной сети. К такой информации относятся аппаратные адреса источника и назначения, а также значение в поле типа, установленное протоколом сетевого уровня (это будет поле типа, поскольку IP по умолчанию пользуется кадрами Ethernet_II). Рисунок 3 показывает кадр, генерируемый на канальном уровне и пересылаемый по локальному носителю. На рисунке 3 показана вся информация, необходимая для взаимодействия с маршрутизатором: аппаратные адреса источника и назначения, IP-адреса источника и назначения, данные, а также контрольная сумма CRC кадра, находящаяся в поле FCS (Frame Check Sequence).
  • Канальный уровень хоста А передает кадр физическому уровню. Там выполняется кодирование нулей и единиц в цифровой сигнал с последующей передачей этого сигнала по локальной физической сети.

  • Сигнал достигает интерфейса Ethernet 0 маршрутизатора, который синхронизируется по преамбуле цифрового сигнала для извлечения кадра. Интерфейс маршрутизатора после построения кадра проверяет CRC, а в конце приема кадра сравнивает полученное значение с содержимым поля FCS. Кроме того, он проверяет процесс передачи на отсутствие фрагментации и конфликтов носителя.
  • Проверяется аппаратный адрес назначения. Поскольку он совпадает с адресом маршрутизатора, анализируется поле типа кадра для определения дальнейших действий с этим пакетом данных. В поле типа указан протокол IP, поэтому маршрутизатор передает пакет процессу протокола IP, исполняемому маршрутизатором. Кадр удаляется. Исходный пакет (сгенерированный хостом А) помещается в буфер маршрутизатора.
  • Протокол IP смотрит на IP-адрес назначения в пакете, чтобы определить, не направлен ли пакет самому маршрутизатору. Поскольку IP-адрес назначения равен 172.16.20.2, маршрутизатор определяет по своей таблице маршрутизации, что сеть 172.16.20.0 непосредственно подключена к интерфейсу Ethernet 1.
  • Маршрутизатор передает пакет из буфера в интерфейс Ethernet 1. Маршрутизатору необходимо сформировать кадр для пересылки пакета хосту назначения. Сначала маршрутизатор проверяет свой кэш ARP, чтобы определить, был ли уже разрешен аппаратный адрес во время предыдущих взаимодействий с данной сетью. Если адреса нет в кэше ARP, маршрутизатор посылает широковещательный запрос ARP в интерфейс Ethernet 1 для поиска аппаратного адреса для IP-адреса 172.16.20.2.
  • Хост В откликается аппаратным адресом своего сетевого адаптера на запрос ARP. Интерфейс Ethernet 1 маршрутизатора теперь имеет все необходимое для пересылки пакета в точку окончательного приема. На рисунке показывает кадр, сгенерированный маршрутизатором и переданный по локальной физической сети.

Кадр, сгенерированный интерфейсом Ethernet 1 маршрутизатора, имеет аппаратный адрес источника от интерфейса Ethernet 1 и аппаратный адрес назначения для сетевого адаптера хоста В. Важно отметить, что, несмотря на изменения аппаратных адресов источника и назначения, в каждом передавшем пакет интерфейсе маршрутизатора, IP-адреса источника и назначения никогда не изменяются. Пакет никоим образом не модифицируется, но меняются кадры.

  • Хост В принимает кадр и проверяет CRC. Если проверка будет успешной, кадр удаляется, а пакет передается протоколу IP. Он анализирует IP-адрес назначения. Поскольку IP-адрес назначения совпадает с установленным в хосте В адресом, протокол IP исследует поле протокола для определения цели пакета.
  • В нашем пакете содержится эхо-запрос ICMP, поэтому хост В генерирует новый эхо-ответ ICMP с IP-адресом источника, равным адресу хоста В, и IP-адресом назначения, равным адресу хоста А. Процесс запускается заново, но в противоположном направлении. Однако аппаратные адреса всех устройств по пути следования пакета уже известны, поэтому все устройства смогут получить аппаратные адреса интерфейсов из собственных кэшей ARP.

В крупных сетях процесс происходит аналогично, но пакету придется пройти больше участков по пути к хосту назначения.

Таблицы маршрутизации

В стеке TCP/IP маршрутизаторы и конечные узлы принимают решения о том, кому передавать пакет для его успешной доставки узлу назначения, на основании так называемых таблиц маршрутизации (routing tables).

Таблица представляет собой типичный пример таблицы маршрутов, использующей IP-адреса сетей, для сети, представленной на рисунке.

Таблица маршрутизации для Router 2

В таблице представлена таблица маршрутизации многомаршрутная, так как содержится два маршрута до сети 116.0.0.0. В случае построения одномаршрутной таблицы маршрутизации, необходимо указывать только один путь до сети 116.0.0.0 по наименьшему значению метрики.

Как нетрудно видеть, в таблице определено несколько маршрутов с разными параметрами. Читать каждую такую запись в таблице маршрутизации нужно следующим образом:

Чтобы доставить пакет в сеть с адресом из поля Сетевой адрес и маской из поля Маска сети, нужно с интерфейса с IP-адресом из поля Интерфейс послать пакет по IP-адресу из поля Адрес шлюза, а «стоимость» такой доставки будет равна числу из поля Метрика.

В этой таблице в столбце «Адрес сети назначения» указываются адреса всех сетей, которым данный маршрутизатор может передавать пакеты. В стеке TCP/IP принят так называемый одношаговый подход к оптимизации маршрута продвижения пакета (next-hop routing) – каждый маршрутизатор и конечный узел принимает участие в выборе только одного шага передачи пакета. Поэтому в каждой строке таблицы маршрутизации указывается не весь маршрут в виде последовательности IP-адресов маршрутизаторов, через которые должен пройти пакет, а только один IP-адрес — адрес следующего маршрутизатора, которому нужно передать пакет. Вместе с пакетом следующему маршрутизатору передается ответственность за выбор следующего шага маршрутизации. Одношаговый подход к маршрутизации означает распределенное решение задачи выбора маршрута. Это снимает ограничение на максимальное количество транзитных маршрутизаторов на пути пакета.

Для отправки пакета следующему маршрутизатору требуется знание его локального адреса, но в стеке TCP/IP в таблицах маршрутизации принято использование только IP-адресов для сохранения их универсального формата, не зависящего от типа сетей, входящих в интерсеть. Для нахождения локального адреса по известному IP-адресу необходимо воспользоваться протоколом ARP.

Одношаговая маршрутизация обладает еще одним преимуществом — она позволяет сократить объем таблиц маршрутизации в конечных узлах и маршрутизаторах за счет использования в качестве номера сети назначения так называемого маршрута по умолчанию – default (0.0.0.0), который обычно занимает в таблице маршрутизации последнюю строку. Если в таблице маршрутизации есть такая запись, то все пакеты с номерами сетей, которые отсутствуют в таблице маршрутизации, передаются маршрутизатору, указанному в строке default. Поэтому маршрутизаторы часто хранят в своих таблицах ограниченную информацию о сетях интерсети, пересылая пакеты для остальных сетей в порт и маршрутизатор, используемые по умолчанию. Подразумевается, что маршрутизатор, используемый по умолчанию, передаст пакет на магистральную сеть, а маршрутизаторы, подключенные к магистрали, имеют полную информацию о составе интерсети.

Кроме маршрута default, в таблице маршрутизации могут встретиться два типа специальных записей — запись о специфичном для узла маршруте и запись об адресах сетей, непосредственно подключенных к портам маршрутизатора.

Специфичный для узла маршрут содержит вместо номера сети полный IP-адрес, то есть адрес, имеющий ненулевую информацию не только в поле номера сети, но и в поле номера узла. Предполагается, что для такого конечного узла маршрут должен выбираться не так, как для всех остальных узлов сети, к которой он относится. В случае, когда в таблице есть разные записи о продвижении пакетов для всей сети N и ее отдельного узла, имеющего адрес N,D, при поступлении пакета, адресованного узлу N,D, маршрутизатор отдаст предпочтение записи для N,D.

Записи в таблице маршрутизации, относящиеся к сетям, непосредственно подключенным к маршрутизатору, в поле «Метрика» содержат нули («подключено»).

Алгоритмы маршрутизации

Основные требования к алгоритмам маршрутизации:

  • точность;
  • простота;
  • надёжность;
  • стабильность;
  • справедливость;
  • оптимальность.

Существуют различные алгоритмы построения таблиц для одношаговой маршрутизации. Их можно разделить на три класса:

  • алгоритмы простой маршрутизации;
  • алгоритмы фиксированной маршрутизации;
  • алгоритмы адаптивной маршрутизации.

Независимо от алгоритма, используемого для построения таблицы маршрутизации, результат их работы имеет единый формат. За счет этого в одной и той же сети различные узлы могут строить таблицы маршрутизации по своим алгоритмам, а затем обмениваться между собой недостающими данными, так как форматы этих таблиц фиксированы. Поэтому маршрутизатор, работающий по алгоритму адаптивной маршрутизации, может снабдить конечный узел, применяющий алгоритм фиксированной маршрутизации, сведениями о пути к сети, о которой конечный узел ничего не знает.

Простая маршрутизация

Это способ маршрутизации не изменяющийся при изменении топологии и состоянии сети передачи данных (СПД).

Простая маршрутизация обеспечивается различными алгоритмами, типичными из которых являются следующие:

  • Случайная маршрутизация – это передача сообщения из узла в любом случайно выбранном направлении, за исключением направлений по которым сообщение поступило узел.
  • Лавинная маршрутизация – это передача сообщения из узла во всех направлениях, кроме направления по которому сообщение поступило в узел. Такая маршрутизация гарантирует малое время доставки пакета, засчет ухудшения пропускной способности.
  • Маршрутизация по предыдущему опыту – каждый пакет имеет счетчик числа пройденных узлов, в каждом узле связи анализируется счетчик и запоминается тот маршрут, который соответствует минимальному значению счетчика. Такой алгоритм позволяет приспосабливаться к изменению топологии сети, но процесс адаптации протекает медленно и неэффективно.

В целом, простая маршрутизация не обеспечивает направленную передачу пакета и имеет низкую эффективности. Основным ее достоинством является обеспечение устойчивой работы сети при выходе из строя различных частей сети.

Фиксированная маршрутизация

Этот алгоритм применяется в сетях с простой топологией связей и основан на ручном составлении таблицы маршрутизации администратором сети. Алгоритм часто эффективно работает также для магистралей крупных сетей, так как сама магистраль может иметь простую структуру с очевидными наилучшими путями следования пакетов в подсети, присоединенные к магистрали, выделяют следующие алгоритмы:

  • Однопутевая фиксированная маршрутизация – это когда между двумя абонентами устанавливается единственный путь. Сеть с такой маршрутизацией неустойчива к отказам и перегрузкам.
  • Многопутевая фиксированная маршрутизация – может быть установлено несколько возможных путей и вводится правило выбора пути. Эффективность такой маршрутизации падает при увеличении нагрузки. При отказе какой-либо линии связи необходимо менять таблицу маршрутизации, для этого в каждом узле связи храниться несколько таблиц.

Адаптивная маршрутизация

Это основной вид алгоритмов маршрутизации, применяющихся маршрутизаторами в современных сетях со сложной топологией. Адаптивная маршрутизация основана на том, что маршрутизаторы периодически обмениваются специальной топологической информацией об имеющихся в интерсети сетях, а также о связях между маршрутизаторами. Обычно учитывается не только топология связей, но и их пропускная способность и состояние.

Адаптивные протоколы позволяют всем маршрутизаторам собирать информацию о топологии связей в сети, оперативно отрабатывая все изменения конфигурации связей. Эти протоколы имеют распределенный характер, который выражается в том, что в сети отсутствуют какие-либо выделенные маршрутизаторы, которые бы собирали и обобщали топологическую информацию: эта работа распределена между всеми маршрутизаторами, выделяют следующие алгоритмы:

  • Локальная адаптивная маршрутизация – каждый узел содержит информацию о состоянии линии связи, длины очереди и таблицу маршрутизации.
  • Глобальная адаптивная маршрутизация – основана на использовании информации получаемой от соседних узлов. Для этого каждый узел содержит таблицу маршрутизации, в которой указано время прохождения сообщений. На основе информации, получаемой из соседних узлов, значение таблицы пересчитывается с учетом длины очереди в самом узле.
  • Централизованная адаптивная маршрутизация – существует некоторый центральный узел, который занимается сбором информации о состоянии сети. Этот центр формирует управляющие пакеты, содержащие таблицы маршрутизации и рассылает их в узлы связи.
  • Гибридная адаптивная маршрутизация – основана на использовании таблицы периодически рассылаемой центром и на анализе длины очереди с самом узле.

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 множество различных показателей. Сложные алгоритмы маршрутизации при выборе маршрута могут базироваться на множестве показателей, комбинируя их таким образом, что в результате получается один гибридный показатель. Ниже перечислены показатели, которые используются в алгоритмах маршрутизации:

  • Длина маршрута.
  • Надежность.
  • Задержка.
  • Ширина полосы пропускания.

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» (количество хопов), т. е. показатель, характеризующий число проходов, которые пакет должен совершить на пути от источника до пункта назначения через элементы объединения 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. Как правило, это произвольные цифровые величины.

Задержка

Под задержкой маршрутизации обычно понимают отрезок времени, необходимый для передвижения пакета от источника до пункта назначения через объединенную 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/с. 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.

Виды маршрутизации

Существуют два вида маршрутизации: прямая (direct routing)икосвенная (indirect routing).

Вид маршрутизации определяется следующими шагами.

  1. Выделяется адрес сети (подсети) получателя пакета путем наложения маски на его IP-адрес.

  2. Хост-отправитель сравнивает номер сети назначения пакета со своим номером сети. При совпадении номера сети IP-адреса получателя с адресом сети хоста-отправителя определяется, что пакет может быть прямо передан внутри локального сегмента сети без помощи маршрутизатора (прямая). Иначе, будет производиться поиск по таблице маршрутизации шлюза (маршрутизатора) через который данный пакет будет отправлен в сеть назначения (косвенная).

При косвенной маршрутизации, если сеть назначения пакета принятого маршрутизатором, не подсоединена к нему непосредственно, то данный маршрутизатор должен воспользоваться услугами другого маршрутизатора, который и будет определять следующий пункт назначения (когда не указан точный маршрут следования в заголовке пакета). Последний маршрутизатор будет использовать прямую маршрутизацию для доставки пакета в сеть назначения.

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 в компьютерных сетях: что такое

Маршрутизация в компьютерных сетях

Маршрутизация процесс сетевого уровня, определяющий лучший путь доставки пакета информации получателю.  Пути передачи пакетов информации называют маршрутами. Лучшие определенные маршруты к «знакомым» получателям записываются и хранятся в таблице маршрутизации.

Различают два вида маршрутизации:

  • Статическая маршрутизация
  • Динамическая маршрутизация

Деление происходит в зависимости от способа записи в таблицу маршрутизации.

Выполняют маршрутизацию, специальные устройства – маршрутизаторы или обычные компьютеры с несколькими сетевыми картами.

Далее рассмотрим механизм статической маршрутизации в сетях с установлением соединения и без  установления соединения.

Маршрутизация в сетях на основе служб без установления соединения

Рассматривать процесс маршрутизации будем на условном примере.

По условию примера, Хосту 1 нужно передать сообщение Хосту 2 (рис. 1).

При этом длина сообщения в 4 раза длиннее допустимого к передаче. Из-за этого сообщение нужно разбить на 4 части (пакета) и последовательно отослать на  маршрутизатор А.

Маршрутизатор А соединен только с маршрутизаторами В и С.  Соответственно, все пакеты с Хоста А могут передаваться только на маршрутизаторы В и С.

Все возможные пути движения пакетов информации записаны во внутренней таблице маршрутизации. Записи в таблице маршрутизации соответствуют реальным соединениям.

Итак, через маршрутизатор А нужно передать 4 пакета. Согласно таблице маршрутизации, действующей на данный момент времени, пакеты 1-3 передаются на маршрутизатор С. Далее согласно таблице маршрутизации маршрутизатора С, пакеты передаются на Е — маршрутизатор, который связан непосредственно с хостингом В. Все пакеты 1-3 доставлены.

На следующий момент времени на маршрутизаторе А сменилась таблица маршрутизации, предположим из-за «пробки» на участке пути А-С-Е. Согласно новой таблицы маршрутизации, маршрутизатор А передает пакет 4 по пути маршрутизации А-В-Д, далее Е и на Хост В.

Отмечу, что таблицы маршрутизации оформляются по алгоритмам маршрутизации.

Это пример был для сетей с неустановленным соединением. А как осуществляется маршрутизация при уже установленном соединении.

Маршрутизация в сетях на основе служб с установлением соединения

В сетях с установлением соединения все пакеты информации передаются по единому маршруту. Это обеспечивается установлением на весь сеанс связи надежного виртуального канала.

Задача, передать информацию от Хоста 1 на Хост 2.

Сначала, Хост 1 соединяется с Хостом 2. Это соединение становится первой записью во всех таблицах маршрутизации маршрутизаторов соединенных с Хостом 1 (А-В-С). Согласно записям пакет передается с маршрутизатора А на маршрутизатор С, далее на F, на Е и на Хост 2.

©WebOnTo.ru

Еще статьи

Похожие статьи:

Что такое маршрутизатор?

Маршрутизатор — это физическое сетевое устройство, которое облегчает и устанавливает соединение между локальной сетью и Интернетом путем передачи информации в сети с пакетной коммутацией и из них. Он выполняет эту функцию посредством анализа заголовка пакета данных, который содержит IP-адрес назначения пакета. На основе пакета данных маршрутизатор определяет наиболее эффективный маршрут к адресу назначения. Проще говоря, маршрутизатор маршрутизирует информацию между подключенными сетями.

Функциональность

Физически маршрутизатор подключен к модему и другим устройствам. Маршрутизатор создает частную сеть, получая от модема данные из сети Интернет, который подключается через кабельное, DSL или другое проводное соединение от поставщика интернет-услуг. Маршрутизаторы имеют несколько портов, с которых можно установить подключение к устройствам для распространения подключения к Интернету. Посредством связи между модемами и устройствами в локальной сети маршрутизатор облегчает связь с Интернетом и внутри сети. Маршрутизатор обеспечивает подключение на сетевом уровне системы и, таким образом, функционирует на третьем уровне модели OSI.

Данное устройство также выполняет функции протокола динамической конфигурации узла (DHCP), распределяя частные IP-адреса между устройствами, подключенными к сети. Маршрутизаторы для дома или офиса имеют частный или локальный адрес, полученный с зарезервированного диапазона IP-адресов. Устройства в сети могут иметь такой же частный IP-адрес, как и устройства в соседнем доме. Это не представляет проблемы, поскольку устройства отдельно связаны с различными маршрутизаторами с определенным публичным IP-адресом. Таким образом, частный IP-адрес функционирует только для того, чтобы маршрутизатор мог идентифицировать устройство.

Маршрутизаторы полагаются на таблицу маршрутизации для определения того, куда следует пересылать пакет данных. Таблицы маршрутизации содержат информацию о пункте назначения, следующем переходе, интерфейсе, метриках и маршрутах, которые могут быть использованы для направления пакета данных через линии связи и к пункту назначения.

  1. Место назначения — Пакеты данных содержат заголовок, который содержит IP-адрес конечного пункта назначения. Эта часть информации жизненно важна, так как она определяет, куда должен быть доставлен пакет.
  2. Следующий прыжок — Основываясь на IP-адресе получателя в заголовке пакета данных, следующий прыжок относится к тому, куда данные должны быть направлены для достижения пункта назначения.
  3. Interface (Интерфейс) — Это тип сетевого интерфейса, который должен быть реализован при отправке пакета данных на следующий пункт назначения.
  4. Метрика — Относится к эффективности возможных маршрутов для пакета данных. Это рассчитано для того, чтобы распределить пакет данных по наиболее эффективной и экономичной линии.
  5. Маршруты — Это относится к линиям, по которым данные могут перемещаться для достижения адреса назначения.

Существует 2 способа ведения и упорядочения таблиц маршрутизации. Это можно делать как динамически, так и статически. Статический метод заключается в ручном обслуживании таблиц маршрутизации. С другой стороны, динамические маршрутизаторы автоматически обмениваются информацией с устройствами через различные протоколы маршрутизации. На основе этой информации автоматически обновляются таблицы маршрутизации. Динамическая маршрутизация также называется адаптивной. Различные протоколы маршрутизации, к которым применяются динамические маршрутизаторы, включают следующее:

  • Border Gateway Protocol (BGP) (Протокол пограничного шлюза) — Этот протокол зависит от пограничных маршрутизаторов. Информация о маршрутизации передается между пограничными маршрутизаторами между сетями для обновления экономичности доступных маршрутов для пакетов данных. Направляя данные в автономные системы, каждый маршрутизатор может обновлять свою таблицу маршрутизации.
  • Enhance Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) — Усовершенствованный вариант протокола маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP) — это улучшенный вариант IGRP. В основном он основан на постоянном обмене данными между соседними маршрутизаторами, так как каждый маршрутизатор имеет копию соседних таблиц маршрутизации.
  • Exterior Gateway Protocol (EGP) (Протокол внешнего шлюза) — Это набор стандартов и руководящих принципов для обмена данными между соседними маршрутизаторами в автономных сетях. Часто он применяется интернет-маршрутизаторами для обновления таблиц маршрутизации.
  • Interior Gateway Routing Protocol (IGRP) (Протокол маршрутизации внутренних шлюзов) — состоит из 2 основных протоколов IGRP, которые широко используются в отрасли:
  • Open Shortest Path First (OSPF) — Данный протокол предназначен для перемещения трафика и передачи данных в рамках большой автономной сети. Любые изменения или новые данные в таблице маршрутизации автоматически распространяются на другие сетевые маршрутизаторы OSPF. Эта система позволяет легко определить наиболее эффективный маршрут передачи данных.
  • Информационный протокол маршрутизации (RIP) — Еще одним типом IGP является протокол RIP. Маршрутизатор распределяет данные таблицы маршрутизации по соседним маршрутизаторам с интервалом в 30 секунд. Это автоматически поддерживает таблицы маршрутизации в актуальном состоянии.

Типы

Все маршрутизаторы выполняют основную функцию приема и отправки данных между Интернетом и локальными устройствами, подключенными к сети. Однако существуют различные типы маршрутизаторов, которые зависят от того, как они подключаются к устройствам или как они функционируют в сети. В частности, обычно используются следующие типы маршрутизаторов:

Браузер

Маршрутизатор B также известен как маршрутизатор моста. Это сетевое устройство, которое работает и как мост, и как маршрутизатор. И мост, и маршрутизатор соединяют сети, однако, сетевой мост подразумевает соединение двух отдельных сетей, что позволяет им функционировать как одна сплоченная сеть. В то время как маршрутизатор обеспечивает соединение, при котором обе сети остаются отдельными частными.

Основной маршрутизатор

Основной маршрутизатор устанавливает сетевое соединение и облегчает передачу данных в пределах частной сети. Основные маршрутизаторы работают внутри ядра или внутри сети и не могут отправлять или принимать данные снаружи. Распространение данных ограничено внутри сети, так как данный тип маршрутизатора не может осуществлять обмен информацией с другими системами.

Пограничный маршрутизатор

Пограничный маршрутизатор отвечает за передачу данных между несколькими сетями. В отличие от основного маршрутизатора, пограничный маршрутизатор не облегчает обмен пакетами данных в пределах частной сети, а вместо этого управляет передачей данных в другие отдельные сетевые системы.

Виртуальный маршрутизатор

Как правило, виртуальный маршрутизатор состоит из программного обеспечения, которое позволяет устройству работать в качестве стандартного физического маршрутизатора. Он может работать с использованием протокола избыточности виртуального маршрутизатора (VRRP).

Беспроводной маршрутизатор

Беспроводной маршрутизатор по-прежнему сохраняет проводное соединение с модемом, на который он получает сигналы от сети Интернет. Однако нет необходимости в проводном подключении от маршрутизатора к устройствам, подключенным к сети. Беспроводной маршрутизатор использует антенны, которые посылают радиоволны или инфракрасные волны, которые передают пакеты данных. Наиболее распространенным примером беспроводного маршрутизатора являются домашние wi-fi маршрутизаторы, которые широко используются в офисах и жилых домах.

Проводной маршрутизатор

Проводные маршрутизаторы имеют как минимум 2 проводных соединения. Во-первых, подключение от модема к самому маршрутизатору. Здесь маршрутизатор принимает или отправляет пакеты данных на модем и с модема, который, в свою очередь, также подключен к провайдеру. Другое подключение — к устройствам, подключенным в сети. К маршрутизатору можно подключить несколько устройств, в зависимости от количества доступных портов.

История

Использование маршрутизаторов можно проследить до 1969 года, когда Министерством обороны США была создана сеть агентств по продвинутым исследовательским проектам. Известная как ARPANET, эта сеть использовала процессоры сообщений интерфейса (IMP), которые использовали метод передачи данных с переключением каналов для запуска первой пакетной сети данных. Лишь в 1974 году был разработан первый стандартный маршрутизатор. Дальнейшие инновации по созданию 3-х маршрутизаторов на базе PDP-11 в 1976 году помогли сформировать прототип известной нам сегодня версии интернета. С тех пор, до 1980-х годов, мини-компьютеры часто использовались для работы в качестве маршрутизаторов в сети.

Общий вопрос

Общим моментом путаницы является различие между модемами и маршрутизаторами. При обычной домашней настройке оба устройства являются устройствами, которые помогают подключить компьютер к Интернету. Однако у каждого из них есть свои специфические функции. Маршрутизатор — это устройство, позволяющее другим устройствам, таким как компьютер, смартфон или планшет, подключаться к той же сети. Когда устройство подключено к маршрутизатору, оно теперь принадлежит частной сети. Модем отличается от маршрутизатора тем, что он не устанавливает соединения внутри сети, а, скорее, соединяет сеть с провайдером. Модем отвечает за обеспечение доступа к Интернету, в то время как маршрутизатор распределяет этот доступ к подключенным устройствам.

Недавно провайдеры интернет-услуг разработали гибридные устройства на базе модема-роутера, которые выполняют обе функции. Объединение двух устройств с совместными функциями в одном устройстве упростило процесс настройки.

Типы маршрутизации — GeeksforGeeks

Маршрутизация — это процесс, который выполняется устройствами уровня 3 (или сетевого уровня) для доставки пакета путем выбора оптимального пути из одной сети в другую.

Существует 3 типа маршрутизации:
1. Статическая маршрутизация —
Статическая маршрутизация — это процесс, в котором мы должны вручную добавлять маршруты в таблицу маршрутизации.
Преимущества —

  • Отсутствие накладных расходов на маршрутизацию для ЦП маршрутизатора, что означает, что для маршрутизации можно использовать более дешевый маршрутизатор.
  • Это добавляет безопасности, потому что только администратор может разрешить маршрутизацию только в определенные сети.
  • Нет использования полосы пропускания между маршрутизаторами.

Недостаток —

  • Для большой сети администратору сложно вручную добавить каждый маршрут для сети в таблицу маршрутизации на каждом маршрутизаторе.
  • Администратор должен хорошо разбираться в топологии. Если приходит новый администратор, он должен вручную добавить каждый маршрут, поэтому он должен хорошо знать маршруты топологии.

Конфигурация —


R1 с IP-адресом 172.16.10.6/30 на s0 / 0/1, 192.168.10.1/24 на fa0 / 0.
R2 с IP-адресом 172.16.10.2/30 на s0 / 0/0, 192.168.20.1/24 на fa0 / 0.
R3 с IP-адресом 172.16.10.5/30 на s0 / 1, 172.16.10.1/30 на s0 / 0, 10.10.10.1/24 на fa0 / 0.

Теперь настраиваем статические маршруты для маршрутизатора R3: 

 R3 (config) #ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 172.16.10.2
R3 (config) #ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 172.16.10.6

Здесь предоставлен маршрут для сети 192.168.10.0, где 192.168.10.0 — это сеть, которую я бы, а 172.16.10.2 и 172.16.10.6 — следующий переход адрес.
Теперь настройка для R2: 

 R2 (config) #ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 172.16.10.1
R2 (config) #ip route 10.10.10.0 255.255.255.0 172.16.10.1
R2 (config) #ip route 172.16.10.0 255.255.255.0 172.16.10.1

Аналогично для R1: 

 R1 (config) #ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 172.16.10.5
R1 (config) #ip route 10.10.10.0 255.255.255.0 172.16.10.5
R1 (config) #ip route 172.16.10.0 255.255.255.0 172.16.10.5

2. Маршрутизация по умолчанию —
Это метод, при котором маршрутизатор настроен на отправку всех пакетов к одному маршрутизатору (следующий переход). Не имеет значения, к какой сети принадлежит пакет, он пересылается маршрутизатору, настроенному для маршрутизации по умолчанию. Обычно он используется с маршрутизаторами-заглушками. Маршрутизатор-заглушка — это маршрутизатор, у которого есть только один маршрут для доступа ко всем остальным сетям.
Configuration —
Используется та же топология, которую мы использовали для статической маршрутизации раньше.


В этой топологии R1 и R2 являются тупиковыми маршрутизаторами, поэтому мы можем настроить маршрутизацию по умолчанию для обоих этих маршрутизаторов.
Настройка маршрутизации по умолчанию для R1: 

 R1 (config) #ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.10.5

Теперь настройка маршрутизации по умолчанию для R2: 

 R2 (config) #ip route 0.0.0.0 0.0. 0,0 172.16.10.1

3. Динамическая маршрутизация —
Динамическая маршрутизация выполняет автоматическую корректировку маршрутов в соответствии с текущим состоянием маршрута в таблице маршрутизации. Динамическая маршрутизация использует протоколы для обнаружения сетевых пунктов назначения и маршрутов для их достижения. RIP и OSPF — лучшие примеры протокола динамической маршрутизации. Будет произведена автоматическая настройка для достижения сетевого пункта назначения, если один из маршрутов не работает.

Динамический протокол имеет следующие особенности:

  1. Маршрутизаторы должны иметь один и тот же динамический протокол, работающий для обмена маршрутами.
  2. Когда маршрутизатор обнаруживает изменение в топологии, он объявляет об этом всем другим маршрутизаторам.

Преимущества —

  • Простота настройки.
  • Более эффективен при выборе наилучшего маршрута к удаленной сети назначения, а также для обнаружения удаленной сети.

Недостаток —

  • Потребляет больше полосы пропускания для связи с другими соседями.
  • Менее безопасен, чем статическая маршрутизация.

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Практикуйте экзамен GATE задолго до самого экзамена с помощью предметных и общих викторин, доступных в курсе GATE Test Series .

Изучите все концепции GATE CS с бесплатными живыми классами на нашем канале YouTube.

Типы протоколов маршрутизации — полное руководство (Основы!)

Маршрутизация — одна из самых фундаментальных областей сети, которую должен знать администратор.Протоколы маршрутизации определяют, как ваши данные попадают к месту назначения, и помогают сделать этот процесс маршрутизации как можно более плавным. Однако существует так много различных типов протоколов маршрутизации, что может быть очень сложно отслеживать их все!

Протоколы маршрутизатора включают:
  • Протокол информации о маршрутизации (RIP)
  • Протокол внутреннего шлюза (IGRP)
  • Сначала откройте кратчайший путь (OSPF)
  • Протокол внешнего шлюза (EGP)
  • Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP)
  • Протокол пограничного шлюза (BGP)
  • От промежуточной системы к промежуточной системе (IS-IS)

Прежде чем мы перейдем к рассмотрению самих протоколов маршрутизации, важно сосредоточиться на категориях протоколов.

Все протоколы маршрутизации можно разделить на следующие:
  • Вектор расстояния или протоколы состояния канала
  • Протоколы внутреннего шлюза (IGP) или протоколы внешнего шлюза (EGP)
  • Классовые или бесклассовые протоколы

Протоколы определения вектора расстояния и состояния канала

Вектор расстояния Состояние связи
Отправляет всю таблицу маршрутизации во время обновлений
Предоставляет только информацию о состоянии канала
Отправляет периодические обновления каждые 30-90 секунд
Использует запускаемые обновления
Обновления широковещательной рассылки
Обновления многоканальных трансляций
Уязвимость к петлям маршрутизации
Отсутствие риска петель маршрутизации
RIP, IGRP
OSPF, IS-IS

Протоколы маршрутизации с вектором расстояния — это протоколы , использующие расстояние для выработки наилучшего пути маршрутизации для пакетов в сети.

Эти протоколы измеряют расстояние на основе того, сколько переходов данные должны пройти, чтобы добраться до места назначения. Количество переходов — это, по сути, количество маршрутизаторов, необходимое для достижения пункта назначения.

Обычно протоколы вектора расстояния отправляют соседним устройствам таблицу маршрутизации, полную информации. Такой подход делает их низкими для администраторов, поскольку они могут быть развернуты без особой необходимости в управлении. Единственная проблема заключается в том, что им требуется большая пропускная способность для отправки в таблицах маршрутизации, а также могут возникать петли маршрутизации.

Протоколы маршрутизации состояния канала

Протоколы состояния канала используют другой подход к поиску наилучшего пути маршрутизации, поскольку они обмениваются информацией с другими маршрутизаторами, находящимися поблизости. Маршрут рассчитывается на основе скорости пути к пункту назначения и стоимости ресурсов.

Протоколы маршрутизации состояния канала

используют алгоритм для решения этой проблемы. Одно из ключевых отличий от протокола вектора расстояния заключается в том, что протоколы состояния канала не отправляют таблицы маршрутизации; вместо этого маршрутизаторы уведомляют друг друга при обнаружении изменений маршрута.

Маршрутизаторы

, использующие протокол состояния канала, создают таблицы трех типов; таблица соседей , таблица топологии и таблица маршрутизации . В таблице соседей хранятся сведения о соседних маршрутизаторах, использующих протокол маршрутизации состояния канала, в таблице топологии хранится вся топология сети, а в таблице маршрутизации хранятся наиболее эффективные маршруты.

IGP и EGP

Протоколы маршрутизации также можно разделить на Internal Gateway Protocols ( IGP ) или Exterior Gateway Protocols ( EGP ).

IPG

IGP — это протоколы маршрутизации, которые обмениваются информацией о маршрутизации с другими маршрутизаторами в рамках одной автономной системы (AS). AS определяется как одна сеть или набор сетей, находящихся под управлением одного предприятия. Таким образом, компания AS отделена от ISP AS.

Каждая из следующих категорий классифицируется как IGP:
  • Сначала откройте кратчайший путь (OSPF)
  • Протокол информации о маршрутизации (RIP)
  • Промежуточная система к промежуточной системе (IS-IS)
  • Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP)

египетских фунтов

С другой стороны, EGP — это протоколы маршрутизации, которые используются для передачи маршрутной информации между маршрутизаторами в разных автономных системах.Эти протоколы более сложные, и BGP — единственный протокол EGP, с которым вы, вероятно, столкнетесь. Однако важно отметить, что существует протокол EGP с именем EGP.

Примеры EGP:
  • Протокол пограничного шлюза (BGP)
  • Протокол внешнего шлюза (EGP)
  • Протокол междоменной маршрутизации ISO (IDRP)

Типы протоколов маршрутизации

Временная шкала протоколов маршрутизации

  • 1982 —
    • египетских фунтов
  • 1985 — ИГРП
  • 1988 — RIPv1
  • 1990 — IS-IS
  • 1991 — OSPFv2
  • 1992 — EIGRP
  • 1994 — RIPv2
  • 1995 —
    • лв.
  • 1997 — РИПнг
  • 1999 — BGPv6 и OSPFv3
  • 2000 — IS-ISv6

Протокол информации о маршрутизации (RIP)

Routing Information Protocol или RIP — один из первых создаваемых протоколов маршрутизации.RIP используется как в локальных сетях (LAN), так и в глобальных сетях (WAN), а также работает на прикладном уровне модели OSI . Существует несколько версий RIP, включая RIPv1 и RIPv2 . Исходная версия или RIPv1 определяет сетевые пути на основе IP-адреса назначения и количества переходов в пути.

RIPv1 взаимодействует с сетью, передавая свою таблицу IP-адресов всем маршрутизаторам, подключенным к сети.RIPv2 немного сложнее этого и отправляет свою таблицу маршрутизации на многоадресный адрес. RIPv2 также использует аутентификацию для большей безопасности данных и выбирает маску подсети и шлюз для будущего трафика. Основным ограничением RIP является то, что он имеет максимальное количество переходов, равное 15, что делает его непригодным для больших сетей.

См. Также: Средства мониторинга LAN

Протокол внутреннего шлюза (IGRP)

Internal Gateway Protocol или IGRP — это протокол маршрутизации с вектором расстояния, разработанный Cisco.IGRP был разработан на основе основ, заложенных в RIP, для более эффективного функционирования в более крупных подключенных сетях, и удалил ограничение на 15 переходов , которое было установлено на RIP. IGRP использует такие показатели, как пропускная способность, задержка, надежность и нагрузка, для сравнения жизнеспособности маршрутов в сети. Однако в настройках IGRP по умолчанию используются только полоса пропускания и задержка.

IGRP идеально подходит для больших сетей, поскольку он передает обновления каждые 90 секунд и имеет максимальное количество переходов 255 .Это позволяет поддерживать сети большего размера, чем такой протокол, как RIP. IGRP также широко используется, потому что он устойчив к петлям маршрутизации, потому что он автоматически обновляется при изменении маршрута в сети.

Сначала откройте кратчайший путь (OSPF)

Протокол

Open Shortest Path First или OSPF — это протокол IGP состояния канала, который был специально разработан для IP-сетей с использованием алгоритма Shortest Path First ( SPF ) . Алгоритм маршрутизации SPF используется для вычисления связующего дерева кратчайшего пути, чтобы гарантировать эффективную передачу данных пакетов.Маршрутизаторы OSPF поддерживают базы данных с подробной информацией об окружающей топологии сети. Эта база данных заполнена данными, взятыми из объявлений о состоянии канала (LSA) , отправленных другими маршрутизаторами. LSA — это пакеты, которые содержат подробную информацию о том, сколько ресурсов займет данный путь.

OSPF также использует алгоритм Дейкстры для пересчета сетевых путей при изменении топологии. Этот протокол также относительно безопасен, поскольку он может аутентифицировать изменения протокола для обеспечения безопасности данных.Он используется многими организациями, поскольку масштабируется до больших сред. Изменения топологии отслеживаются, и OSPF может повторно вычислить маршруты скомпрометированных пакетов, если ранее использованный маршрут был заблокирован.

Протокол внешнего шлюза (EGP)

Exterior Gateway Protocol или EGP — это протокол, который используется для обмена данными между хостами шлюза, которые соседствуют друг с другом в автономных системах. Другими словами, EGP предоставляет маршрутизаторам форум для обмена информацией в разных доменах.Самым ярким примером EGP является сам Интернет. Таблица маршрутизации протокола EGP включает известные маршрутизаторы, стоимость маршрута и сетевые адреса соседних устройств. EGP широко использовался более крупными организациями, но с тех пор был заменен на BGP.

Причина, по которой этот протокол потерял популярность, заключается в том, что он не поддерживает многопутевые сетевые среды. Протокол EGP работает, сохраняя базу данных о ближайших сетях и путях маршрутизации, которые может потребоваться для их достижения.Эта информация о маршруте отправляется на подключенные маршрутизаторы. По прибытии устройства могут обновлять свои таблицы маршрутизации и выполнять более осознанный выбор пути по всей сети.

Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP)

Enhanced Internal Gateway Routing Protocol или EIGRP — это протокол векторной маршрутизации на расстоянии, который используется для сетей IP , AppleTalk и NetWare . EIGRP — это проприетарный протокол Cisco, который был разработан как продолжение исходного протокола IGRP.При использовании EIGRP маршрутизатор берет информацию из таблиц маршрутизации своих соседей и записывает их. У соседей запрашивается маршрут, и когда происходит изменение, маршрутизатор уведомляет своих соседей об изменении. Конечным результатом этого является информирование соседних маршрутизаторов о том, что происходит на соседних устройствах.

EIGRP оснащен рядом функций для максимальной эффективности, включая Reliable Transport Protocol ( RTP ) и Diffusing Update Algorithm ( DUAL ).Передача пакетов становится более эффективной, поскольку маршруты пересчитываются для ускорения процесса конвергенции.

Протокол пограничного шлюза (BGP)

Border Gateway Protocol или BGP — это протокол маршрутизации в Интернете, который классифицируется как протокол вектора дальнего пути. Протокол BGP был разработан для замены EGP децентрализованным подходом к маршрутизации. Алгоритм выбора наилучшего пути BGP используется для выбора наилучших маршрутов для передачи пакетов данных. Если у вас нет никаких пользовательских настроек, BGP выберет маршруты с кратчайшим путем к месту назначения.

Однако многие администраторы предпочитают изменять решения о маршрутизации в соответствии с критериями в соответствии со своими потребностями. Алгоритм выбора наилучшего пути маршрутизации можно настроить, изменив атрибут сообщества затрат BGP. BGP может принимать решения о маршрутизации на основе таких факторов, как вес, локальное предпочтение, локально сгенерированный, длина AS_Path, тип источника, дискриминатор с несколькими выходами, eBGP через iBGP, метрика IGP, идентификатор маршрутизатора, список кластеров и IP-адрес соседа.

BGP отправляет обновленные данные таблицы маршрутизатора только в случае каких-либо изменений.В результате отсутствует автоматическое обнаружение изменений топологии, что означает, что пользователь должен настраивать BGP вручную. С точки зрения безопасности, протокол BGP может быть аутентифицирован, поэтому только утвержденные маршрутизаторы могут обмениваться данными друг с другом.

Промежуточная система — промежуточная система (IS-IS)

Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) — это протокол состояния канала, протокол IP-маршрутизации и протокол IGPP, используемые в Интернете для отправки информации IP-маршрутизации. IS-IS использует модифицированную версию алгоритма Дейкстры .Сеть IS-IS состоит из ряда компонентов, включая конечные системы (пользовательские устройства), промежуточные системы (маршрутизаторы), области и домены.

В рамках IS-IS маршрутизаторы организованы в группы, называемые областями, а несколько областей сгруппированы вместе, образуя домен. Маршрутизаторы внутри области размещаются на уровне 1, а маршрутизаторы, соединяющие сегменты вместе, классифицируются как уровень 2. IS-IS использует два типа сетевых адресов; Точка доступа к сетевой службе ( NSAP ) и Заголовок сетевого объекта ( NET ).

Протоколы классовой и бесклассовой маршрутизации

Протоколы маршрутизации

также можно разделить на классовые и бесклассовые протоколы маршрутизации. Различие между этими двумя способами сводится к тому, как они выполняют обновления маршрутизации. Споры между этими двумя формами маршрутизации часто называют классовой или бесклассовой маршрутизацией.

Протоколы классической маршрутизации

Протоколы классической маршрутизации

не отправляют информацию о маске подсети во время обновления маршрутизации, но протоколы бесклассовой маршрутизации отправляют. RIPv1 и IGRP считаются классовыми протоколами. Эти два являются классическими протоколами, потому что они не включают информацию о маске подсети в свои обновления маршрутизации. Протоколы классической маршрутизации с тех пор устарели в связи с протоколами бесклассовой маршрутизации.

Протоколы бесклассовой маршрутизации

Как упоминалось выше, протоколы классовой маршрутизации были заменены протоколами бесклассовой маршрутизации. Протоколы бесклассовой маршрутизации отправляют информацию о маске подсети IP во время обновления маршрутизации .RIPv2, EIGRP, OSPF и IS-IS — это все типы протоколов маршрутизации классов, которые включают в обновления информацию о маске подсети.

Протоколы динамической маршрутизации

Протоколы динамической маршрутизации — это еще один тип протоколов маршрутизации, который критически важен для современных сетей корпоративного уровня. Протоколы динамической маршрутизации позволяют маршрутизаторам автоматически добавлять информацию в свои таблицы маршрутизации от подключенных маршрутизаторов . С помощью этих протоколов маршрутизаторы отправляют обновления топологии всякий раз, когда изменяется топологическая структура сети.Это означает, что пользователю не нужно беспокоиться об обновлении сетевых путей.

Одним из основных преимуществ протоколов динамической маршрутизации является то, что они уменьшают необходимость управления конфигурациями. Обратной стороной является то, что это происходит за счет выделения ресурсов, таких как ЦП и пропускная способность, чтобы они работали на постоянной основе. OSPF, EIGRP и RIP считаются протоколами динамической маршрутизации.

Протоколы и метрики маршрутизации

Независимо от того, какой тип протокола маршрутизации используется, будут четкие метрики, которые будут использоваться для измерения того, какой маршрут лучше всего выбрать.Протокол маршрутизации может идентифицировать несколько путей к сети назначения, но должен иметь возможность определить, какой из них наиболее эффективен. Метрики позволяют протоколу определять, какой путь маршрутизации следует выбрать для обеспечения наилучшего обслуживания сети.

Самым простым показателем для рассмотрения является количество переходов . Протокол RIP использует счетчик переходов для измерения расстояния, которое требуется для того, чтобы пакет данных достиг места назначения. Чем больше прыжков должно пройти пакет, тем дальше он должен пройти.Таким образом, протокол RIP направлен на выбор маршрутов с минимизацией переходов, где это возможно. Помимо количества переходов, существует множество показателей, которые используются протоколами IP-маршрутизации. Используемые показатели включают:

  • Число переходов — Измеряет количество маршрутизаторов, через которые пакет должен пройти.
  • Пропускная способность — Выбирает путь маршрутизации, на основе которого наибольшая пропускная способность
  • Delay — Выбирает путь маршрутизации, на основании которого требуется наименьшее время
  • Надежность — Оценивает вероятность отказа сетевого соединения на основе количества ошибок и предыдущих отказов
  • Стоимость — значение, настраиваемое администратором или IOS, которое используется для измерения стоимости маршрута на основе одной метрики или диапазона метрик
  • Нагрузка — выбирает путь маршрутизации на основе использования трафика подключенных каналов

Показатели по типу протокола

Тип протокола
Тип используемой метрики
RIP Количество переходов
RIPv2 Число переходов
IGRP Полоса пропускания, задержка
OSPF Пропускная способность
BGP Выбрано администратором
EIGRP Полоса пропускания, задержка
IS-IS
Выбрано администратором

Административное расстояние

Административное расстояние — одна из важнейших характеристик маршрутизаторов.Административный — это термин, используемый для описания числового значения, которое используется для определения приоритета того, какой маршрут следует использовать при наличии двух или более доступных маршрутов подключения. Когда один или несколько маршрутов расположены, протокол маршрутизации с меньшим административным расстоянием выбирается в качестве маршрута . Существует административное расстояние по умолчанию, но администраторы также могут настроить свое собственное.

Административное расстояние Источник маршрута
Расстояние по умолчанию
Подключаемый интерфейс
0
Статический маршрут
1
Расширенный сводный маршрут IGRP
5
Внешний BGP
20
Внутренний расширенный IGRP
90
ИГРП 100
OSPF110
IS-IS
115
RIP120
Внешний маршрут EIGRP
170
Внутренний BGP
200
Неизвестно 255

Чем меньше числовое значение административного расстояния, тем больше маршрутизатор доверяет маршруту.Чем ближе числовое значение к нулю, тем лучше. Протоколы маршрутизации используют административное расстояние в основном как способ оценки надежности подключенных устройств. Вы можете изменить административное расстояние протокола, используя процесс определения расстояния в режиме субконфигурации.

Заключительные слова

Как видите, протоколы маршрутизации можно определять и продумывать множеством различных способов. Ключ состоит в том, чтобы рассматривать протоколы маршрутизации как протоколы вектора расстояния или протоколы состояния канала, протоколы IGP или EGP, а также классовые или бесклассовые протоколы.Это общие категории, к которым относятся такие распространенные протоколы маршрутизации, как RIP, IGRP, OSPF и BGP.

Конечно, во всех этих категориях каждый протокол имеет свои нюансы в том, как он измеряет лучший путь маршрутизации, будь то количество переходов, задержка или другие факторы. Изучение всего, что вы можете об этих протоколах, которые вы используете во время повседневной работы в сети, очень поможет вам как на экзамене, так и в реальной среде.

Часто задаваемые вопросы о протоколах маршрутизации

Как по-разному работают алгоритмы Беллмана-Форда и Дейкстра в протоколах маршрутизации?

Оба алгоритма Беллмана-Форда и Дейкстры включают расчет стоимости (расстояния) прохождения ссылки.Основное различие между методологиями состоит в том, что расчет затрат Bellman-Ford может быть положительным или отрицательным, а Дейкстра работает только с положительным результатом. Другое отличие состоит в том, что Bellman-Ford информирует только соседние устройства, но включает расчеты стоимости для не соседей, в то время как Dijkstra будет транслировать всем, а только ограничивать свои расчеты с точки зрения затрат для соседей.

В чем разница между пересылкой и маршрутизацией?

Пересылка — это внутренний процесс для сетевого устройства, например коммутатора.Это просто требует, чтобы устройство передавало данные, полученные на одном интерфейсе, через другой интерфейс. Маршрутизация включает в себя вычисление пути к месту назначения, прежде чем решить, через какой интерфейс передавать входящие данные.

Почему BGP предпочтительнее OSPF?

BGP предлагает большую гибкость и больший контроль для создателей и владельцев устройств, чем OSPF. Процессы BGP включают варианты того, какие маршруты следует объявлять и какие уведомления будут приниматься устройством. Он предлагает больший контроль над выбором маршрута.Это обеспечивает большую гибкость, чтобы избежать перегрузки на определенных каналах, которые OSPF автоматически предполагает, чтобы обеспечить самый быстрый маршрут.

См. Также: Инструменты для traceroute и tracert

Маршрутизация компьютерной сети | Типы маршрутизации

  • Маршрутизатор — это процесс выбора пути, по которому данные могут быть переданы от источника к месту назначения. Маршрутизация выполняется специальным устройством, которое называется роутером.
  • Маршрутизатор работает на сетевом уровне в модели OSI и на интернет-уровне в модели TCP / IP
  • Маршрутизатор — это сетевое устройство, которое пересылает пакет на основе информации, доступной в заголовке пакета и таблице пересылки.
  • Алгоритмы маршрутизации используются для маршрутизации пакетов. Алгоритм маршрутизации — это не что иное, как программное обеспечение, отвечающее за выбор оптимального пути, по которому может быть передан пакет.
  • Протоколы маршрутизации используют метрику для определения наилучшего пути доставки пакета. Метрика — это стандарт измерения, такой как количество переходов, полоса пропускания, задержка, текущая нагрузка на путь и т. Д., Используемый алгоритмом маршрутизации для определения оптимального пути к месту назначения.
  • Алгоритм маршрутизации инициализирует и поддерживает таблицу маршрутизации для процесса определения пути.

Метрики и стоимость маршрутизации

Метрики и стоимость маршрутизации используются для определения наилучшего маршрута к пункту назначения. Факторы, используемые протоколами для определения кратчайшего пути, эти факторы известны как метрика.

Метрики — это сетевые переменные, используемые для определения наилучшего маршрута к месту назначения. Для некоторых протоколов использование статических показателей означает, что их значение не может быть изменено, а для некоторых других протоколов маршрутизации использование динамических показателей означает, что их значение может быть назначено системным администратором.

Наиболее распространенные значения метрики приведены ниже:

  • Число переходов: Число переходов определяется как метрика, которая указывает количество проходов через межсетевые устройства, такие как маршрутизатор, пакет должен пройти по маршруту, чтобы переместиться от источника к месту назначения. Если протокол маршрутизации рассматривает переход как значение основной метрики, то путь с наименьшим количеством переходов будет рассматриваться как лучший путь для перемещения от источника к месту назначения.
  • Задержка: Это время, необходимое маршрутизатору для обработки, постановки в очередь и передачи дейтаграммы на интерфейс.Протоколы используют эту метрику для определения значений задержки для всех каналов на сквозном пути. Путь с наименьшим значением задержки будет считаться лучшим путем.
  • Пропускная способность: Пропускная способность канала называется пропускной способностью канала. Пропускная способность измеряется в битах в секунду. Канал с более высокой скоростью передачи, такой как гигабит, предпочтительнее, чем канал с меньшей емкостью, например 56 кбайт. Протокол будет определять пропускную способность для всех каналов на пути, и общая более высокая пропускная способность будет считаться лучшим маршрутом.
  • Нагрузка: Нагрузка означает степень занятости сетевого ресурса, такого как маршрутизатор или сетевой канал. Нагрузку можно рассчитать различными способами, такими как загрузка ЦП, количество обрабатываемых пакетов в секунду. Если трафик увеличивается, то увеличивается и значение нагрузки. Величина нагрузки изменяется в зависимости от изменения трафика.
  • Надежность: Надежность — это метрический коэффициент, который может состоять из фиксированного значения. Это зависит от сетевых соединений, и его значение измеряется динамически.Некоторые сети выходят из строя чаще, чем другие. После сбоя сети некоторые сетевые ссылки восстанавливаются легче, чем другие сетевые ссылки. Любой фактор надежности может учитываться при присвоении рейтингов надежности, которые обычно представляют собой числовые значения, присваиваемые системным администратором.

Типы маршрутизации

Маршрутизацию

можно разделить на три категории:

  • Статическая маршрутизация
  • Маршрутизация по умолчанию
  • Динамическая маршрутизация

Статическая маршрутизация

  • Статическая маршрутизация также известна как неадаптивная маршрутизация.
  • Это метод, при котором администратор вручную добавляет маршруты в таблицу маршрутизации.
  • Маршрутизатор может отправлять пакеты в пункт назначения по маршруту, определенному администратором.
  • В этом методе решения о маршрутизации не принимаются на основе состояния или топологии сетей

Преимущества статической маршрутизации

Ниже приведены преимущества статической маршрутизации:

  • Нет накладных расходов: Имеются накладные расходы на использование ЦП маршрутизатора.Следовательно, для получения статической маршрутизации можно использовать более дешевый маршрутизатор.
  • Пропускная способность: Не используется пропускная способность между маршрутизаторами.
  • Безопасность: Обеспечивает безопасность, поскольку системному администратору разрешено только контролировать маршрутизацию в определенную сеть.

Недостатки статической маршрутизации:

Ниже приведены недостатки статической маршрутизации:

  • Для большой сети очень сложно вручную добавить каждый маршрут в таблицу маршрутизации.
  • Системный администратор должен хорошо разбираться в топологии, так как он должен добавлять каждый маршрут вручную.

Маршрутизация по умолчанию

  • Маршрутизация по умолчанию — это метод, при котором маршрутизатор настроен на отправку всех пакетов одному и тому же устройству перехода, и не имеет значения, принадлежит оно определенной сети или нет. Пакет передается на устройство, для которого он настроен с маршрутизацией по умолчанию.
  • Маршрутизация по умолчанию используется, когда сети имеют дело с единственной точкой выхода.
  • Это также полезно, когда большая часть сетей передачи должна передавать данные на одно и то же устройство hp.
  • Когда в таблице маршрутизации указан конкретный маршрут, маршрутизатор выберет конкретный маршрут, а не маршрут по умолчанию. Маршрут по умолчанию выбирается только тогда, когда конкретный маршрут не упоминается в таблице маршрутизации.

Динамическая маршрутизация

  • Он также известен как адаптивная маршрутизация.
  • Это метод, при котором маршрутизатор добавляет новый маршрут в таблицу маршрутизации для каждого пакета в ответ на изменения состояния или топологии сети.
  • Динамические протоколы используются для обнаружения новых маршрутов для достижения пункта назначения.
  • В динамической маршрутизации RIP и OSPF — это протоколы, используемые для обнаружения новых маршрутов.
  • Если какой-либо маршрут нарушится, будет произведена автоматическая корректировка для достижения пункта назначения.

Динамический протокол должен иметь следующие характеристики:

  • Все маршрутизаторы должны иметь один и тот же протокол динамической маршрутизации для обмена маршрутами.
  • Если маршрутизатор обнаруживает какие-либо изменения в состоянии или топологии, он передает эту информацию всем другим маршрутизаторам.

Преимущества динамической маршрутизации:

  • Настроить проще.
  • Более эффективен при выборе наилучшего маршрута в ответ на изменения условий или топологии.

Недостатки динамической маршрутизации:

  • Это дороже с точки зрения использования ЦП и полосы пропускания.
  • Это менее безопасно по сравнению с маршрутизацией по умолчанию и статической маршрутизацией.

Типы маршрутизаторов, таблицы маршрутизации и IP-маршрутизация

Роль и значение маршрутизаторов в компьютерной сетевой системе:

В нашем предыдущем руководстве в серии Full Networking Training Series мы подробно рассказали о коммутаторах Layer 2 и Layer 3 . В этом руководстве мы подробно рассмотрим маршрутизаторы.

Маршрутизаторы

широко используются в нашей повседневной жизни, поскольку они соединяют различные сети, расположенные на больших расстояниях.

Поскольку название говорит само за себя, маршрутизаторы получают свою номенклатуру на основании выполняемой ими работы. Это означает, что они выполняют маршрутизацию пакетов данных от исходного конца к конечному пункту назначения с использованием некоторого алгоритма маршрутизации в компьютерных сетевых системах.

Что такое маршрутизаторы?

Если у вас есть телекоммуникационная компания, у которой есть один филиал в Бангалоре, а другой в Хайдарабаде, то для установления соединения между ними мы используем маршрутизаторы на обоих концах, которые были подключены через оптоволоконный кабель через каналы STM с высокой пропускной способностью или каналы DS3.

По этому сценарию трафик в форме данных, голоса или видео будет передаваться с обоих концов отдельно между ними без вмешательства какого-либо третьего нежелательного трафика. Этот процесс рентабелен и эффективен по времени.

Аналогичным образом, этот маршрутизатор также играет ключевую роль в установлении соединений между тестировщиками программного обеспечения, что мы рассмотрим далее в этом руководстве.

Ниже приведена схема сети маршрутизатора, в которой два маршрутизатора, а именно R1 и R2, соединяют три разные сети.

В этом руководстве мы изучим различные аспекты, функции и приложения маршрутизаторов.

Типы маршрутизаторов

Существует два основных типа маршрутизаторов:

Аппаратные маршрутизаторы: Это оборудование с отличительной встроенной программной компетенцией, предоставляемое производителями. Они используют свои возможности маршрутизации для выполнения маршрутизации. У них есть еще несколько специальных функций в дополнение к базовой функции маршрутизации.

Маршрутизатор

Cisco 2900, маршрутизаторы ZTE ZXT1200, ZXT600 являются примерами широко используемых аппаратных маршрутизаторов.

Программные маршрутизаторы: Они работают так же, как и аппаратные маршрутизаторы, но у них нет отдельного аппаратного блока. Возможно, это окно, Netware или Linux-сервер. Все они имеют встроенные возможности маршрутизации.

Хотя программные маршрутизаторы обычно используются в качестве шлюзов и межсетевых экранов в больших компьютерных сетевых системах, оба типа маршрутизаторов имеют свои особенности и значение.

Программные маршрутизаторы имеют ограниченный порт для подключения к глобальной сети, а другой порт или карта поддерживают подключение к локальной сети, поэтому они не могут заменить аппаратные маршрутизаторы.

Из-за встроенных функций маршрутизации все карты и порты будут выполнять маршрутизацию WAN и другие, также в зависимости от своей конфигурации и пропускной способности.

Характеристики маршрутизаторов

  • Работает на сетевом уровне эталонной модели OSI и обменивается данными с соседними устройствами на основе концепции IP-адресации и разделения на подсети.
  • Основными компонентами маршрутизаторов являются центральный процессор (ЦП), флэш-память, энергонезависимая оперативная память, оперативная память, сетевая интерфейсная карта и консоль.
    • Маршрутизаторы
  • имеют несколько различных типов портов, таких как порт Fast Ethernet, гигабитный порт и порт связи STM. Все порты поддерживают высокоскоростное сетевое подключение.
  • В зависимости от типа порта, необходимого в сети, пользователь может настроить их соответствующим образом.
    • Маршрутизаторы
  • выполняют процесс инкапсуляции и декапсуляции данных, чтобы отфильтровать нежелательные помехи.
    • Маршрутизаторы
  • обладают встроенным интеллектом для маршрутизации трафика в большой сетевой системе, рассматривая подсети как неповрежденную сеть.У них есть возможность анализировать тип следующего канала и связанный с ним переход, что делает их лучше других устройств уровня 3, таких как коммутаторы и мосты.
    • Маршрутизаторы
  • всегда работают в режиме ведущего и ведомого, что обеспечивает резервирование. Оба маршрутизатора будут иметь одинаковые конфигурации на программном и аппаратном уровне, если ведущее устройство выйдет из строя, тогда ведомое устройство будет действовать как ведущее и выполнять все свои задачи. Таким образом сохраняется полный отказ сети.

IP-маршрутизация

Это процедура передачи пакетов от оконечного устройства одной сети к удаленному оконечному устройству другой сети.Это достигается маршрутизаторами.

Маршрутизаторы

проверяют конечный IP-адрес пункта назначения и адрес следующего перехода и в соответствии с результатами пересылают пакет данных в пункт назначения.

Таблицы маршрутизации используются для определения адресов следующего перехода и адресов назначения.

Шлюз по умолчанию: Шлюз по умолчанию — это не что иное, как сам маршрутизатор. Он развертывается в сети, где хост конечного устройства не имеет записи о маршруте следующего перехода в какой-либо явной целевой сети и не может определить путь к этой сети.

Следовательно, хост-устройства сконфигурированы таким образом, что пакеты данных, которые направляются в удаленную сеть, сначала будут направляться на шлюз по умолчанию.

Затем шлюз по умолчанию предоставит маршрут к целевой сети к исходному конечному хост-устройству.

Таблица маршрутизации

Маршрутизаторы имеют внутреннюю память, называемую ОЗУ. Вся информация, собираемая таблицей маршрутизации, будет храниться в оперативной памяти маршрутизаторов. Таблица маршрутизации идентифицирует путь для пакета, изучая IP-адрес и другую связанную информацию из таблицы, и пересылает пакет в желаемое место назначения или в сеть.

В таблице маршрутизации содержатся следующие объекты:

  1. IP-адреса и маска подсети целевого хоста и сети
  2. IP-адресов всех тех маршрутизаторов, которые необходимы для доступа к сети назначения.
  3. Информация об интерфейсе экстраверта

Существует три различных процедуры заполнения таблицы маршрутизации:

  • Подсети с прямым подключением
  • Статическая маршрутизация
  • Динамическая маршрутизация

Подключенные маршруты: В идеальном режиме все интерфейсы маршрутизаторов останутся в «неработающем» состоянии.Таким образом, интерфейсы, на которых пользователь собирается реализовать любую конфигурацию, сначала меняют состояние с «вниз» на «вверх». Следующим шагом настройки будет присвоение IP-адресов всем интерфейсам.

Теперь маршрутизатор будет достаточно умен, чтобы направлять пакеты данных в сеть назначения через напрямую подключенные активные интерфейсы. Подсети также добавляются в таблицу маршрутизации.

Статическая маршрутизация: Используя статическую маршрутизацию, маршрутизатор может собрать маршрут к удаленной сети, которая физически или напрямую не подключена к одному из его интерфейсов.

Маршрутизация выполняется вручную с помощью конкретной команды, которая используется глобально.

Команда выглядит следующим образом: 

  IP-маршрут целевой_сети _IP_маска_подсети_ IP-адрес следующего_хопа_IP_адрес.

Обычно используется в крошечных сетях, так как требует большого количества ручной настройки, а весь процесс очень длительный.

Пример выглядит следующим образом:

Маршрутизатор 1 физически соединен с маршрутизатором 2 по интерфейсу Fast Ethernet.Маршрутизатор 2 также напрямую подключен к подсети 10.0.2.0/24. Поскольку подсеть физически не связана с маршрутизатором 1, она не видит пути для маршрутизации пакета в подсеть назначения.

Теперь нам нужно настроить его вручную, а именно:

  • Перейти к командной строке маршрутизатора 1.
  • Введите show IP route, таблица маршрутизации имеет конфигурацию, указанную ниже.

Маршрутизатор # показать IP-маршрут

С 192.164.0.0 / 24 подключен напрямую, FastEthernet0 / 0, C означает подключено.

  • Теперь мы используем команду статического маршрута для настройки, чтобы маршрутизатор 1 мог подключиться к подсети 10.0.0.0/24.

Маршрутизатор № conf t

Маршрутизатор (конфигурация) # ip route 10.0.0.0 255.255.255.0 192.164.0.2

Маршрутизатор (конфигурация) # выход

Маршрутизатор # показать IP-маршрут

10.0.0.0/24 разделен на подсети, 1 подсети

S 10.0.0.0 [1/0] через 192.164.0.2

С 192.164.0.0 / 24 подключен напрямую, FastEthernet0 / 0

S означает статический.

Примечание. В командной строке маршрутизатора также есть много другой информации, но я объяснил здесь только ту команду и информацию, которая имеет отношение к теме.

Динамическая маршрутизация: Этот тип маршрутизации работает по крайней мере с одним типом протокола маршрутизации. Маршрутизаторы используют протокол маршрутизации, чтобы они могли делиться информацией о маршрутизации между собой.Благодаря этому процессу каждый из маршрутизаторов в сети может узнать эту информацию и развернуть ее при построении своих собственных таблиц маршрутизации.

Протокол маршрутизации

работает таким образом, что при выходе из строя канала, по которому он передавал данные, он динамически изменяет свой путь для пакетов маршрутизации, что, в свою очередь, делает их устойчивыми к сбоям.

Динамическая маршрутизация также не требует ручной настройки, что экономит время и административную нагрузку.

Нам нужно только определить маршруты и соответствующие им подсети, которые будет использовать маршрутизатор, а об остальном позаботятся протоколы маршрутизации.

Административное расстояние

Сеть может использовать более одного протокола маршрутизации, и маршрутизаторы могут собирать информацию о маршруте в сети из различных источников. Основная задача роутера — поиск оптимального пути. Маршрутизаторы используют номер административного расстояния, чтобы определить, какой путь лучше всего подходит для маршрутизации трафика. Протокол, указывающий административное расстояние с меньшим числом, лучше всего подходит для использования.

метрическая система

Предположим, что маршрутизатор обнаруживает два разных пути для прибытия к узлу назначения в одной и той же сети по одному и тому же протоколу, затем он должен принять решение о выборе наилучшего пути для маршрутизации трафика и сохранения в таблице маршрутизации.

Метрика — это параметр измерения, который используется для определения наиболее подходящего пути. Опять же, чем меньше метрика, тем лучше путь.

Типы протоколов маршрутизации

Существует два типа протоколов маршрутизации:

  1. Вектор расстояний
  2. Состояние связи

Оба вышеуказанных типа протоколов маршрутизации являются протоколами внутренней маршрутизации (IGP), что означает, что они используются для обмена данными маршрутизации внутри одной самоуправляемой сетевой системы.В то время как протокол пограничного шлюза (BGP) — это тип протокола внешней маршрутизации (EGP), который означает, что он используется для обмена данными маршрутизации между двумя разнородными сетевыми системами в Интернете.

Протокол вектора расстояния

RIP (протокол маршрутной информации): RIP — это разновидность протокола вектора расстояния. Судя по названию, протокол дистанционно-векторной маршрутизации использует расстояние для получения наиболее подходящего пути для достижения удаленной сети. Расстояние — это в основном количество маршрутизаторов, находящихся между ними при приближении к удаленной сети.У RIP есть две версии, но версия 2 наиболее широко используется повсюду.

Версия 2 имеет возможность представлять маски подсети и практикует многоадресную рассылку для отправки обновлений маршрутизации. Подсчет переходов используется как метрика, административный отсчет для него равен 120.

RIP версии 2 запускает таблицы маршрутизации через каждые 30 секунд, поэтому в этом процессе используется большая пропускная способность. Он использует групповой адрес 224.0.0.9 для запуска информации о маршрутизации.

EIGRP (Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза): Это прогрессивный тип протокола вектора расстояния.

Поддерживаются следующие различные типы аспектов маршрутизации:

  • Бесклассовая маршрутизация и VLSM
  • Балансировка нагрузки
  • Дополнительные обновления
  • Обобщение маршрута

Маршрутизаторы, которые используют EIGRP в качестве протокола маршрутизации, используют групповой адрес 224.0.0.10. Маршрутизаторы EIGRP поддерживают три вида таблиц маршрутизации, которые содержат всю необходимую информацию.

Административное расстояние EIGRP составляет 90, и он определяет метрику, используя полосу пропускания и задержку.

Протокол состояния канала

Цель протокола состояния канала также аналогична цели протокола вектора расстояния, чтобы найти наиболее подходящий путь к месту назначения, но использовать отличительные методы для его выполнения.

Протокол состояния канала

не запускает общую таблицу маршрутизации, вместо этого он запускает информацию о топологии сети, в результате чего все маршрутизаторы, использующие протокол состояния канала, должны иметь одинаковую статистику топологии сети.

Они сложны в настройке и требуют большого объема памяти и памяти ЦП, чем протокол векторов расстояний.

Это работает быстрее, чем протоколы векторных расстояний. Они также поддерживают таблицу маршрутизации трех типов и выполняют алгоритм определения кратчайшего пути, чтобы найти лучший путь.

OSPF — это разновидность протокола состояния канала.

OSPF (сначала откройте кратчайший путь):

  • Это протокол бесклассовой маршрутизации, поддерживающий VLSM, инкрементные обновления, суммирование маршрутов вручную и балансировку нагрузки с равной стоимостью.
  • В качестве метрического параметра в OSPF используется только стоимость интерфейса.Номер административного расстояния установлен на 110. IP-адреса многоадресной рассылки, развернутые для обновлений маршрутизации, — это 224.0.0.5 и 224.0.0.6.
  • Канал между соседними маршрутизаторами с использованием протокола OSPF сначала устанавливается перед совместным использованием обновлений маршрутизации. Поскольку это протокол состояния канала, маршрутизаторы не размещают всю таблицу маршрутизации, а только обмениваются статистикой, касающейся топологии сети.
  • Затем каждый маршрутизатор выполняет алгоритм SFP для определения превосходного пути и включает его в таблицу маршрутизации.При использовании этого процесса вероятность ошибки петли маршрутизации минимальна.
    • Маршрутизаторы OSPF
  • отправляют пакеты приветствия по многоадресному IP-адресу 224.0.0.5 для установления связи с соседями. Затем, когда соединение установлено, оно запускает плавающие обновления маршрутов для соседей.
  • Маршрутизатор OSPF отправляет пакеты приветствия в сети каждые 10 секунд. Если он не получит ответный пакет приветствия от соседа в течение 40 секунд, он объявит этого соседа недоступным. Маршрутизаторы, чтобы стать соседями, должны иметь некоторые общие поля, такие как идентификатор подсети, идентификатор области, таймеры приветствия и мертвого интервала, аутентификация и MTU.
  • OSPF имеет процесс аутентификации каждого сообщения. Это используется, чтобы избежать передачи маршрутизаторами ложной маршрутной информации. Ложная информация может привести к атаке отказа в обслуживании.
  • Существует два метода аутентификации: MD5 и аутентификация открытым текстом. Чаще всего используется MD5. Он поддерживает ручной процесс суммирования маршрутов при перемещении в таблицы маршрутизации.

BGP (протокол пограничного шлюза):

До сих пор мы обсуждали протоколы внутренней маршрутизации, которые используются для небольших сетей.Но для крупномасштабных сетей используется BGP, поскольку он может обрабатывать трафик через Интернет для больших сетей.

  • Отрасли, использующие BGP, имеют эксклюзивный номер автономной системы, который используется совместно с другой сетью для установления соединения между двумя самоуправляемыми системами (автономными системами).
  • С помощью этого совместного предприятия отрасли и поставщики сетевых услуг, такие как операторы мобильной связи, могут предоставлять маршруты, управляемые BGP, и благодаря этому системы получают повышенную скорость и эффективность интернета с превосходной избыточностью.
  • Он строит оценку маршрутизации на основе сетевых политик, набора настроенных правил и маршрутов маршрутизации, а также участвует в принятии основных выводов о маршрутизации ядра.
  • BGP заставляет своих соседей вручную настраивать маршрутизаторы для создания сеанса TCP на порту 179. Ведущий BGP каждые 60 секунд отправляет своим соседям 19-байтовые сообщения для установления соединения.
  • Механизм карты маршрутов обрабатывает поток маршрутов в BGP. Это не что иное, как набор правил.Каждое правило объясняет, для маршрутов, эквивалентных указанным критериям, какое решение следует реализовать. Решение состоит в том, чтобы отказаться от маршрута или внести изменения в некоторые атрибуты маршрута, прежде чем окончательно сохранить его в таблице маршрутизации.
  • Критерии выбора пути BGP отличаются от других. Сначала он определяет атрибуты пути для синхронизированных маршрутов без петель для достижения пункта назначения следующим образом.

Работа маршрутизатора

  • В аппаратной части маршрутизатора физические соединения выполняются через входные порты; он также сохраняет копию таблицы пересылки.Коммутационная матрица — это своего рода ИС (интегральная схема), которая сообщает маршрутизатору, на каком из выходных портов он должен пересылать пакет.
  • Процессор маршрутизации сохраняет в себе таблицу маршрутизации и реализует несколько протоколов маршрутизации, которые будут использоваться при пересылке пакетов.
  • Выходной порт передает пакеты данных обратно на свое место.

Рабочий разделен на две разные плоскости,

  • Плоскость управления : Маршрутизаторы поддерживают таблицу маршрутизации, в которой хранятся все статические и динамические маршруты, которые будут использоваться для доставки пакета данных на удаленный хост.Плоскость управления — это логическая схема, которая создает базу информации о пересылке (FIB), которая будет использоваться плоскостью пересылки, а также содержит информацию о физическом интерфейсе, к которому подключаются маршрутизаторы.
  • Уровень пересылки : на основе информации, которую он собирает с уровня управления на основе записей в таблицах маршрутизации, он пересылает пакет данных для исправления удаленного сетевого хоста. Он также заботится о правильных внутренних и внешних физических соединениях.
  • Forwarding : Как мы знаем, основное назначение маршрутизаторов — соединение больших сетей, таких как сети WAN.Поскольку он работает на уровне 3, он принимает решение о пересылке на основе IP-адреса назначения и маски подсети, хранящихся в пакете, направленном в удаленную сеть.

  • Как показано на рисунке, маршрутизатор A может подключиться к маршрутизатору C двумя путями: один — напрямую через подсеть B, а другой — через маршрутизатор B, используя подсеть A и подсеть C соответственно. Таким образом, сеть стала избыточной.
  • Когда пакет прибывает в маршрутизатор, он сначала просматривает таблицу маршрутизации, чтобы найти наиболее подходящий путь для достижения пункта назначения, и как только он получает IP-адрес следующего перехода, он инкапсулирует пакет данных.Для определения оптимального пути используется протокол маршрутизации.
  • Маршрут изучается путем сбора информации из заголовка, связанного с каждым пакетом данных, поступающим на каждый узел. Заголовок содержит информацию об IP-адресе следующего перехода целевой сети.
  • Для достижения пункта назначения в таблице маршрутизации указано несколько путей; используя упомянутый алгоритм, он использует наиболее подходящий путь для пересылки данных.
  • Он также проверяет, доступен ли интерфейс, на котором пакет готов к пересылке.Как только он собирает всю необходимую информацию, он отправляет пакет в соответствии с выбранным маршрутом.
  • Маршрутизатор также контролирует перегрузку, когда пакеты достигают любой надежной сети со скоростью, большей, чем маршрутизатор может обработать. Используемые процедуры — это отбрасывание хвоста, случайное раннее обнаружение (RED) и взвешенное случайное раннее обнаружение (WRED).
  • Идея заключается в том, что маршрутизатор отбрасывает пакет данных, когда размер очереди превышает предопределенный во время конфигурации и может быть сохранен в буферах.Таким образом, маршрутизатор отбрасывает вновь поступившие входящие пакеты.
  • Помимо этого, маршрутизатор принимает решение о выборе того, какой пакет пересылать первым или по какому номеру, если существует несколько очередей. Это реализуется параметром QoS (качество обслуживания).
  • Выполнение маршрутизации на основе политик также является функцией маршрутизаторов. Это делается путем обхода всех правил и маршрутов, определенных в таблице маршрутизации, и создания нового набора правил для немедленной пересылки пакетов данных или с учетом приоритета.Это делается на основании требований.
  • При выполнении различных задач внутри маршрутизатора загрузка ЦП очень высока. Таким образом, некоторые из его функций выполняются специализированными интегральными схемами (ASIC).
  • Порты Ethernet и STM используются для подключения оптоволоконного кабеля или другой среды передачи для физического подключения.
    • Порт ADSL
  • используется для подключения маршрутизатора к интернет-провайдеру с помощью кабелей CAT5 или CAT6 соответственно.

Приложения маршрутизаторов

  • Маршрутизаторы являются строительными блоками поставщиков телекоммуникационных услуг.Они используются для подключения основного аппаратного оборудования, такого как MGW, BSC, SGSN, IN и других серверов, к удаленной сети. Таким образом работают в качестве основы мобильных операций.
    • Маршрутизаторы
  • используются при развертывании центра эксплуатации и обслуживания организации, которую можно назвать центром NOC. Все удаленное оборудование подключается к центральной станции через оптический кабель через маршрутизаторы, что также обеспечивает резервирование за счет работы в топологии основного канала и защитного канала.
  • Поддерживает высокую скорость передачи данных, поскольку для подключения используются высокоскоростные каналы STM, которые используются как для проводной, так и для беспроводной связи.
  • Тестировщики программного обеспечения также используют маршрутизаторы для WAN-связи. Предположим, что менеджер организации, занимающейся разработкой программного обеспечения, находится в Дели, а ее руководитель — в различных других местах, таких как Бангалор и Ченнаи. Затем руководители могут поделиться своими программными инструментами и другими приложениями со своим менеджером через маршрутизаторы, подключив свои ПК к маршрутизатору с использованием архитектуры WAN .
  • Современные маршрутизаторы имеют функцию USB-портов, встроенных в оборудование. У них есть внутренняя память с достаточным объемом памяти.Внешние запоминающие устройства можно использовать в сочетании с маршрутизаторами для хранения и обмена данными.
    • Маршрутизаторы
  • имеют функцию ограничения доступа. Администратор настраивает маршрутизатор таким образом, что только несколько клиентов или человек могут получить доступ ко всем данным маршрутизатора, в то время как другие могут получить доступ только к тем данным, которые им определены для поиска.
  • Помимо этого, маршрутизаторы могут быть настроены таким образом, что только одно лицо имеет права, то есть владелец или администратор, для выполнения функции изменения, добавления или удаления в программной части, в то время как другие могут иметь только права просмотра.Это делает его очень безопасным и может использоваться в военных операциях и финансовых компаниях, где конфиденциальность данных является первоочередной задачей.
  • В беспроводных сетях, с помощью настройки VPN в маршрутизаторах, его можно использовать в модели клиент-сервер, с помощью которой можно совместно использовать Интернет, аппаратные ресурсы, видео, данные и голос, находящиеся далеко друг от друга. Пример показан на рисунке ниже.

  • Маршрутизаторы широко используются интернет-провайдерами для отправки данных от источника к месту назначения в форме электронной почты, в виде веб-страницы, голоса, изображения или видеофайла.Данные могут быть отправлены в любую точку мира при условии, что у пункта назначения должен быть IP-адрес.

Заключение

В этом руководстве мы подробно изучили различные функции, типы, работу и применение маршрутизаторов. Мы также увидели работу и особенности нескольких видов протоколов маршрутизации, используемых маршрутизаторами для определения наилучшего пути для маршрутизации пакетов данных из исходной сети в сеть назначения.

Дополнительная литература => Как обновить прошивку на маршрутизаторе

Проанализировав все различные аспекты маршрутизаторов, мы осознали тот факт, что маршрутизаторы играют очень важную роль в современных системах связи.Он широко используется практически везде, от небольших домашних сетей до сетей WAN.

Благодаря использованию маршрутизаторов связь на больших расстояниях, будь то передача данных, голоса, видео или изображения, становится более надежной, быстрой, безопасной и рентабельной.

PREV Учебное пособие | СЛЕДУЮЩИЙ Учебник

Типы маршрутизации и типы объяснения маршрутов

В этом руководстве объясняются типы маршрутов и типы маршрутизации. Узнайте, что такое статический маршрут и динамический маршрут и как эти маршруты обнаруживаются маршрутизатором с помощью статической маршрутизации и динамической маршрутизации.

Для пересылки входящих пакетов данных маршрутизатор изучает все доступные маршруты в сети и сохраняет их в таблице, известной как таблица маршрутизации. Есть два типа маршрутов: статический маршрут и динамический маршрут. Маршрутизатор может изучить эти маршруты с помощью двух типов маршрутизации: статической маршрутизации и динамической маршрутизации соответственно.

Статический маршрут — это маршрут, который либо напрямую настроен на активном интерфейсе маршрутизатора, либо вручную добавлен администратором в таблицу маршрутизации.Когда мы настраиваем IP-адрес на интерфейсе маршрутизатора, маршрутизатор автоматически определяет соответствующий сетевой адрес и добавляет этот сетевой адрес в таблицу маршрутизации.

Динамический маршрут — это маршрут, который не настроен напрямую на активном интерфейсе маршрутизатора и не добавлен администратором вручную в таблицу маршрутизации. Маршрутизатор изучает динамические маршруты, выполняя протокол маршрутизации. Поскольку маршрутизатор изучает динамические маршруты через протокол маршрутизации, протокол маршрутизации должен быть настроен и активирован, прежде чем маршрутизатор сможет изучить какие-либо динамические маршруты.

Возьмем пример. В сети два маршрутизатора: router0 и router1 соединены последовательным кабелем. Для подключения обоих маршрутизаторов используется сеть 20.0.0.0/8 на последовательных интерфейсах. Сеть 10.0.0.0/8 подключена к router0, а сеть 30.0.0.0/8 подключена к router1.

В следующей таблице показана IP-конфигурация обоих маршрутизаторов.

Маршрутизатор 0 Маршрутизатор1
Интерфейс IP-адрес Интерфейс IP-адрес
FastEthernet 0/0 10.10.10.1 / 8 FastEthernet 0/0 30.30.30.1/8
Серийный 0/0/0 20.20.20.1/8 Серийный 0/0/0 20.20.20.2/8

Когда мы активируем интерфейс маршрутизатора, маршрутизатор делает следующее:

  • Считайте IP-конфигурацию интерфейса.
  • Извлечь сетевую информацию из конфигурации IP.
  • Найдите извлеченную сетевую информацию в таблице маршрутизации.
  • Если таблица маршрутизации уже содержит запись для извлеченной сети, маршрутизатор обновляет эту запись.
  • Если таблица маршрутизации не содержит записи для извлеченной сети, маршрутизатор добавляет запись для извлеченной сети.

На следующем изображении показано, как router0 узнает сетевой адрес из IP-конфигурации интерфейса FastEthernet 0/0 и добавляет этот сетевой адрес в таблицу маршрутизации.

Маршрутизатор может самостоятельно изучать только сети, которые напрямую подключены к его активным интерфейсам.Другими словами, посредством описанного выше процесса маршрутизатор может обнаруживать только те сетевые пути, которые непосредственно доступны на его интерфейсах. Если сеть доступна на интерфейсе другого маршрутизатора, маршрутизатор не может узнать эту сеть самостоятельно.

На следующем изображении показано, как оба маршрутизатора изучают и добавляют сетевые пути из конфигураций IP.

Как вы можете видеть на изображении выше, маршрутизатор не может ни узнать, ни заполнить таблицу маршрутизации сетями, которые недоступны на его интерфейсах.Маршрутизатор использует таблицу маршрутизации для принятия решения о пересылке пакетов.

Если маршрутизатор не имеет записи для пути в таблице маршрутизации, он отбрасывает входящие пакеты этой сети.

Маршрутизатор может узнать о путях, которые недоступны на его интерфейсах, с помощью двух типов маршрутизации; статическая маршрутизация и динамическая маршрутизация.

При статической маршрутизации мы должны добавлять удаленные пути вручную. В динамической маршрутизации мы настраиваем протокол маршрутизации, а позже протокол маршрутизации автоматически обнаруживает удаленные пути и добавляет их в таблицу маршрутизации.

На следующем изображении показаны оба типа маршрутизации в нашем примере сети.

Оба типа маршрутизации имеют свои преимущества и недостатки. Преимущества одного типа маршрутизации являются недостатками других типов маршрутизации.

В следующей таблице сравниваются оба типа маршрутизации с их преимуществами и недостатками.

Статическая маршрутизация Динамическая маршрутизация
Не требует дополнительных знаний. Требуется знание протокола маршрутизации, который будет использоваться в сети.
Любое изменение информации о пути требует обновления вручную на всех маршрутизаторах. Если информация о пути изменяется, протокол маршрутизации автоматически обновляет все маршрутизаторы.
Поскольку маршруты настраиваются вручную, статическая маршрутизация считается более безопасной, чем динамическая. Поскольку маршрутизаторы узнают маршруты из протокола маршрутизации, динамическая маршрутизация считается менее безопасной, чем статическая.
Не используйте дополнительные аппаратные ресурсы. Потребляет ЦП, память и пропускную способность канала.

Какой тип маршрутизации должен использовать администратор, зависит от размера и требований сети. Если сеть небольшая и имеет всего несколько путей, администратор может использовать статическую маршрутизацию для экономии аппаратных ресурсов. Если сеть большая и сложная, администратор может использовать динамическую маршрутизацию, чтобы сократить утомительную работу по управлению путями вручную.

Вот и все для этого урока. Если вам нравится это руководство, не забудьте поделиться им с друзьями в своей любимой социальной сети.

Какие бывают типы маршрутизаторов

Обзор

Маршрутизаторы

— это, по сути, «гаишники» для вашей сети малого бизнеса. Они обеспечивают эффективное перемещение данных между несколькими сетевыми сайтами, а также к вашему провайдеру Интернет-услуг (ISP) и «переводят» различные типы мультимедиа и протоколы. Разные маршрутизаторы обслуживают разные типы бизнеса.

Что делают маршрутизаторы?

Для поддержания работоспособности сетей маршрутизаторы соединяют компьютеры и другие устройства, такие как принтеры, позволяя им «общаться» друг с другом. Они анализируют данные, которые отправляются по сети, изменяют способ их упаковки, а затем отправляют их в другую сеть или по сети другого типа.

Как маршрутизаторы помогают бизнесу работать бесперебойно?

Маршрутизаторы

соединяют ваш бизнес с внешним миром, защищают критически важную бизнес-информацию от угроз безопасности и даже решают, какие компьютеры имеют приоритет над другими.Они могут повысить производительность, снизить затраты и улучшить безопасность и качество обслуживания клиентов.

Как предприятия используют маршрутизаторы?

Маршрутизаторы

управляют всеми видами бизнес-коммуникаций, от передачи данных и голоса до видео и доступа Wi-Fi. Чем могут помочь маршрутизаторы:

Маршрутизаторы

могут помочь вам обмениваться бизнес-приложениями с сотрудниками, даже находящимися в разных местах, так что каждый имеет равный доступ к критически важным инструментам и может повысить свою производительность.Маршрутизаторы также могут предоставлять доступ к расширенным приложениям и предоставлять полезные бизнес-услуги, такие как IP-голосовая связь и видеоконференцсвязь.

Рабочим нужен быстрый доступ к информации, чтобы они могли принимать более обоснованные решения. Маршрутизаторы помогают обеспечить доступ, поэтому сотрудники могут видеть бизнес-данные.

Современные клиенты ожидают быстрых ответов на свои вопросы, а также индивидуального обслуживания. Чтобы удовлетворить эти требования, компаниям нужны быстрые и надежные сети, которые могут предоставить маршрутизаторы.

Технология маршрутизации

может положительно повлиять на прибыль вашего бизнеса — например, сэкономить деньги за счет использования общих принтеров и серверов, к которым может получить доступ любой пользователь сети. С помощью маршрутизаторов и надежной сети вы можете развивать инфраструктуру своего малого бизнеса без постоянной замены технологий.

Типы роутеров:

Проводные и беспроводные маршрутизаторы

Эти маршрутизаторы в основном используются в домах и небольших офисах.Проводные маршрутизаторы обмениваются данными по кабелям и создают проводные локальные сети (LAN), в то время как беспроводные маршрутизаторы используют антенны для обмена данными и создания беспроводных локальных сетей (WLAN).

Это проводной или беспроводной маршрутизатор, который распределяет пакеты данных между одной или несколькими сетями, но не внутри сети. Как следует из их названия, граничные маршрутизаторы размещаются на границе или на границе сетей и обычно подключаются к поставщикам услуг Интернета (ISP) или сетям других организаций. Их задача — поддерживать бесперебойную связь вашей сети с другими сетями.

Эти проводные или беспроводные маршрутизаторы распределяют пакеты данных внутри сетей, но не между несколькими сетями. Они созданы для того, чтобы стать основой вашей сети и выполнять тяжелую работу по передаче данных, поэтому обычно они высокопроизводительны.

В отличие от физических маршрутизаторов, виртуальные маршрутизаторы — это части программного обеспечения, которые позволяют компьютерам и серверам работать как маршрутизаторы. Они будут обмениваться пакетами данных так же, как это делают физические маршрутизаторы. Они могут предложить большую гибкость, чем физические устройства, поскольку их можно масштабировать по мере роста бизнеса; они также могут помочь в более быстром подключении удаленных офисов к вашей сети.

Описание протоколов маршрутизации

, а также способы их выбора и использования

Протоколы сетевой маршрутизации — IGRP, EIGRP, OSPF, ISIS, BGP

Обзор протоколов маршрутизации

Назначение протоколов маршрутизации — изучение доступных маршрутов в корпоративной сети, построение таблиц маршрутизации и принятие решений о маршрутизации. Некоторые из наиболее распространенных протоколов маршрутизации включают RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, IS-IS и BGP.

Существует два основных типа протоколов маршрутизации, хотя для этих двух типов определено множество различных протоколов маршрутизации.Протоколы состояния канала и вектора расстояния составляют основные типы.

Протоколы вектора расстояния объявляют свою таблицу маршрутизации всем напрямую подключенным соседям через регулярные частые интервалы, используя большую полосу пропускания и медленно сходятся. Когда маршрут становится недоступным, все таблицы маршрутизатора должны быть обновлены этой новой информацией. Проблема в том, что каждый маршрутизатор должен сообщать эту новую информацию своим соседям, всем маршрутизаторам требуется много времени, чтобы получить текущее точное представление о сети.Протоколы вектора расстояния используют маски подсети фиксированной длины, которые не масштабируются.

Протоколы состояния канала объявляют обновления маршрутизации только тогда, когда они происходят, что позволяет более эффективно использовать полосу пропускания. Маршрутизаторы не рекламируют таблицу маршрутизации, что ускоряет сходимость. Протокол маршрутизации будет наводнять сеть объявлениями о состоянии канала всем соседним маршрутизаторам в каждой области, пытаясь объединить сеть с новой информацией о маршруте. Инкрементное изменение — это все, что объявляется всем маршрутизаторам как многоадресное обновление LSA.Они используют маски подсети переменной длины, которые масштабируются и используют адресацию более эффективно.

Протокол маршрутизации внутреннего шлюза (IGRP)

Internal Gateway Routing Protocol — это протокол векторной маршрутизации на расстоянии, разработанный Cisco Systems для маршрутизации нескольких протоколов в сетях Cisco малого и среднего размера.

Это проприетарный код, требующий использования маршрутизаторов Cisco. Это контрастирует с IP RIP и IPX RIP, которые разработаны для сетей с несколькими производителями.

IGRP будет маршрутизировать IP, IPX, Decnet и AppleTalk, что делает его очень универсальным для клиентов, использующих множество различных протоколов. Он несколько более масштабируем, чем RIP, поскольку поддерживает 100 переходов, объявляет только каждые 90 секунд и использует комбинацию пяти различных показателей для выбора наилучшего места назначения пути.

Обратите внимание, что, поскольку IGRP объявляет реже, он использует меньшую полосу пропускания, чем RIP, но сходится намного медленнее, поскольку до того, как маршрутизаторы IGRP узнают об изменениях топологии сети, проходит 90 секунд.IGRP распознает назначение различных автономных систем и автоматически суммирует границы классов сети. Также существует возможность балансировки нагрузки трафика по равным или неравным метрическим путям стоимости.

Характеристики

  • Вектор расстояния
  • Маршруты IP, IPX, Decnet, Appletalk
  • Объявления таблицы маршрутизации каждые 90 секунд
  • Метрика: полоса пропускания, задержка, надежность, нагрузка, размер MTU
  • Количество хмелей: 100
  • Маски подсети фиксированной длины
  • Обобщение адреса сетевого класса
  • Балансировка нагрузки по 6 путям с равной или неравной стоимостью (IOS 11.0)
  • Расчет метрики = минимальная полоса пропускания пути назначения * Задержка (мкс)
  • Разделенный горизонт
  • Таймеры: недействительный таймер (270 сек), таймер промывки (630 сек), таймер удержания (280 сек)

Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP)

Enhanced Internal Gateway Routing Protocol — это протокол гибридной маршрутизации, разработанный Cisco Systems для маршрутизации многих протоколов в корпоративной сети Cisco.

Он имеет характеристики как протоколов маршрутизации с вектором расстояния, так и протоколов маршрутизации по состоянию канала.Это проприетарный подход, требующий использования маршрутизаторов Cisco. EIGRP будет маршрутизировать те же протоколы, что и IGRP (IP, IPX, Decnet и Appletalk), и использовать те же составные метрики, что и IGRP, для выбора наилучшего пункта назначения пути.

Также существует возможность балансировки нагрузки трафика по путям с одинаковой или неравной стоимостью. Суммирование выполняется автоматически по адресу сетевого класса, однако его также можно настроить для суммирования на границах подсети. Перераспределение между IGRP и EIGRP также происходит автоматически.Имеется поддержка 255-го числа переходов и масок подсети переменной длины.

Схождение

Конвергенция с EIGRP происходит быстрее, поскольку он использует алгоритм, называемый алгоритмом двойного обновления или DUAL, который запускается, когда маршрутизатор обнаруживает, что конкретный маршрут недоступен. Маршрутизатор опрашивает своих соседей в поисках возможного преемника. Он определяется как сосед с наименее затратным маршрутом к определенному пункту назначения, который не вызывает петель маршрутизации. EIGRP обновит свою таблицу маршрутизации новым маршрутом и связанной метрикой.Изменения маршрута объявляются только затронутым маршрутизаторам, когда происходят изменения. Это использует полосу пропускания более эффективно, чем протоколы векторной маршрутизации на расстоянии.

Автономные системы

EIGRP распознает назначение различных автономных систем, которые являются процессами, работающими в одном и том же административном домене маршрутизации. Назначение разных номеров автономных систем не предназначено для определения магистрали, такой как OSPF. С IGRP и EIGRP он используется для изменения точек перераспределения маршрутов, фильтрации и суммирования.

Характеристики

  • Расширенный вектор расстояний
  • Маршруты IP, IPX, Decnet, Appletalk
  • Маршрутные объявления: частично при изменении маршрута
  • Метрики: пропускная способность, задержка, надежность, нагрузка, размер MTU
  • Количество переходов: 255
  • Маски подсети переменной длины
  • Обобщение адреса сетевого класса или границы подсети
  • Балансировка нагрузки по 6 путям с равной или неравной стоимостью (IOS 11.0)
  • Таймеры: время активности (180 сек)
  • Расчет метрики = минимальная полоса пропускания пути назначения * Задержка (мсек) * 256
  • Разделенный горизонт
  • Адрес многоадресной рассылки LSA: 224.0,0.10

Сначала откройте кратчайший путь (OSPF)

Open Shortest Path First — это протокол с истинным состоянием канала , разработанный как открытый стандарт для маршрутизации IP в крупных мультивендорных сетях. Протокол состояния канала будет отправлять объявления о состоянии канала всем подключенным соседям одной и той же области для передачи информации о маршруте. Каждый маршрутизатор с поддержкой OSPF при запуске будет отправлять пакеты приветствия всем напрямую подключенным маршрутизаторам OSPF.

Пакеты приветствия содержат такую ​​информацию, как таймеры маршрутизатора, идентификатор маршрутизатора и маска подсети.Если маршрутизаторы согласны с информацией, они становятся соседями OSPF. Когда маршрутизаторы становятся соседями, они устанавливают смежность, обмениваясь базами данных состояний каналов. Маршрутизаторы на двухточечных и многоточечных каналах (как указано в настройке типа интерфейса OSPF) автоматически устанавливают смежность. Маршрутизаторы с интерфейсами OSPF, настроенными как широковещательная (Ethernet) и NBMA (Frame Relay), будут использовать назначенный маршрутизатор, который устанавливает эти смежности.

Площади

OSPF использует иерархию с назначенными областями, которые подключаются к основной магистрали маршрутизаторов.Каждая область определяется одним или несколькими маршрутизаторами, которые установили смежность. OSPF определил магистральную область 0, тупиковые области, не очень короткие области и полностью тупиковые области. Зона 0 состоит из группы маршрутизаторов, подключенных к определенному офису, или с помощью каналов WAN через несколько офисов. Желательно, чтобы все маршрутизаторы зоны 0 были подключены к полной сети с использованием сегмента Ethernet в центральном офисе. Это обеспечивает высокую производительность и предотвращает разделение области в случае сбоя подключения маршрутизатора.Зона 0 — это транзитная зона для всего трафика из прикрепленных зон. Любое движение между зонами должно сначала проходить через зону 0. Тупиковые области используют маршрут по умолчанию для пересылки трафика, предназначенного для внешней сети, такой как EIGRP, поскольку граничный маршрутизатор области не отправляет и не принимает никаких внешних маршрутов. Маршрутизация между зонами и внутри зоны как обычно. Полностью короткие области — это спецификация Cisco, в которой используется маршрут по умолчанию для межзональных и внешних пунктов назначения. ABR не отправляет и не принимает внешние или межзональные LSA.Не такая уж короткая область ABR будет объявлять внешние маршруты с LSA типа 7. Внешние маршруты не принимаются в этом типе области. Маршрутизация между зонами и внутри зоны как обычно. OSPF определяет внутренние маршрутизаторы, магистральные маршрутизаторы, граничные маршрутизаторы области (ABR) и граничные маршрутизаторы автономных систем (ASBR). Внутренние маршрутизаторы предназначены для одной области. Граничные маршрутизаторы области имеют интерфейсы, которые назначены более чем одной области, такой как область 0 и область 10. Граничный маршрутизатор автономной системы имеет интерфейсы, назначенные OSPF и другому протоколу маршрутизации, например EIGRP или BGP.Виртуальный канал используется, когда область не имеет прямого соединения с областью 0. Виртуальный канал устанавливается между пограничным маршрутизатором области для области, которая не подключена к области 0, и пограничным маршрутизатором области для области, которая соединен с зоной 0. При проектировании зоны учитывается географическое расположение офисов и транспортные потоки на предприятии. Важно иметь возможность суммировать адреса многих офисов в каждой области и минимизировать широковещательный трафик.

Схождение

Быстрая сходимость достигается с помощью алгоритма SPF (Дейкстры), который определяет кратчайший путь от источника до пункта назначения.Таблица маршрутизации строится на основе запущенного SPF, который определяет все маршруты от соседних маршрутизаторов. Поскольку каждый маршрутизатор OSPF имеет копию базы данных топологии и таблицы маршрутизации для своей конкретной области, любые изменения маршрута обнаруживаются быстрее, чем с протоколами вектора расстояния, и определяются альтернативные маршруты.

Маршрутизатор с назначением

Широковещательные сети, такие как Ethernet и нешироковещательные сети множественного доступа, такие как Frame Relay, имеют назначенный маршрутизатор (DR) и резервный назначенный маршрутизатор (BDR), которые выбираются.Выделенные маршрутизаторы устанавливают смежность со всеми маршрутизаторами в этом сегменте сети. Это сделано для уменьшения широковещательных рассылок от всех маршрутизаторов, отправляющих регулярные пакеты приветствия своим соседям. DR отправляет многоадресные пакеты всем маршрутизаторам, с которыми он установил смежность. Если DR выходит из строя, именно BDR отправляет многоадресные рассылки определенным маршрутизаторам. Каждому маршрутизатору назначается идентификатор маршрутизатора, который является наивысшим назначенным IP-адресом на рабочем интерфейсе. OSPF использует идентификатор маршрутизатора (RID) для всех процессов маршрутизации.

Характеристики

  • Состояние связи
  • Маршруты IP
  • Маршрутные объявления: частично при изменении маршрута
  • Метрика: совокупная стоимость каждого маршрутизатора до пункта назначения (100000000 / скорость интерфейса)
  • Количество переходов: нет (ограничено сетью)
  • Маски подсети переменной длины
  • Обобщение адреса сетевого класса или границы подсети
  • Балансировка нагрузки по 4 путям равной стоимости
    • Типы маршрутизаторов
  • : внутренний, магистральный, ABR, ASBR
  • Типы зон: магистральная, короткая, не такая уж короткая, полностью короткая
  • Типы LSA: внутризонный (1,2) межзональный (3,4), внешний (5,7)
  • Таймеры: интервал приветствия и интервал ожидания (разные для типов сетей)
  • Адрес многоадресной рассылки LSA: 224.0.0.5 и 224.0.0.6 (DR / BDR) Не фильтруйте!
  • Типы интерфейсов: точка-точка, широковещательный, нешироковещательный, точка-многоточечный, шлейф

Интегрированный IS-IS

Интегрированная промежуточная система

— протокол маршрутизации промежуточной системы — это протокол состояния канала, аналогичный OSPF, который используется с крупными предприятиями и клиентами интернет-провайдеров. Промежуточная система — это маршрутизатор, а IS-IS — это протокол маршрутизации, который направляет пакеты между промежуточными системами. IS-IS использует базу данных состояний каналов и запускает алгоритм Дейкстры SPF для выбора маршрутов кратчайших путей.Соседние маршрутизаторы на двухточечных и многоточечных каналах устанавливают смежность, отправляя пакеты приветствия и обмениваясь базами данных состояний каналов. Маршрутизаторы IS-IS в широковещательных сетях и сетях NBMA выбирают назначенный маршрутизатор, который устанавливает смежность со всеми соседними маршрутизаторами в этой сети. Назначенный маршрутизатор и каждый соседний маршрутизатор будут устанавливать смежность со всеми соседними маршрутизаторами путем многоадресной рассылки объявлений о состоянии канала в саму сеть. Это отличается от OSPF, который устанавливает смежность только между DR и каждым соседним маршрутизатором.IS-IS использует иерархическую структуру областей с типами маршрутизаторов уровня 1 и уровня 2. Маршрутизаторы уровня 1 похожи на внутризоновые маршрутизаторы OSPF, которые не имеют прямых соединений за пределами своей зоны. Маршрутизаторы уровня 2 составляют магистральную область, которая соединяет различные области, аналогичные области 0 OSPF. С IS-IS маршрутизатор может быть маршрутизатором L1 / L2, который подобен пограничному маршрутизатору области OSPF (ABR), который имеет соединения со своей областью и магистралью. площадь. Отличие от IS-IS состоит в том, что каналы между маршрутизаторами составляют границы области, а не маршрутизатор.Каждому маршрутизатору IS-IS должен быть назначен адрес, уникальный для этого домена маршрутизации. Используется формат адреса, который состоит из идентификатора области и идентификатора системы. ID области — это присвоенный номер области, а системный ID — это MAC-адрес одного из интерфейсов маршрутизатора. Имеется поддержка масок подсети переменной длины, которая является стандартной для всех протоколов состояния канала. Обратите внимание, что IS-IS назначает процесс маршрутизации интерфейсу, а не сети.

Характеристики

  • Состояние связи
  • Маршруты IP, CLNS
  • Маршрутные объявления: частично при изменении маршрутизации
  • Метрика: переменная стоимость (стоимость по умолчанию 10 назначается каждому интерфейсу)
  • Количество переходов: нет (ограничено сетью)
  • Маски подсети переменной длины
  • Обобщение адреса сетевого класса или границы подсети
  • Балансировка нагрузки по 6 путям равной стоимости
  • Таймеры: интервал приветствия, множитель приветствия
  • Типы областей: иерархическая топология, аналогичная OSPF
  • Типы маршрутизаторов: уровень 1 и уровень 2
  • Типы LSP: внутренний L1 и L2, внешний L2
    • Выборы назначенных маршрутизаторов
  • , № BDR

Протокол пограничного шлюза (BGP)

Border Gateway Protocol — это протокол внешнего шлюза , который отличается от ранее обсуждавшихся протоколов внутреннего шлюза.Это различие важно, поскольку термин автономная система в отношении таких протоколов, как EIGRP, используется несколько иначе, чем в случае с BGP. Протоколы внешнего шлюза, такие как маршрут BGP между автономными системами, которым назначен конкретный номер AS. Номера AS могут быть назначены офису с одним или несколькими маршрутизаторами BGP. Таблица маршрутизации BGP состоит из IP-адресов назначения, связанного пути AS-Path для достижения этого пункта назначения и адреса маршрутизатора следующего перехода. AS-Path — это набор номеров AS, которые представляют каждый офис, связанный с маршрутизацией пакетов.Сравните это с EIGRP, который также использует автономные системы. Разница в том, что их автономные системы относятся к логической группировке маршрутизаторов в рамках одной административной системы.

Сеть EIGRP может конфигурировать множество автономных систем. Все они управляются компанией для определения суммирования, перераспределения и фильтрации маршрутов. BGP широко используется интернет-провайдерами (ISP) и крупными корпоративными компаниями, которые имеют двойные интернет-соединения с одним или двумя маршрутизаторами, подключенными к одному или разным интернет-провайдерам.BGP будет маршрутизировать пакеты через сеть ISP, которая является отдельным доменом маршрутизации, которым они управляют.

Интернет-провайдер имеет собственный присвоенный номер AS, который присваивается InterNIC. Новые клиенты могут запросить назначение AS для своего офиса у интернет-провайдера или InterNIC. При подключении с использованием BGP клиентам требуется присвоение уникального номера AS. Существует 10 определенных атрибутов, имеющих определенный порядок или последовательность, которые BGP использует в качестве показателей для определения наилучшего пути к месту назначения.

Компании, у которых есть только одно подключение к интернет-провайдеру, будут реализовывать маршрут по умолчанию на своем маршрутизаторе, который пересылает любые пакеты, предназначенные для внешней сети. Маршрутизаторы BGP будут перераспределять информацию о маршрутизации (пиринг) со всеми маршрутизаторами IGP в сети (EIGRP, RIP, OSPF и т. Д.), Что предполагает обмен полными таблицами маршрутизации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *