Какой метод позволяет ускорить поиск нужного маршрута в таблице маршрутизации хеширование
Принципиальная разница между методами маршрутизации заключается в степени учета изменения топологии и нагрузки сети при решении задачи выбора маршрута.
Простая маршрутизация отличается тем, что при выборе маршрута не учитывается изменение топологии сети и изменение ее состояния (нагрузки). Она не обеспечивает направленной передачи пакетов и имеет низкую эффективность. Ее преимущества — простота реализации алгоритма маршрутизации и обеспечение устойчивой работы сети при выходе из строя отдельных ее элементов. Из этого вида практическое применение получили случайная и лавинная маршрутизации.
Случайная маршрутизация характеризуется тем, что для передачи пакета из узла связи выбирается одно, случайно выбранное, свободное направление. Пакет «блуждает» по сети и с конечной вероятностью достигает адресата.
При этом не обеспечивается оптимальное время доставки пакета и эффективное использование пропускной способности сети.
Лавинная маршрутизация предусматривает передачу пакета из узла по всем свободным выходным линиям. Поскольку это происходит в каждом узле, имеет место явление «размножения» пакета, что резко ухудшает использование пропускной способности сети.
Значительное ослабление этого недостатка достигается путем уничтожения в каждом узле дубликатов (копий) пакета и продвижения по маршруту только одного пакета. Основное преимущество такого метода — гарантированное обеспечение оптимального времени доставки пакета адресату, так как из всех направлений, по которым передается пакет, хотя бы одно обеспечивает такое время. Метод может использоваться, в незагруженных сетях, когда требования по минимизации времени и надежности доставки пакетов достаточно высоки.
Фиксированная маршрутизация характеризуется тем, что при выборе маршрута учитывается изменение топологии сети , и не учитывается изменение ее нагрузки. Для каждого узла назначения направление передачи выбирается по таблице маршрутов (каталогу), которая определяет кратчайшие пути. Каталоги составляются в центре управления сетью. Они составляются заново при изменении топологии сети. Отсутствие адаптации к изменению нагрузки приводит к задержкам пакетов сети.
Различают однопутевую и многопутевую фиксированные маршрутизации.
Первая строится на основе единственного пути передачи пакетов. Это сопряжено с неустойчивостью к отказам и с перегрузками.
Вторая строится на основе нескольких возможных путей между двумя абонентами, из которых выбирается наиболее предпочтительный путь.
Адаптивная маршрутизация отличается тем, что принятие решения о направлении передачи пакетов осуществляется с учетом изменения топологии и нагрузки сети.
Существуют несколько модификаций адаптивной маршрутизации, различающихся характером информации используемой при выборе маршрута:
1. Локальная адаптивная маршрутизация;
2. Распределенная адаптивная маршрутизация;
3. Централизованная адаптивная маршрутизация;
4. Гибридная адаптивная маршрутизация.
Локальная адаптивная маршрутизация основана на использовании информации в данном узле включающей:
- таблицу маршрутов, которая определяет все направления передачи пакетов из этого узла;
- данные о состоянии выходных линий связи (работают или не работают);
- длину очереди пакетов, ожидающих передачи.
Информация о состоянии других узлов связи не используется. Преимущество такого метода состоит в том, что принятие решения о выборе маршрута производится с использованием самых последних данных о состоянии узла. Недостаток метода заключается в его «близорукости», т.к. выбор маршрута осуществляется без учета глобального состояния всей сети.
Распределенная адаптивная маршрутизация основана на использовании информации, указанной для локальной маршрутизации, и данных, получаемых от соседних узлов сети.
В каждом узле формируется таблица маршрутов (каталог) ко всем узлам назначения, где указываются маршруты с минимальным временем задержки пакетов.
До начала работы сети это время оценивается, исходя из топологии сети. В процессе работы сети узлы периодически обмениваются с соседними узлами таблицами задержки, в которых указывается нагрузка (длина очереди пакетов) узла.
После обмена таблицами задержки каждый узел пересчитывает задержки и корректирует маршруты с учетом поступивших данных и длины очередей в самом узле.
Гибридная адаптивная маршрутизация основана на использовании таблиц маршрутов, рассылаемых ЦМ узлам сети, в сочетании с анализом длины очередей в узлах. Следовательно, здесь реализуются принципы централизованной и локальной маршрутизации. Гибридная маршрутизация компенсирует недостатки централизованной и локальной маршрутизации и реализует их преимущества.
Рассмотрим теперь принципы, на основании которых в сетях IP происходит выбор маршрута передачи пакета между сетями.
Сначала необходимо обратить внимание на тот факт, что не только маршрутизаторы, но и конечные узлы - компьютеры - должны принимать участие в выборе маршрута.
Длина маршрута может существенно измениться в зависимости от того, какой маршрутизатор выберет компьютер для передачи своего пакета на сервер.
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).
Следующая таблица представляет собой типичный пример таблицы маршрутов, использующей IP-адреса сетей:
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.
(Альтернативой одношаговому подходу является указание в пакете всей последовательности маршрутизаторов, которые пакет должен пройти на своем пути.
Такой подход называется маршрутизацией от источника - Source Routing. В этом случае выбор маршрута производится конечным узлом или первым маршрутизатором на пути пакета, а все остальные маршрутизаторы только отрабатывают выбранный маршрут, осуществляя коммутацию пакетов, то есть передачу их с одного порта на другой. Алгоритм Source Routing применяется в сетях IP только для отладки, когда маршрут задается в поле Резерв (IP OPTIONS) пакета.)
В случае, если в таблице маршрутов имеется более одной строки, соответствующей одному и тому же адресу сети назначения, то при принятии решения о передаче пакета используется та строка, в которой указано наименьшее значение в поле «Расстояние до сети назначения».
При этом под расстоянием понимается любая метрика, используемая в соответствии с заданным в сетевом пакете классом сервиса. Это может быть количество транзитных маршрутизаторов в данном маршруте (количество хопов от hop - прыжок), время прохождения пакета по линиям связи, надежность линий связи, или другая величина, отражающая качество данного маршрута по отношению к конкретному классу сервиса.
Если маршрутизатор поддерживает несколько классов сервиса пакетов, то таблица маршрутов составляется и применяется отдельно для каждого вида сервиса (критерия выбора маршрута).
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.
Конечный узел, как и маршрутизатор, имеет в своем распоряжении таблицу маршрутов унифицированного формата и на основании ее данных принимает решение, какому маршрутизатору нужно передавать пакет для сети N.
Решение о том, что этот пакет нужно вообще маршрутизировать, компьютер принимает в том случае, когда он видит, что адрес сети назначения пакета отличается от адреса его собственной сети (каждому компьютеру при конфигурировании администратор присваивает его IP-адрес или несколько IP-адресов, если компьютер одновременно подключен к нескольким сетям).
Когда компьютер выбрал следующий маршрутизатор, то он просматривают кэш-таблицу адресов своего протокола ARP и, может быть, находит там соответствие IP-адреса следующего маршрутизатора его МАС-адресу. Если же нет, то по локальной сети передается широковещательный ARP-запрос и локальный адрес извлекается из ARP-ответа.
После этого компьютер формирует кадр протокола, используемого на выбранном порту, например, кадр Ethernet, в который помещает МАС-адрес маршрутизатора. Маршрутизатор принимает кадр Ethernet, извлекает из него пакет IP и просматривает свою таблицу маршрутизации для нахождения следующего маршрутизатора. При этом он выполняет те же действия, что и конечный узел.
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, 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.
Особенно часто приемом маршрутизации по умолчанию пользуются конечные узлы. Хотя они также в общем случае имеют в своем распоряжении таблицу маршрутизации, ее объем обычно незначителен, так как маршрутизация для компьютера - не основное занятие. Главная роль в маршрутизации пакетов в концепции протокола IP отводится, естественно, маршрутизаторам, которые должны обладать гораздо более полными таблицами маршрутизации, чем конечные узлы. Конечный узел часто вообще работает без таблицы маршрутизации, имея только сведения об IP-адресе маршрутизатора по умолчанию.
При наличии одного маршрутизатора в локальной сети этот вариант - единственно возможный для всех конечных узлов. Но даже при наличии нескольких маршрутизаторов в локальной сети, когда проблема их выбора стоит перед конечным узлом, задание маршрута по умолчанию часто используется в компьютерах для сокращения объема их маршрутной таблицы.
Другим способом разгрузки компьютера от необходимости ведения больших таблиц маршрутизации является получение от маршрутизатора сведений о рациональном маршруте для какой-нибудь конкретной сети с помощью протокола ICMP.
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 «Расстояние до сети назначения» содержат нули.
Еще одним отличием работы маршрутизатора и конечного узла при выборе маршрута является способ построения таблицы маршрутизации. Если маршрутизаторы обычно автоматически создают таблицы маршрутизации, обмениваясь служебной информацией, то для конечных узлов таблицы маршрутизации создаются администраторами, как правило, вручную, и хранятся в виде постоянных файлов на дисках.
Опишите основные принципы и технологии построения глобальных вычислительных сетей.
Шпаргалки и заметки о сетевых технологиях, серверах, СХД, IT в принципе. И о разном другом) Чтоб самому не забывать, и другим помочь.
вторник, 14 февраля 2017 г.
CCNA Routing & Switching - Рекурсивный поиск в таблице маршрутизации
В этой заметке я хотел бы рассмотреть строение таблицы маршрутизации более пристально, а так же дать определение различным понятиям, связанным с маршрутами. В частности познакомимся с тем, что такое родительские и дочерние маршруты, что такое конечные маршруты, и что такое рекурсивный поиск по таблице маршрутизации. Итак, поехали.
Как всегда начнем с того, что накидаем простейшую схему их трех маршрутизаторов, с которой будем работать.
На маршрутизаторах настроены только адреса интерфейсов без статических маршрутов или протоколов маршрутизации.
Если на данном этапе проверить таблицу маршрутизации, например, на R3, то она будет иметь следующий вид:
Здесь все просто: включены два интерфейса, в таблице маршрутизации указаны локальные адреса этих интерфейсов и настроенные сети. На что стоит обратить внимание, так это на то, что записей в таблице маршрутизации 6 вместо 4. Происходит это потому, что маршрутизаторы Cisco имеют иерархию в таблице маршрутизации, которая вначале была основана на классовой маршрутизации (ip classfull routing), а после перестроена под учет бесклассовых маршрутов (ip classless routing). До сегодняшнего дня эта иерархия сохраняется, поэтому на рисунке выше присутствуют строки 1 и 4, которые являются классовыми родительскими маршрутами для бесклассовых дочерних маршрутов.
Введем понятия маршрутов первого и второго уровней.
Маршрут первого уровня (Level 1 Routes) - это маршруты, сетевая маска которых равна или меньше, чем сетевая маска классовой сети адреса. Маршрут первого уровня может выполнять роль маршрута по умолчанию, маршрутом в суперсеть (supernet route), а так же маршрутом в обычную классовую сеть.
Маршрут второго уровня (Level 2 Routes) - это маршрут в подсеть, образованной от классовой сети.
Маршруты в таблице маршрутизации могут быть конечными, что означает, что они имеют направление на следующий сетевой адрес (next-hop address) или в интерфейс.
В таблице маршрутизации на рисунке выше присутствует родительский маршрут, который является маршрутом первого уровня - 172.16.0.0/16. Указано, что этот маршрут имеет два дочерних маршрута (2 subnets, 2 masks). Дочерние маршруты по определению - это маршруты второго уровня, т.е. образованные путем деления на подсети родительского маршрута. Что и можно наблюдать в таблице маршрутизации.
Поиск маршрута в таблице маршрутизации осуществляется по наилучшему совпадению битов адреса назначения в пакете с битами адреса в строке маршрута. Поиск осуществляется последовательно сверху вниз. Сначала осуществляется сравнение маршрутов первого уровня, кроме маршрута, отмеченного как маршрут по умолчанию. Он при первом проходе по таблице маршрутизации игнорируется. Далее если маршрут первого уровня найдет, проверяются его дочерние маршруты. В случае обнаружения маршрута в интерфейс - пакет направляется в выходной интерфейс сразу же. Если же дочерний маршрут не найден, то производится повторный поиск маршрута среди маршрутов первого уровня. Поиск производится на предмет наличия маршрута по умолчанию. Если он находится - пакет отправляется по маршруту. Если же нет, то пакет просто сбрасывается.
Добавим в имеющуюся топологию протокол OSPF, а так же на R2 добавим маршрут по умолчанию в сеть 192.168.3.0/24 через next-hop адрес.
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.
Связанные процессы
- Различные процессы маршрутизации, на основе которых работает сетевой протокол (или протокол маршрутизации), например EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol), BGP (Border Gateway Protocol), IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System) или OSPF (Open Shortest Path First).
- Сама таблица маршрутизации, которая получает сведения от процессов маршрутизации и отвечает на запросы, которые отправляет процесс переадресации.
- Процесс переадресации, который запрашивает информацию из таблицы маршрутизации, чтобы принять решение о переадресации пакета.
Построение таблицы маршрутизации
- Административное расстояние — это мера надежности источника маршрута. Если маршрутизатор получает данные о назначении из нескольких протоколов маршрутизации, их административные расстояния сравниваются и преимущество получают маршруты с меньшим административным расстоянием. Другими словами, это степень доверия источнику маршрута.
- Метрики — это мера, которую протокол маршрутизации использует для расчета лучшего пути к заданному месту назначения, если известно о нескольких путях к этому месту назначения. Каждый протокол маршрутизации использует свою метрику.
- Длина префикса
Маршрутизатор принимает решение об установке маршрутов, представленных процессами маршрутизации, основываясь на административном расстоянии маршрута. Путь с наименьшим административным расстоянием до места назначения (по сравнению с другими маршрутами таблицы), устанавливается в таблицу маршрутизации. Если этот маршрут не является маршрутом с лучшим административным расстоянием, он отклоняется.
Чтобы лучше понять этот процесс, рассмотрим пример. 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. Каждому из процессов маршрутизации назначено административное расстояние, которое используется для принятия решения об установке маршрута.
Поскольку 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 происходит, если оптимальный маршрут, полученный от протокола EIGRP, недоступен? ПО Cisco IOS использует два похода к решению этой проблемы. Первый заключается в том, что каждый процесс маршрутизации периодически пытается установить свои лучшие маршруты. Если наиболее предпочтительный маршрут недоступен, во время следующей попытки будет выбран маршрут, следующий по приоритету (в соответствии с административным расстоянием). Другое решение — протокол маршрутизации, которому не удалось установить маршрут в таблицу, должен удерживать этот маршрут. При этом таблица маршрутизации должна сообщить, если лучший маршрут даст сбой.
Для протоколов, не имеющих своих таблиц с данными 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 уже есть маршрут к этому месту назначения, попытка установки заканчивается неудачей.
Протоколы, использующие собственную базу данных маршрутизации, например EIGRP, IS-IS, OSPF, BGP и RIP, регистрируется резервный маршрут, если первоначальная попытка установить маршрут оказывается неудачной. 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.
Изменение административного расстояния
Административное расстояние по умолчанию не всегда будет подходящим для конкретной сети, поэтому административные расстояния можно изменить, например, чтобы дать маршрутам RIP более высокий приоритет по сравнению с маршрутами IGRP. Перед рассмотрением процесса изменения административных расстояний, необходимо понять последствия этого изменения.
Изменение административного расстояния в протоколах маршрутизации опасно! Изменение расстояний по умолчанию может привести к образованию петель маршрутизации. Мы рекомендуем изменять административное расстояние с осторожностью, полностью осознавая цели и последствия своих действий.
Для полных протоколов изменение расстояния относительно просто. Для этого необходимо ввести команду distance в режиме субконфигурации процесса маршрутизации. Кроме того, расстояние маршрутов, полученных из одного источника можно изменять только в некоторых протоколах, и только для отдельных маршрутов.
Чтобы изменить расстояние для статических маршрутов, введите нужное расстояние после следующей команды ip route:
ip route network subnet mask next hop distance
Изменить расстояние для всех статических маршрутов одновременно нельзя.
Как метрики влияют на процесс выбора маршрута
Маршруты выбираются и встраиваются в таблицу маршрутизации на основе административного расстояния протокола маршрутизации. Маршруты с наименьшим административным расстоянием, полученные от протокола маршрутизации, устанавливаются в таблицу маршрутизации. Если к одному месту назначения существует несколько путей, основанных на одном протоколе маршрутизации, эти будут иметь одинаковые административные расстояния. В этом случае оптимальный путь будет выбираться на основе метрики. Метрики — это значения, привязанные к определенным маршрутам, и классифицирующие их от наиболее предпочтительных до наименее предпочтительных. Параметры, используемые для расчета метрик, зависят от протокола маршрутизации. Путь с самой низкой метрикой выбирается в качестве оптимального пути и устанавливается в таблицу маршрутизации. Если к одному месту назначения существует несколько путей с одинаковыми метриками, нагрузка распределяется по этим путям.
Длины префиксов
- EIGRP (внутренний): 192.168.32.0/26
- RIP: 192.168.32.0/24
- OSPF: 192.168.32.0/19
Давайте посмотрим, как механизм переадресации использует данные таблицы маршрутизации для принятия решений о переадресации.
Принятие решений о переадресации
Давайте проанализируем три маршрута, которые мы только что установили в таблицу маршрутизации, и посмотрим, как они выглядят на маршрутизаторе.
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 переадресации пакета более длинным префиксам всегда отдается предпочтение над короткими.
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 маршрут 192.168.32.0/26 имеет самый длинный префикс в таблице маршрутизации (26 бит против 24 и 19 бит).
Аналогично, если пакет, отправленный по адресу 192.168.32.100, прибывает на один из интерфейсов маршрутизатора, он перенаправляется по адресу 10.1.1.2, поскольку адрес 192.168.32.100 не попадает в сеть 192.168.32.0/26 (192.168.32.0–192.168.32.63), но попадает в сеть назначение 192.168.32.0/24 (192.168.32.0–192.168.32.255). И снова он попадает в диапазон сети 192.168.32.0/19, но сеть 192.168.32.0/24 имеет более длинный префикс.
IP Classless
При использовании команды конфигурации ip classless процессы маршрутизации и переадресации становятся довольно запутанными. 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 от протоколов IS-IS или OSPF, команда конфигурации no ip classless игнорируется. В этом случае режим коммутация пакетов работает так, как если бы команда ip classless была настроена.
- Пакет, направленный по адресу 172.30.33.1, переадресуется на 10.1.1.2, так как этот маршрут имеет наибольший префикс.
- Пакет, направленный по адресу 172.30.33.1, переадресуется на 10.1.1.2, так как этот маршрут имеет наибольший префикс.
- Пакет, направленный по адресу 192.168.10.1 переадресуется 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.
На этом основана маршрутизация типа classful. Если часть основной сети известна, но подсеть этой основной сети, для которой предназначен пакет, неизвестна, пакет отбрасывается.
Самым сложным для понимания аспектом этого правила является то, что маршрутизатор использует только маршрут по умолчанию, если основная сеть назначения отсутствует в таблице маршрутизации.
Это может вызвать проблемы в сети, в которой удаленный участок с одним подключением к остальной части сети не использует протоколы маршрутизации, как показано в примере.
Маршрутизатор удаленного узла 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 имеет данные о части сети 10.0.0.0/8 и двух подсетях с прямым подключением, но ничего не знает о другой подсети 10.x.x.x, он предполагает, что другие подсети диапазона не существуют, и отбрасывает пакеты, которые в них направлены. Однако назначение трафика, направленного в Интернет не находится в диапазоне адресов 10.x.x.x и поэтому корректно направляется в маршрут по умолчанию.
Настройка команды ip classless на удаленном маршрутизаторе устраняет эту проблему. Она позволяет удаленному маршрутизатору игнорировать границы сетей classful в таблице маршрутизации и просто выбирать маршрут с наибольшей длиной префикса.
Выводы
Подводя итог, переадресация состоит из трех наборов процессов: протоколы маршрутизации, таблица маршрутизации и процесс переадресации, который принимает решения о переадресации и коммутирует пакеты. Эти три набора процессов и их взаимосвязь иллюстрируются ниже.
Маршрут с наибольшей длиной префикса всегда выигрывает среди маршрутов, установленных в таблице маршрутизации. Протокол маршрутизации с самым малым административным расстоянием выигрывает при установке маршрутов в таблицу маршрутизации.
Есть вопросы?
Обращайтесь в "Аквилон-А", чтобы узнать подробности и получить именно то, что вам требуется.
Интернет является сетью сетей и объединяет громадное количество локальных региональных и корпоративных сетей. Сейчас он развивается и функционирует благодаря использованию единого принципа маршрутизации и транспортировке данных. В данной статье рассматривается маршрутизация, ее этапы, методы, а также критерии выбора маршрута для передачи пакетов данных.
Ключевые слова: маршрутизация, сеть, маршрутизатор, администратор, топология.
Маршрутизация — это поиск маршрута доставки пакета между сетями через транзитные узлы, или так называемые маршрутизаторы. Она обеспечивает передачу различной информации между компьютерами сети.
У нее есть два этапа:
1) Изучение сети
2) Продвижение пакетов на маршрутизаторе до компьютера — приемника
Если говорить простыми словами маршрутизация это как почта. Для того чтобы письмо дошло до пункта назначения нужно указать адрес получателя и адрес отправителя, только на примере сети это выглядит так: «Кому: 198.78.213.185» и «От кого: 193.124.5.33». Содержимое конверта в сети называется Интернет — пакетом и представляет набор байтов.
Она решает две задачи:
1) Выбор оптимального, по некоторому критерию, пути продвижения информации
2) Транспортировку информационных блоков (пакетов) по выбранному маршруту.
Таблица маршрутизации, методы маршрутизации.
Существуют несколько механизмов маршрутизации, которые устройство использует для построения и поддержания в актуальном состоянии своей таблицы маршрутизации. Таблица маршрутизации — это таблица, состоящая из сетевых маршрутов и предназначенная для определения наилучшего пути передачи сетевого пакета. Таблица маршрутизациисодержит следующие записи:
− Механизм, по которому был получен маршрут.
− Логический получатель в виде сети или подсети.
− Адрес интерфейса маршрутизатора, расположенного на расстоянии одной пересылки, через который доступна сеть получатель.
− Время присутствия маршрута в таблице;
− Выходной интерфейс маршрутизатора, через который доступна сеть получатель.
В общем же случае при построении таблицы маршрутизатор применяет комбинацию из следующих методов:
− Прямое соединение — маршрут, который является локальным по отношению к маршрутизатору. Если один из интерфейсов маршрутизатора соединен с какой-либо сетью напрямую, то при получении пакета маршрутизатор сразу отправляет пакет на интерфейс к которому она подключена, не используя протоколы информации.
− Статическая маршрутизация — маршруты, прописанные вручную администратором сети в таблице маршрутизации. Статический маршрут определяет IP адрес следующего соседнего маршрутизатора или локального выходного интерфейса, который используется для направления трафика к определенной сети получателю. Главное преимущество — исключает весь служебный трафик, связанный с поддержкой и корректировкой маршрутов.
− Маршрутизация по умолчанию — специальный маршрут, который способен посылать весь или часть трафика, не описанного в таблице маршрутизации, при этом сам маршрутизатор не должен знать обо всех сетях в топологии сети.
− Динамическая маршрутизация — протоколы, позволяющие автоматически отслеживать изменения в топологии сети. При использовании данного протокола администратор сети конфигурирует данный протокол на каждом маршрутизаторе. После этого маршрутизаторы начинают обмен информацией об известных им сетях и их состоянии, причем маршрутизаторы обмениваются только с теми маршрутизаторами, где запущен тот же протокол. При изменении топологии сети информация об этих изменениях автоматически распространяется по всем маршрутизаторам сети и каждый маршрутизатор вносит изменения в свою таблицу маршрутизации.
Для маршрутизатора в качестве критериев выбора маршрута могут выступать:
− Номинальная пропускная способность сети;
− Загруженность каналов связи;
− Задержки, вызванные каналами;
− Количество промежуточных транзитных узлов;
− Надежность каналов и транзитных узлов.
Маршрутизатор — устройство, позволяющее пересылать пакеты между компьютерами на основе правил и таблиц маршрутизации. Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети благодаря её разделению на домены коллизий или широковещательные домены, а также благодаря фильтрации пакетов. В основном их применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам, например для объединения локальных сетей Ethernet и WAN-соединений, использующих протоколы xDSL, PPP, ATM, Frame relay и т. д. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана.
В качестве маршрутизатора может выступать как специализированное (аппаратное) устройство, так и обычный компьютер, выполняющий функции маршрутизатора. Существует несколько пакетов программного обеспечения (на основе ядра Linux, на основе операционных систем BSD) с помощью которого можно превратить ПК в высокопроизводительный и многофункциональный маршрутизатор, например, Quagga, IPFW или простой в применении PF.
Если говорить о маршрутизации в будущем, то нас ждет такая вещь как IPv6 — Новая версия протокола IP, обеспечивающая совместимость сверху вниз. Главная проблема IPv4 заключается в ограниченности IP адресов (4 294 967 296 адресов), в IPv6 такого уже не будет, к тому же к данному преимуществу можно добавить иерархическую маршрутизацию, уровни обслуживания и защита данных. Какое воздействие IPv6 окажет на протоколы маршрутизации, еще не вполне ясно. Cisco уже разработала версии RIP и BGP4 для IPv6; обе они проходят экспериментальное использование на 6bone.
Вывод
Благодаря маршрутизации происходят передачи данных без потерь пакетов и перехвата другими пользователями сети. Сейчас эта отрасль развита на достаточном уровне для корпоративных сетей, а также для сетей в домашних условиях. Конечно, технологии не стоят на месте и с каждым новым поколением маршрутизации улучшается качество и надежность передачи информации, однако нужно понимать, что никто не застрахован от перехвата информации. Основная проблема маршрутизации в локальных сетях является ее настройка. Для предотвращения потери пакетов информации нужно настроить таблицу маршрутизации таким образом, чтобы в ней было как можно меньше мусорной информации и данных.
Читайте также: