Протоколы маршрутизации в IP-сетях - раздел Образование, Посвящаем нашей дочери Анне 5.4.1. Внутренние И Внешние Протоколы Маршрутизации Internet
Большин...
5.4.1. Внутренние и внешние протоколы маршрутизации Internet
Большинство протоколов маршрутизации, применяемых в современных сетях с коммутацией пакетов, ведут свое происхождение от сети Internet и ее предшественницы — сети ARPANET. Для того чтобы понять их назначение и особенности, полезно сначала познакомиться со структурой сети Internet, которая наложила отпечаток на терминологию и типы протоколов.
Internet изначально строилась как сеть, объединяющая большое количество существующих систем. С самого начала в ее структуре выделяли магистральную сеть (care backbone network), а сети, присоединенные к магистрали, рассматривались как автономные системы (autonomous systems, AS). Магистральная сеть и каждая из автономных систем имели свое собственное административное управление и собственные протоколы маршрутизации. Необходимо подчеркнуть, что автономная система и домен имен Internet — это разные понятия, которые служат разным целям. Автономная система объединяет сети, в которых под общим административным руководством одной организации осуществляется маршрутизация, а домен объединяет компьютеры (возможно, принадлежащие разным сетям), в которых под общим административным руководством одной организации осуществляется назначение уникальных символьных имен. Естественно, области действия автономной системы и домена имен могут в частном случае совпадать, если одна организация выполняет обе указанные функции.
Общая схема архитектуры сети Internet показана на рис. 5.25. Далее маршрутизаторы мы будем называть шлюзами, чтобы оставаться в русле традиционной терминологии Internet.
Шлюзы, которые используются для образования сетей и подсетей внутри автономной системы, называются внутренними шлюзами (interiorgateways), а шлюзы, с помощью которых автономные системы присоединяются к магистрали сети, называются внешними шлюзами (exterior gateways). Магистраль сети также является автономной системой. Все автономные системы имеют уникальный 16-разрядный номер, который выделяется организацией, учредившей новую автономную систему, InterNIC.
Соответственно протоколы маршрутизации внутри автономных систем называются протоколами внутренних шлюзов (interior gateway protocol, IGP), а протоколы, определяющие обмен маршрутной информацией между внешними шлюзами и шлюзами магистральной сети — протоколами внешних шлюзов (exterior gateway protocol, EGP). Внутри магистральной сети также допустим любой собственный внутренний протокол IGP.
Смысл разделения всей сети Internet на автономные системы — в ее многоуровневом модульном представлении, что необходимо для любой крупной системы, способной к расширению в больших масштабах. Изменение протоколов маршрутизации внутри какой-либо автономной системы никак не должно влиять на работу остальных автономных систем. Кроме того, деление Internet на автономные
418 Глава 5 • Сетевой уровень как средство построения больших сетей
системы должно способствовать агрегированию информации в магистральных и внешних шлюзах. Внутренние шлюзы могут использовать для внутренней маршрутизации достаточно подробные графы связей между собой, чтобы выбрать наиболее рациональный маршрут. Однако если информация такой степени детализации будет храниться во всех маршрутизаторах сети, то топологические базы данных так разрастутся, что потребуют наличия памяти гигантских размеров, а время принятия решений о маршрутизации станет неприемлемо большим.
Поэтому детальная топологическая информация остается внутри автономной системы, а автономную систему как единое целое для остальной части Internet представляют внешние шлюзы, которые сообщают о внутреннем составе автономной системы минимально необходимые сведения — количество IP-сетей, их адреса и внутреннее расстояние до этих сетей от данного внешнего шлюза.
Техника бесклассовой маршрутизации CIDR может значительно сократить объемы маршрутной информации, передаваемой между автономными системами. Так, если все сети внутри некоторой автономной системы начинаются с общего префикса, например 194.27.0.0/16, то внешний шлюз этой автономной системы должен делать объявления только об этом адресе, не сообщая отдельно о существовании внутри данной автономной системы, например, сети 194.27.32.0/19 или 194.27.40.0/21, так как эти адреса агрегируются в адрес 194.27.0.0/16.
5.4. Протоколы маршрутизации в IP-сетях 419
Приведенная на рис. 5.25 структура Internet с единственной магистралью достаточно долго соответствовала действительности, поэтому специально для нее был разработан протокол обмена маршрутной информации между автономными системами, названный EGP. Однако по мере развития сетей поставщиков услуг структура Internet стала гораздо более сложной, с произвольным характером связей между автономными системами. Поэтому протокол EGP уступил место протоколу BGP, который позволяет распознать наличие петель между автономными системами и исключить их из межсистемных маршрутов. Протоколы EGP и BGP используются только во внешних шлюзах автономных систем, которые чаще всего организуются поставщиками услуг Internet. В маршрутизаторах корпоративных сетей работают внутренние протоколы маршрутизации, такие как RIP и OSPF.
5.4.2. Дистанционно-векторный протокол RIP
Построение таблицы маршрутизации
Протокол RIP (Routing Information Protocol) является внутренним протоколом маршрутизации дистанционно-векторного типа, он представляет собой один из наиболее ранних протоколов обмена маршрутной информацией и до сих пор чрезвычайно распространен в вычислительных сетях ввиду простоты реализации. Кроме версии RIP для сетей TCP/IP существует также версия RIP для сетей IPX/SPX компании Novell.
Для IP имеются две версии протокола RIP: первая и вторая. Протокол RIPvl не поддерживает масок, то есть он распространяет между маршрутизаторами только информацию о номерах сетей и расстояниях до них, а информацию о масках этих сетей не распространяет, считая, что все адреса принадлежат к стандартными классам А, В или С. Протокол RIPv2 передает информацию о масках сетей, поэтому он в большей степени соответствует требованиям сегодняшнего дня. Так как при построении таблиц маршрутизации работа версии 2 принципиально не отличается от версии 1, то в дальнейшем для упрощения записей будет описываться работа первой версии.
В качестве расстояния до сети стандарты протокола RIP допускают различные виды метрик: хопы, метрики, учитывающие пропускную способность, вносимые задержки и надежность сетей (то есть соответствующие признакам D, Т и R в поле «Качество сервиса» IP-пакета), а также любые комбинации этих метрик. Метрика должна обладать свойством аддитивности — метрика составного пути должна быть равна сумме метрик составляющих этого пути. В большинстве реализаций RIP используется простейшая метрика — количество хопов, то есть количество промежуточных маршрутизаторов, которые нужно преодолеть пакету до сети назначения.
Рассмотрим процесс построения таблицы маршрутизации с помощью протокола RIP на примере составной сети, изображенной на рис. 5.26.
Этап 1 — создание минимальных таблиц
В этой сети имеется восемь IP-сетей, связанных четырьмя маршрутизаторами с идентификаторами: Ml, М2, МЗ и М4. Маршрутизаторы, работающие по протоколу RIP, могут иметь идентификаторы, однако для работы протокола они не являются необходимыми. В RIP-сообщениях эти идентификаторы не передаются.
В исходном состоянии в каждом маршрутизаторе программным обеспечением стека TCP/IP автоматически создается минимальная таблица маршрутизации, в которой учитываются только непосредственно подсоединенные сети. На рисунке адреса портов маршрутизаторов в отличие от адресов сетей помещены в овалы.
Таблица 5.14 позволяет оценить примерный вид минимальной таблицы маршрутизации маршрутизатора Ml.
Этап 2 — рассылка минимальных таблиц соседям
После инициализации каждого маршрутизатора он начинает посылать своим соседям сообщения протокола RIP, в которых содержится его минимальная таблица.
5.4. Протоколы маршрутизации в IP-сетях 421
RIP-сообщения передаются в пакетах протокола UDP и включают два параметра для каждой сети: ее IP-адрес и расстояние до нее от передающего сообщение маршрутизатора.
Соседями являются те маршрутизаторы, которым данный маршрутизатор непосредственно может передать IP-пакет по какой-либо своей сети, не пользуясь услугами промежуточных маршрутизаторов. Например, для маршрутизатора Ml соседями являются маршрутизаторы М2 и МЗ, а для маршрутизатора М4 — маршрутизаторы М2 и МЗ.
Таким образом, маршрутизатор Ml передает маршрутизатору М2 и МЗ следующее сообщение:
сеть 201.36.14.0, расстояние 1;
сеть 132.11.0.0, расстояние 1;
сеть 194.27.18.0, расстояние 1.
Этап 3 — получение RIP-сообщений от соседей и обработка полученной информации
После получения аналогичных сообщений от маршрутизаторов М2 и МЗ маршрутизатор Ml наращивает каждое полученное поле метрики на единицу и запоминает, через какой порт и от какого маршрутизатора получена новая информация (адрес этого маршрутизатора будет адресом следующего маршрутизатора, если эта запись будет внесена в таблицу маршрутизации). Затем маршрутизатор начинает сравнивать новую информацию с той, которая хранится в его таблице маршрутизации (табл. 5.16).
Таблица 5.16.Таблица маршрутизации маршрутизатора Ml
Посвящаем нашей дочери Анне От авторов Для кого эта книга Книга предназначена для студентов аспирантов и... Требования предъявляемые К современным... Техническая реализация И дополнительные функции коммутаторов...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Протоколы маршрутизации в IP-сетях
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
От авторов
Эта книга является результатом опыта пятилетнего преподавания авторами курсов сетевой тематики в Центре информационных технологий в стенах Московского государственного университета. Основу книги со
Благодарности
Прежде всего мы хотим поблагодарить директоров Центра информационных технологий Алексея и Елену Сальниковых, так как эта книга вряд ли была бы написана, если бы они не организовали в свое время Цен
От централизованных систем -к вычислительным сетям
1.1.1. Эволюция вычислительных систем
Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Первые компьютеры 50-х годов — большие, громоздкие и
Основные проблемы построения сетей
При создании вычислительных сетей их разработчикам пришлось решить много проблем. В этом разделе мы рассмотрим только наиболее важные из них, причем в той последовательности, в которой они естестве
Понятие «открытая система» и проблемы стандартизации
Универсальный тезис о пользе стандартизации, справедливый для всех отраслей, в компьютерных сетях приобретает особое значение. Суть сети — это соединение разного оборудования, а значит, проблема со
Локальные и глобальные сети
Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки, но чаще всего сети делят на типы по территориальному признаку, то есть по величине территории, которую покрывает сеть. И для эт
Сети отделов, кампусов и корпораций
Еще одним популярным способом классификации сетей является их классификация по масштабу производственного подразделения, в пределах которого действует сеть. Различают сети отделов, сети кампусов
К современным вычислительным сетям
Главным требованием, предъявляемым к сетям, является выполнение сетью ее основной функции — обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объе
Вопросы и упражнения
1. Чем можно объяснить тот факт, что глобальные сети появились раньше, чем локальные?
2. Поясните использование термина «сеть» в следующих предложениях:
• сеть нашего предп
Линии связи
2.1.1. Типы линий связи
Линия связи (рис. 2.1) состоит в общем случае из физической среды, по которой передаются электрические информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежу
Методы передачи дискретных данных на физическом уровне
При передаче дискретных данных по каналам связи применяются два основных типа физического кодирования — на основе синусоидального несущего сигнала и на основе последовательности прямоугольных импул
Методы передачи данных канального уровня
Канальный уровень обеспечивает передачу пакетов данных, поступающих от протоколов верхних уровней, узлу назначения, адрес которого также указывает протокол верхнего уровня. Протоколы канального у
Методы коммутации
Любые сети связи поддерживают некоторый способ коммутации своих абонентов между собой. Этими абонентами могут быть удаленные компьютеры, локальные сети, факс-аппараты или просто собеседники, общающ
Вопросы и упражнения
1. Могут ли цифровые линии связи передавать аналоговые данные?
2. Каким будет теоретический предел скорости передачи данных в битах в секунду по каналу с шириной полосы пропускания в 20 к
Протоколы и стандарты локальных сетей
3.1.1. Общая характеристика протоколов локальных сетей
При организации взаимодействия узлов в локальных сетях основная роль отводится протоколу канального уровня. Однако для того, чтобы к
Протокол LLC уровня управления логическим каналом (802.2)
Протокол LLC обеспечивает для технологий локальных сетей нужное качество услуг транспортной службы, передавая свои кадры либо дейтаграммным способом, либо с помощью процедур с установлением соедин
Технология Ethernet (802.3)
Ethernet — это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей. Общее количество сетей, работающих по протоколу Ethernet в настоящее время, оценивается в 5 миллионов, а количест
Параметры Значения
Битовая скорость 10 Мбит/с
Интервал отсрочки 512 битовых интервала
Межкадровый интервал (IPG) 9,6 мкс
Максимальное число попыток передачи 16
Максимальное
Тип кадра Сетевые протоколы
Ethernet II IPX, IP, AppleTalk Phase I
Ethernet 802.3 IPX
Ethernet 802.2 IPX, FTAM
Ethernet SNAP______________IPX, IP, AppleTalk Phase II___________________
Технология FDDI
Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — оптоволоконный интерфейс распределенных данных — это первая технология локальных сетей, в которой средой передачи данных является волоко
Fast Ethernet и lOOVG-AnyLAN как развитие технологии Ethernet
Классический 10-мегабитный Ethernet устраивал большинство пользователей на протяжении около 15 лет. Однако в начале 90-х годов начала ощущаться его недостаточная пропускная способность. Для компью
Высокоскоростная технология Gigabit Ethernet
3.7.1. Общая характеристика стандарта
Достаточно быстро после появления на рынке продуктов Fast Ethernet сетевые интеграторы и администраторы почувствовали определенные ограничения при пос
Вопросы и упражнения
1. Поясните разницу между расширяемостью и масштабируемостью на примере технологии Ethernet.
2. Что такое коллизия:
• (А) ситуация, когда станция, желающая передать пакет, обнаруж
Структурированная кабельная система
Кабельная система является фундаментом любой сети. Как при строительстве нельзя создать хороший дом на плохо построенном фундаменте, так и сеть, отлично работающая на плохой кабельной системе, — э
Концентраторы и сетевые адаптеры
Концентраторы вместе с сетевыми адаптерами, а также кабельной системой представляют тот минимум оборудования, с помощью которого можно создать локальную сеть. Такая сеть будет представлять собой
Логическая структуризация сети с помощью мостов и коммутаторов
Под логической структуризацией сети понимается разбиение общей разделяемой среды на логические сегменты, которые представляют самостоятельные разделяемые среды с меньшим количеством узлов. Сеть, р
И дополнительные функции | коммутаторов
Несмотря на то что в коммутаторах работают известные и хорошо отработанные алгоритмы прозрачных мостов и мостов с маршрутизацией от источника, существует большое разнообразие моделей коммутаторов.
На основе протоколов сетевого уровня
В стандартной модели взаимодействия открытых систем в функции сетевого уровня входит решение следующих задач:
• передача пакетов между конечными узлами в составных сетях;
• выбор
Адресация в IP-сетях
5.2.1. Типы адресов стека TCP/IP
В стеке TCP/IP используются три типа адресов: локальные (называемые также аппаратными), IP-адреса и символьные доменные имена.
В терминологии TCP/
IP-адрес МАС-адрес Тип записи
194.85.135.75 008048Е87Е60 Динамический 194.85.135.70 08005А21А722 Динамический 194.85.60.21_________008048ЕВ7567_________Статический_________________________________________
IP-адрес МАС-адрес Тип записи
194.85.135.75 008048ЕВ7Е60 Динамический
194.85.135.70 08005А21А722 Динамический
194.85.60.21 008048ЕВ7567 Статический
194.85.135.65_____________OOEOF77F1920
Протокол IP
5.3.1. Основные функции протокола IP
Основу транспортных средств стека протоколов TCP/IP составляет протокол межсетевого взаимодействия (Internet Protocol, IP). Он обеспечивает пер
Маршрутизатора
201.36.14.0_________132.11.0.7_______________1________________2_________________________
5.4. Протоколы маршрутизации в IP-сетях 425
Эта запись была
Маршрутизатора
201.36.14.0__________132.11.0.101______________2_________________3___________________________
В результате в сети образовалась маршрутная петля: пакеты, направляемые узлам с
Средства построения составных сетей стека Novell
5.5.1. Общая характеристика протокола IPX
Протокол Internetwork Packet Exchange (IPX) является оригинальным протоколом сетевого уровня стека Novell, разработанным в начале 80-х годо
Номер сети Следующий маршрутизатор Порт Задержка Хопы
А0000010 10 О А0000011 20 О 000013F4 А0000010-008100Е30067 13 2 00000120 A0000011-C000023300FA 22 1 00000033________А0000010-008100Е30055________1___________10____________5___________
Маршрутизаторов и концентраторов
5.6.1. Маршрутизаторы
Основная задача маршрутизатора — выбор наилучшего маршрута в сети — часто является достаточно сложной с математической точки зрения. Особенно интенсивных вычислений
Вопросы и упражнения
1. В чем состоит отличие задач, решаемых протоколами сетевого уровня в локальных и глобальных сетях?
2. Сравните таблицу моста/коммутатора с таблицей маршрутизатора. Каким образом они фо
Глобальные связи на основе выделенных линий
Выделенный канал — это канал с фиксированной полосой пропускания или фиксированной пропускной способностью, постоянно соединяющий двух абонентов. Абонентами могут быть как отдельные устрой
Глобальные связи на основе сетей с коммутацией каналов
Выделенные линии представляют собой наиболее надежное средство соединения локальных сетей через глобальные каналы связи, так как вся пропускная способность такой линии всегда находится в распоряже
Компьютерные глобальные сети с коммутацией пакетов
В предыдущих разделах рассматривалось построение глобальных связей в корпоративной сети на основе выделенных или коммутируемых каналов. Собственно, основные новые проблемы были сосредоточены при э
Удаленный доступ
Если магистральные связи между локальными сетями всегда строятся путем соединения локальных сетей с территориальным транспортом через маршрутизаторы, то для организации удаленного доступа могут и
Вопросы и упражнения
1. Чем отличаются модемы от устройств DSU/CSU?
2. Предприятие решило создать собственную глобальную сеть. Какой тип глобальных связей будет наиболее эффективен, если предприятию необходим
Функции и архитектура систем управления сетями
7.1.1. Функциональные группы задач управления
Системы управления корпоративными сетями существуют не очень давно. Одной из первых систем такого назначения, получившей широкое распространен
Стандарты систем управления
7.2.1. Стандартизуемые элементы системы управления
При формализации схемы «менеджер - агент» могут быть стандартизованы следующие аспекты ее функционирования:
• протокол взаимоде
Мониторинг и анализ локальных сетей
Постоянный контроль за работой локальной сети, составляющей основу любой корпоративной сети, необходим для поддержания ее в работоспособном состоянии. Контроль — это необходимый первый этап, котор
Вопросы и упражнения
1. К какой из пяти стандартных функциональных групп системы управления относится функция концентратора Ethernet по обнулению поля данных в кадрах, поступающих на порты, к которым не подключен узел
Ответы на вопросы
Далее приведены ответы на вопросы, не требующие развернутого обсуждения.
Глава 1
3. Нет, сетевыми приложениями называют распределенные приложения, то есть приложения, состоящие из
Новости и инфо для студентов