Маршрутизация TCP/IP

ГЛАВА 9.

Маршрутизация TCP/IP

 

Занятие 1. Принципы маршрутизации

Занятие 2. Составление таблицы маршрутизации

В этой главе

  Часть 1. Принципы маршрутизации Маршрутизация входит в число наиболее важных и сложных операций, выполняемых TCP/IP (Transmission Control…

Сущность маршрутизации

В сложных интерсетях перед маршрутизатором стоит еще одна важная задача — выбор наиболее эффективного пути для доставки пакета. Обычно это маршрут,…

Виды маршрутизаторов

В Windows 95/98/Ме возможность маршрутизации данных между двумя сетевыми интерфейсами отсутствует, но эти ОС можно использовать в качестве серверов… В ОС Windows 98 Second Edition и Windows Me включена функций ICS (Internet… Если компьютер используется как IP-маршрутизатор, все установленные на нем платы сетевых адаптеров должны иметь…

Таблицы маршрутизации

Если целевая система находится в другой сети, в таблице маршрутизации будет записан адрес маршрутизатора, которым нужно воспользоваться, чтобы…

Формат таблицы маршрутизации

В столбцах этой таблицы записаны следующие данные. • Network Address — адрес сети или хоста, информация о маршруте к которым… • Netmask — маска подсети для адреса в столбце Network Address. Она, как легко догадаться, нужна, чтобы система могла…

Строки таблицы маршрутизации

Примечание В отношении TCP/IP термины шлюз и маршрутизатор являются синонимами. В других случаях шлюзом называют устройство, соединяющее сети на… Во второй строке таблицы маршрутизации значится специальный IP-адрес,… IP-адрес платы сетевого адаптера, установленной на компьютере, которому принадлежит представленная таблица…

Выбор маршрута

Этапы этой процедуры подробно описаны ниже. 1. Записав в дейтаграмму информацию транспортного уровня, IP сравнивает… 2. Если в таблице нет адреса хоста, точно совпадающего со значением Destination IP Address, система просматривает ее…

Упражнение 9.1. Таблица маршрутизации

Расположите в правильном порядке следующие этапы поиска адреса в таблице маршрутизации.

1. Поиск шлюза по умолчанию.

2. Поиск адреса хоста.

3. Поиск адреса сети.

Краткое содержание занятия

* Маршрутизация — одна из наиболее сложных функций IP. Маршрутизаторы получают пакеты и пересылают их дальше по направлению к целевой системе.

* В сложных интерсетях часто устанавливают множество маршрутизаторов, которые обеспечивают несколько путей к одной и той же целевой системе. Задача маршрутизатора — переслать пакет по наиболее эффективному пути.

' Маршрутизатор может быть реализован в виде самостоятельного устройства, ОС компьютера или отдельного программного продукта.

• Информацию о сети маршрутизаторы хранят в таблице маршрутизации. Пересылая пакет, маршрутизатор ищет в таблице маршрут к системе-получателю.

• Не найдя в таблице маршрут к целевой системе, маршрутизатор отправляет пакет шлюзу по умолчанию.

Закрепление материала

a. Шлюз по умолчанию. b. Прямой маршрут. c. Маршрут по умолчанию.

Занятие 2. Составление таблицы маршрутизации

Теперь, когда Вы знаете, как TCP/IP-системы с помощью таблицы маршрутизации выбирают маршрут для передачи пакета, самое время разобраться, как нужная для этого информация попадает в таблицу. В таблице из предыдущего занятия содержатся только стандартные строки, автоматически созданные рабочей станцией под управлением Windows. Это называется минимальной маршрутизацией (minimal routing). На маршрутизаторах строк в таблице может быть гораздо больше, в зависимости от размера интерсети и способа построения таблицы.

Статическая и динамическая маршрутизация

Очевидно, что статическая маршрутизация эффективно работает только в небольших интерсетях, а в крупных сетях на нее полагаться нельзя. В сети,… структуры сети. Допустим, один из маршрутизаторов вышел из строя. Его…

Создание статического маршрута

ROUTE [-f] [-p] [command [destination] [MASK netmask] [gateway] [METRIC metric] [IF interface]] • -f — задает удаление всех строк из таблицы маршрутизации. ЕслЦ| этот… • —р — при использовании с командой ADD задает создание в таб-j лице неудаляемого маршрута (сохраняется в таблице даже…

Маршрутизация и удаленный доступ

Динамическая маршрутизация

По той же причине Маршрутизатор В знает о Маршрутизаторе А. Но ему также известно и о Маршрутизаторе С. поскольку тот входит в другую сеть, в… В наборе TCP/IP протоколов маршрутизации много. В частных интерсетях, как… Далее подробно рассматриваются наиболее популярные протоколы маршрутизации.

RIP

Самый популярный внутренний протокол маршрутизации из набора TCP/IP — RIP (Routing Information Protocol) — применяется в сетях по всему миру. Изначально он разрабатывался для UNIX-систем в форме демона routed, но со временем был перенесен на многие другие платформы и возведен в стандарт документом RFC 1058. Уже несколько лет спустя появился протокол RIP версии 2, описанный в RFC 2453.

Действие RIP основано главным образом на сообщениях двух типов — запросах и ответах, которые передаются в пакетах UDP, адресованных на порт 520, назначенный для этой цели IANA. При запуске RIP-маршрутизатор генерирует RIP-запрос и передает его как широковещательное сообщение на все свои сетевые интерфейсы. Получив это сообщение, все маршрутизаторы в сетях, поддерживающих RIP, посылают ответное сообщение с информацией из своих таблиц маршрутизации. Ответное сообщение может содержать до 25 маршрутов длиной по 20 байтов каждый (рис. 9.7). Если в таблице маршрутизации больше 25 строк, маршрутизатор генерирует столько ответных сообщений, сколько нужно для передачи всей таблицы. Получив эти ответы, первый маршрутизатор включает информацию из них в собственную таблицу маршрутизации.

 

С каждым маршрутом передается величина метрики, определяющая его эффективность и вычисляемая по числу транзитов на пути к цели. Получая информацию о маршрутах с помощью протокола RIP, маршрутизатор увеличивает значение метрики для каждого маршрута, чтобы учесть дополнительный транзит, необходимый для достижения данной целевой системы. Максимальное значение метрики в

сообщении RIPравно 15. Маршрутизация, в которой величина метрики основана на количестве транзитов, называется дистанционно-векторной (distance vector).

После первоначального обмена сообщениями RIPмаршрутизаторы каждые 30 секунд передают обновления, чтобы у всех маршрутизаторов в сети была самая «свежая» информация о маршрутах. Если в таблице маршрутизации, составляемой с помощью RIP, один из маршрутов не обновляется в течение 3 минут, маршрутизатор считает, что он более не действует, и присваивает его метрике значение 16 (недопустимое значение), а затем и вовсе удаляет из таблицы.

Главный повод для критики RIP— частые обмены сведениями о маршрутах. Протокол заполняет сеть ненужным трафиком. Кроме того, формат его сообщений не поддерживает включение в адрес маски подсети. Вместо этого RIPверсии 1 применяет маску подсети для того интерфейса, по которому он получил данные о маршруте, что не всегда бывает верно. Для решения этих проблем был разработан протокол RIPверсии 2.

Главное различие между RIP1 и RIP 2 заключается в формате данных о маршруте, включаемых в ответные сообщения. В R1P2 используются поля, которые в RIP1 оставались не у дел, поэтому в нем удается передавать дополнительную информацию о маршруте, не увеличивая при этом размер сообщения. Формат сообщения

 

RIPверсии 2 показан на рис. 9.8.

Ниже описаны поля сообщения RIPверсии 2.

• Address Family Identifier (2 байта)— код протокола, которому предназначена информация о маршрутизации. Код IPравен 2 (RIP поддерживает не только IP,но и другие протоколы).
• Route Tag (2 байта)— номер автономной системы, позволяющий RIPустанавливать связь с внешними протоколами маршрутизации.
• IP Address (4 байта)— адрес сети или хоста, которым предназначена информация о маршрутизации.
• Subnet Mask (4 байта)— маска подсети, которую маршрутизатор должен применять к значению в поле IP Address.
• Next Hop IP Address (4 байта)— адрес шлюза, на который маршрутизатор должен переправлять трафик, адресованный сети или хосту, адрес которых задан в поле IP Address.
• Metric (4 байта)— величина, характеризующая эффективность маршрута.

 

 

Еще одно важное различие между RIP 1 и RIP 2 состоит в том, что последний поддерживает передачу многоадресных сообщений, т. е. сообщений, адресованных группе компьютеров. За счет использования не широковещательной передачи, а многоадресного сообщения, адресованного только маршрутизаторам, нагрузка на другие компьютеры сети существенно снижается.

OSPF

Оценка эффективности маршрута по количеству транзитов на пути к цели не всегда адекватна. Транзитом может быть что угодно — от соединения Gigabit Ethernet до телефонного кабеля, поэтому вполне может оказаться, что по маршруту с небольшим числом транзитов данные добираются до цели медленнее, чем по маршруту, состоящему из многих транзитов. Есть и другой способ маршрутизации — маршрутизация на основе состояния канала (link-state routing). При ее использовании определяются реальные свойства каждого соединения. Эта информация записывается в базу данных и передается всем маршрутизаторам сети. Самый популярный протокол IGP, в котором применяется этот метод, называется OSPF (Open Shortest Path First) и описан в RFC 2328. По сравнению с RIP, протокол OSPF обладает и многими другими преимуществами, в частности, он способен повышать частоту обновления таблиц маршрутизации, если в сети происходят изменения (это называется сходимостью, convergence), уравновешивать нагрузку на сеть, распределяя трафик по маршрутам с одинаковой метрикой, проверять подлинность сообщений протоколов маршрутизации.

Упражнение 9.2. Статическая и динамическая маршрутизация

Среди приведенных ниже понятий укажите связанные со статической маршрутизацией, динамической маршрутизацией, с обоими видами, ни с тем, ни с другим.

1. Routed.

2. Шлюз по умолчанию.

3. Сходимость.

4. ROUTE.EXE.

5. Маршрутизация на основе состояния канала.

6. Служба Маршрутизация и удаленный доступ (Routing And Remote Access).

7. Дистанционно-векторная маршрутизация.

8. ROUTE ADD.

9. Автономная система.

10. Метрика.

Краткое содержание занятия

• Информация попадает в таблицу маршрутизации двумя способами: с помощью статической маршрутизации (элементы таблицы создаются и обслуживаются вручную) или с помощью динамической маршрутизации (для обновления таблицы используются специальные протоколы).

• Прямой доступ к таблице маршрутизации в Windows 2000 обеспечивает программа ROUTE.EXE. В других системах также имеются аналогичные программы, как правило, работающие из командной строки. Администраторы могут пользоваться ими для отображения, добавления, удаления и редактирования строк таблицы маршрутизации.

• Динамическая маршрутизация позволяет маршрутизаторам обмениваться информацией из таблиц.

• Самый популярный в наши дни протокол маршрутизации — RIP. Его действие основано на передаче широковещательных сообщений с информацией о маршрутах. Эффективность маршрута (метрика) оценивается по количеству транзитов на пути к цели.

• В более совершенном протоколе маршрутизации — OSPF — по состоянию канала оценивается действительная эффективность маршрута, а не просто количество транзитов.

Закрепление материала

a. OSPF. b. RIP. c. ICMP.