Маршрутизация в глобальной сети. Метрики. Протокол RIP

Магистральные сети(backbone networks) используют для образования одноранговых связей между крупными локальными сетями.Магистральные сети должны обеспечивать высокую пропускную способность и быть постоянно доступны.

Сети доступа представляют собой сети, которые используются для связи небольших локальных сетей или отдельных компьютеров с центральной сетью предприятия. Программные и аппаратные средства, которые обеспечивают удаленное подключение, называют средствами удаленного доступа. На стороне клиента это, как правило модем и соответсвующее ПО, на стороне сервера – сервер удаленного доступа (RAS – Remote Access Service).

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.

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 новуюавтономную систему.

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.

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.

Способы доставки пакета в правильном направлении принято делить на три больших класса.

1. Простая маршрутизация

2. Фиксированная маршрутизация

3. Адаптивная маршрутизация

Простая маршрутизация работает по принципу устройств канального уровня (повторители, коммутаторы, мосты). Имеется три вида простой маршрутизации:

- «случайная маршрутизация». При этом каждый маршрутизатор, получив пакет, отправляет его на случайный интерфейс. Такой подход не гарантирует быстрой и качественной доставки пакета адресату. А в ряде случаев пакет вообще уничтожается при превышении времени ожидания.

- «лавинная маршрутизация». В этом случае роутер шлет пакет по всем активным интерфейсам. Минус этого приема – засорение сети избыточной служебной информацией.

- «маршрутизация по опыту». Применяя этот прием, шлюз изначально накапливает сведения о маршрутах, пересылая данные, как правило, лавинным способом. Затем, составляя некоторую таблицу, он учится направлять пакеты куда надо.

Простая маршрутизация просто неприемлема в больших сетях, особенно, если узлы связаны резервными связями.

«Фиксированная» предполагает наличие так называемой таблицы маршрутизации, которая существует в любой современной операционной системе. Каждая таблица должна иметь как минимум пять столбцов. Вот они:

1. Адрес сети – сеть или отдельный IP-адрес, куда должен быть доставлен пакет.

2. Маска сети – чтобы однозначно идентифицировать подсеть должна быть использована маска.

3. Шлюз – на этот адрес будет передан пакет в случае совпадения адрес назначения и адреса сети.

4. Интерфейс (или номер порта) – инициализирует интерфейс, по которому будет проходить пакет.

5. Метрика – определенное число, характеризующее канал связи.

(Просмотреть таблицу маршрутизации можно при помощи команды: #route -n) (Добавление шлюза в таблицу маршрутизации: #route add -netIP/маска gw шлюз, а для шлюза по умолчанию: #route adddefaultgw шлюз)

Еще одна маленькая особенность фиксированной маршрутизации: в случае, когда нужно доставлять все или большинство пакетов на один узел, используется понятие «шлюз по умолчанию». Адрес сети и маска в этом случае будут иметь вид 0.0.0.0. Когда совпадение адреса назначения с адресом сети не происходит, данные уходят на дефолтовый шлюз.

«Адаптивная» - применяется в больших сетях с разными каналами и избыточными линиями. Смысл адаптации в том, чтобы быстро поменять маршрут в случае выхода из строя отдельной линии, либо добавления нового шлюза. В данный момент используется два вида протокола маршрутизации: RIP и OSPF.

Метрика – количественная характеристика, определяющая время прохождения между текущей сетью и сетью назначенной.

RIP-таблица, в которую заносится длинна маршрута, где метрика измеряется в hop.

Hop – обобщённая метрика, включающая: среднее время прохождения пакета и % потерь.

Если связь исчезла, то строка удаляется из таблицы маршрутизации.

При переводе маршрутизаторов в режим RIP, они будут обмениваться служебной информацией и выбирать из нескольких альтернативных оптимальный маршрут при передаче пакета из одной подсети в другую.