IP маршрутизация

Каждый хост (станция, маршрутизатор) ведет свои маршрутные таблицы, которые и определяют порядок обработки IP-пакетов. Передача пакетов между конечными станциями, требует взаимодействия IP-модулей программного обеспечения этих станций и маршрутизаторов, связывающих сети, в которых они (станции) находятся. Рассмотрим, как обрабатывается пакет на этих сетевых устройствах.

Если в таблице маршрутизации станции-отправителя указано, что станция назначения является непосредственно присоединенной к той же ЛВС, то из таблицы физических адресов, которая ведется на каждой сетевой станции, извлекается физический адрес узла назначения, пакет инкансулируется в кадр канального протокола и передается к станции назначения. Если таблица маршрутизации станции-отправителя не содержит искомый сетевой адрес, то пакет отправляется по адресу маршрутизатора, который был указан при конфигурировании станции в качестве шлюза по умолчанию (default router, default gateway). Этот шлюз обязательно имеет физический интерфейс в той же ЛВС, что и станция-отправитель. При получении пакета маршрутизатор проверяет, не совпадает ли адрес назначения этого пакета с его собственным IP-адресом. Если это так, то пакет передается модулю протокола, указанного в поле «Протокол» заголовка пакета. В противном случае, маршрутизатор посредством своей таблицы определяет адрес следующего хоста, которому он должен передать этот пакет, и свой интерфейс, на который следует его направить.

Каждая строка в таблице маршрутизации содержит следующую информацию: IP-адрес сети (узла) назначения, IP-адрес следующего маршрутизатора, способного обеспечить передачу пакета в эту сеть (этому узлу), имя выходного интерфейса и некоторые флаги. Флаги содержат уточняющую информацию о каждой записи в таблице. Так например, флаг H определяет, является ли данная строка таблицы маршрутом к хосту (Н =1), или к сети (Н =0); флаг G уточняет, является ли она маршрутом к другому маршрутизатору (G =1), или определяет путь к непосредственно подключенной станции (G =0).

Поиск в таблице маршрутизации ведется следующим образом. Прежде всего, сканируется ее первый столбец с целью нахождения записи, точно соответствующей адресу назначения пакета. Если такая обнаруживается, то пакет отправляется по адресу, указанному в столбце «Следующий маршрутизатор». В противном случае, ведется поиск строки, содержащей адрес сети назначения. Если такой записи нет, то ищется строка, определяющая маршрут по умолчанию, т.е. маршрут к узлу с более полной информацией о траектории передачи этого пакета. Если не один из перечисленных вариантов не реализуем, то пакет уничтожается, а узлу-отправителю отправляется сообщение «Хост недостижим». Рассмотрим таблицы маршрутизации в сети, изображенной на след. слайде.

Эта сеть содержит три подсети: 149.100.1.0/25 149.100.1.128/25, 149.100.2.0/24, которые объединены двумя маршрутизаторами М1 и М2. При этом маршрутизатор М2 является шлюзом в Интернет. Адреса интерфейсов маршрутизаторов показаны на рисунке. Предположим, что станция С6 имеет пакет с адресом назначения 149.100.1.159. Таблица маршрутизации С6 выглядит следующим образом (таблица внизу слайда):

Первая строка таблицы определяет закольцовывающий интерфейс. Вторая строка описывает маршрут по умолчанию и флаг G уточняет, что узел 149.100.2.1 является маршрутизатором. Третья запись таблицы не имеет флага Н, следовательно, она определяет сеть; нет в ней и флага G и это говорит о том, что определяется маршрут к непосредственно подключенной сети и интерфейсом к ней является внешний интерфейс станции С6, имеющий адрес 149.100.2.21. Прежде всего С6 производит поиск адреса станции (или сети) назначения в своей таблице. Поскольку ни тот, ни другой в ней не присутствуют, то пакет будет отправлен в соответствии с маршрутом по умолчанию на маршрутизатор М2 с адресом 149.100.2.1 через интерфейс Eth0.

Таблица маршрутизации М2 может иметь следующий вид (внизу слайда).

Выполнив поиск в этой таблице маршрутизатор М2 найдет, что наиболее полно согласуется с адресом назначения маршрут, определенный в строке 5 и отправит пакет к маршрутизатору М1 через интерфейс Eth1.

Таблица маршрутизации М1 представлена внизу в таблице.

В ней представлен маршрут с адресом назначения точно соответствующим адресу назначения пакета. Поэтому последний передается на интерфейс Eth0 и доставляется станции С2 с IP-адресом 149.100.1.159.