Протоколы динамической маршрутизации

Первоначально архитектура ядра сети интернет состояла из небольшого количества маршрутизаторов, которые хранили полную информацию о составной сети. По мере развития интернета стало увеличиваться количество сетей и соединяющих их маршрутизаторов. Это привело к тому, что количество маршрутной информации, обрабатываемой маршрутизаторами, стремительно увеличивалось. Таким образом, возникла необходимость перехода от централизованной к совершенно новой архитектуре, которая рассматривает глобальную сеть как набор независимых групп маршрутизаторов, так называемых автономных систем.

Автономная система (Autonomous system, AS) представляет собой группу маршрутизаторов (коммутаторов 3-го уровня) и IP-сетей, которые находятся под административным управлением. Например, сеть студенческого городка может быть автономной системой.

Рис. 6.44. Автономные системы

Для каждой автономной сиситемы выбираются протоколы динамической маршрутизации, которые позволяют обмениваться маршрутной информацией между

маршрутизирующими устройствами внутри автономной системы, так называемые внутренние протоколы маршрутизации (Interior Routing Protocols). Существуют протоколы, используемые для обмена маршрутной информацией между автономными системами, которые называются внешними протоколами маршрутизации (Exterior Routing Protocols).

Примеры внутренних протоколов маршрутизации:

· RIPv1 (Routing Information Protocol version 1) – описан в RFC 1058;

· RIPv2 (Routing Information Protocol version 2) – описан в RFC 2453;

· RIPng (Routing Information Protocol next generation) – описан в RFC 2080;

· OSPF (Open Shortest Path First) – описан в RFC 2328.

Самым известным протоколом внешней маршрутизации является BGP (Border Gateway Protocol), описанный в RFC 4271.

В основе каждого протокола маршрутизации лежит алгоритм, определяющий принцип работы и методы обработки маршрутной информации.

Алгоритм маршрутизации – это метод, который протокол маршрутизации использует для определения наилучшего маршрута к сети назначения и последующего включения его в таблицу маршрутизации. Алгоритмы маршрутизации для определения наилучшего маршрута используют различные метрики, отражающие число переходов, скорость прохождения пути, надежность пути, пропускную способность этого пути и т.д. Для того чтобы определить наилучший маршрут к сети назначения из всех имеющихся маршрутов, алгоритмы маршрутизации сравнивают их метрики. Чем меньше значение метрики, тем предпочтительнее выбранный маршрут. Наиболее часто в алгоритмах маршрутизации используются следующие метрики:

· счетчик промежуточных узлов (Hop count) или число переходов – количество маршрутизаторов (коммутаторов L3), через которые должен пройти пакет, прежде чем достигнет пункта назначения. При прохождении через маршрутизатор (коммутатор L3), значение счетчика узлов увеличивается на 1. Путь, для которого значение счетчика узлов равно 4, означает, что данные, отправленные по этому маршруту, пройдут через 4 маршрутизатора (коммутатора L3), прежде чем будут получены адресатом. Если существует несколько путей, маршрутизирующее устройство выбирает тот, для которого значение счетчика узлов наименьшее;

· задержка передачи (Delay) – время, требуемое на передачу пакета от отправителя к получателю;

· надежность линии связи (Reliability) – обычно обозначает относительное значение количества ошибок для каждого из каналов связи;

· загруженность (Load) – средняя загруженность канала связи;

· пропускную способность (Bandwidth) – пропускная способность канала связи;

· стоимость (Cost) – значение, вычисляемое обычно на основе пропускной способности, денежной стоимости или других единиц измерения, назначаемых администратором.

В зависимости от используемого алгоритма протоколы маршрутизации подразделяются на три класса:

· дистанционно-векторные протоколы (Distance Vector Protocol);

· протоколы с учетом состояния канала (Link State Protocol);

· гибридные протоколы маршрутизации, имеющие черты протоколов одного, так и другого класса.