Тема 4.2 Маршрутизация

Маршрутизация – процесс выбора маршрута следования пакета.

Маршрутизатор – устройство, которое выполняет это действие R.

R работает на третьем уровне OSI. Для выбора маршрута следования пакета используется лишь адрес сети, а адрес хоста отбрасывается.

Чтобы выделить из IP-адреса адрес сети применяется маска.

Маршрут – это направление следования пакета.

Определить маршрут – значит выбрать последовательность транзитных узлов и их интерфейсов, через которые надо передавать данные, чтобы доставить их адресату. Определение маршрута – сложная задача, особенно когда конфигурация сети такова, что между парой взаимодействующих сетевых интерфейсов существует множество путей. Чаще всего выбор останавливают на одном оптимальном по некоторому критерию маршруте. В качестве критериев оптимальности могут выступать, например, номинальная пропускная способность и загруженность каналов связи; задержки, вносимые каналами; количество промежуточных транзитных узлов; надежность каналов и транзитных узлов

Каждый маршрутизатор может сказать на какой интерфейс или какому следующему маршрутизатору отправить пакет ,задав направление движения.

Собрав последовательно эти направления, мы получим вест путь следования. Решение о выборе маршрутизатора применяют согласно их таблицам маршрутизации.

Эта таблица содержит соответствие адреса сети к маршруту. Имея таблицу маршрутизации, нам нужно выбрать наилучший маршрут. Выбор происходит в несколько этапов.

Административная дистанция (АД)- степень доверия источнику.

Метрика- качество маршрута (чем меньше значение, тем лучше маршрут).

Может случиться такая ситуация, что лучших маршрутов оказалось несколько. В таком случае нет четких указаний, что делать.

Маршрутизаторы Сisco производят распределение нагрузки между этими маршрутами, чередуя пакеты.

Часто можно встретить отсутствие сети назначения в таблице, но зато присутствует сеть, покрывающая ее (надсеть). Если надсеть содержит в себе диапазоны адресов нужной нам сети, то там же находится и получатель. По этому признаку можно заменить несколько подсетей одной надсетью, но лишь в том случае , если у них одинаковые маршруты.

Различают два вида маршрутизации:

• Статическая;

• Динамическая.

При статической маршрутизации маршруты вводятся администратором вручную на каждом маршрутизаторе и не изменяются во время работы. При поднятии сетевого интерфейса и настройке на нем протокола сетевого уровня, в таблицу маршрутизации автоматически заносится маршрут на сеть, в которой находится этот интерфейс. Такие сети, в которых находится маршрутизатор, называются напрямую соединенными. А маршруты на них задаются только выходным интерфейсом и являются наиболее приоритетными. Остальные маршруты задаются адресом следующего маршрутизатора. Таким образом пакет будет проходить маршрутизаторы, пока не дойдет до того, у которого есть напрямую соединенная сеть назначения.

Динамическая маршрутизация совершается за счет динамических протоколов маршрутизации. При их помощи маршрутизатор строит и обновляет свою таблицу маршрутизации. Говорят, что сеть сошлась, когда с любого маршрутизатора можно попасть в любую сеть.

Динамические протоколы маршрутизации делятся на внешние и внутренние. А внутренние в свою очередь на дистанционно-векторные протоколы и протоколы link state (состояния канала).

Внутренние протоколы используются в сетях разного объема для автоматизации и надежности процесса маршрутизации. Внешние протоколы используются для работы между автономными системами, т.е. в очень больших сетях, таких как Internet.

Разница между дистанционно-векторными протоколами и протоколами состояния канала довольно существенна. Link state протоколы появились позже, когда классовые сети отошли в прошлое. Их основным принципом является хранение состояния всех каналов сети. Они строят некую карту сети и самостоятельно определяют наилучшие маршруты. Отличительной чертой также есть отправка обновлений лишь при изменении топологии и лишь тем маршрутизаторам, которым будет актуальна информация.

Дистанционно-векторные протоколы требуют правильной и совместной работы всех маршрутизаторов, так как они оперируют с направлением и метрикой, которую получают от соседних маршрутизаторов. Таким образом, получив маршрут, маршрутизатор увеличивает его метрику и отправляет его другим соседям. Из этого и следует название протоколов - дистанция (метрика) и вектор (направление). Среди представителей можно выделить протокол EIGRP, который имеет ряд преимуществ и некоторые сходства с протоколами состояния канала.

Среди внешних протоколов маршрутизации можно отметить протокол BGP, на котором держится Internet. Он является протоколом path state (состояния пути). Это значит что он оперирует с лучшими путями, которые задаются списком автономных систем (AS), через которые должен пройти пакет. Как правило, количество AS в пути не велико и лучше считается тот путь, что содержит меньшее количество AS. Для гарантии того, чтобы какой-то маршрут был запасным, придаются хитрости и повторяют несколько раз номер своей AS в пути, увеличивая тем самым длину. Когда же пакет достигает нужной AS, вступает в силу внутренняя маршрутизация.

Маршрутизатор является ключевым звеном любой составной сети. Они решают две основные задачи:

- находят наилучший маршрут;

- отправляют пакет по этому маршруту.

Маршрутизация сделала возможным объединение отдельных сетей в одну глобальную сеть. Существует три принципа маршрутизиции:

1). Каждый маршрутизатор принимает решение самостоятельно, не оговариваясь откуда получена информация о маршрутах;

2). Если один маршрутизатор имеет полную таблицу маршрутизации, то это не значит что и в остальных она полная.

3). Существование маршрута в одну сторону не гарантирует существование обратного маршрута.

Таблица маршрутизации — таблица, состоящая из сетевых маршрутов и предназначенная для определения наилучшего пути передачи сетевого пакета. Каждая запись в таблице маршрутизации состоит, как правило, из таких полей:

• адрес сети назначения (destination);

• маска сети назначения (netmask, genmask);

• адрес шлюза (gateway), за исключением тех случаев, когда описывается в маршрут непосредственно доступную (directly connected) сеть, в этом случае вместо адреса шлюза обычно указываются 0.0.0.0;

• метрика маршрута (не всегда).