Непосредственный и косвенный маршруты. Таблицы маршрутизации. Алгоритмы маршрутизации и их классификация. Протоколы маршрутизации и их классификация
Маршрутизация – это выбор маршрута следования информации от источника к получателю через объединенную коммуникационную сеть.
А → В - стоимость маршрута
Метрикой для стоимости маршрута является:
Время задержки
Загрузка в сети (количество дейтограмм в секунду)
Длина маршрута (пример, в км)
Маршрутизацию IP-дейтограмм определяют протоколы маршрутизации. А протоколы строятся на основе алгоритмов (выбор оптимального маршрута – маршрута имеющего наименьшую стоимость).
Классификация алгоритмов маршрутизации:
По различным стратам (срезам):
внутреннего шлюза – передача дейтограмм внутри области домена
внешнего шлюза – между домена
Динамический/статический
Динамический – таблицы маршрутизации заполняются автоматически и корректируются через определенное время (более оптимально)
Статический – таблицы маршрутизации заполняются вручную и они не изменяются в течение длительного периода времени – не маршрутизуемые алгоритмы.
Одномаршрутные/многомаршрутные
Одномаршрутные – от источника к получателю рассматривается один маршрут
Многомаршрутные – много маршрутов (более надежны)
Одноуровневые/многоуровневые (признак - иерархия)
Одноуровневые – все узлы рассматриваются на 1 уровне
Многоуровневые – выделяют магистральные сети, субсети и т.д. (более приближены к реальным организациям)
Централизованные/распределенные/локальные
Централизованные – наличие некоторого центра управления сети, в котором вычисляются таблицы маршрутизации всех маршрутов. Эти таблицы рассылаются соответствующим маршрутизаторам. Плюсы: простота в применении. Минусы: не надежно.
Распределенные – в каждом маршрутизаторе происходят вычисления таблиц маршрутизации и они рассылаются соседним маршрутизаторам. Минусы: не оптимальность маршрутов, замедленная реакция на ухудшение топологии сети.
Локальные – на каждом маршрутизаторе вычисляются данные относительно своей сети рассылаются всем маршрутизаторам. Плюсы: высокая надежность. Минусы: сложность и трудное согласование всех баз данных.
Одноадресные/многоадресные (групповые)
Одноадресные – передают пакет только по одному адресу
Многоадресные – пакет параллельно рассылается по нескольким адресам.
Маршрутизатор получает пакет. Определяет косвенная/прямая адресация.
Если сетевая часть IP-адреса получателя дейтограммы совпадает с сетевым номером маршрутизатора – это прямая адресация. Следовательно, пакет передается соответствующему ПК в сети (номер указан в компьютерной части дейтограммы).
Если не совпадает – то косвенная адресация. Маршрутизатор по таблице маршрутизации выясняет какому соседнему маршрутизатору нужно передать пакет.
Протоколы маршрутизации:
Векторные (Бэллмона-Форда)
RIP – типичный представитель. Вычисляются таблицы маршрутизации в каждом маршрутизаторе. А также стоимость доставки до соседей.
Адрес сети |
Адрес маршрутизатора |
Стоимость до соседнего маршрутизатора |
|
|
Отсылается приветственный пакет, сосед должен сразу ответить. Время задержки делится на 2 и получается стоимость. |
Каждый маршрутизатор получает копии этих таблиц и выбирает минимальную стоимость и обновляет свои данные. Обновление информации по оптимальному сценарию.
Достоинство: быстрая реакция на хорошие новости.
Недостаток: замедленная реакция на плохие новости.
Особенность: допустим в строке маршрутизатора увеличивается стоимость (разрушен путь – не получается доставка пакета), другие маршрутизаторы не хотят изменить данные. А если другой маршрутизатор пришлет старые данные, значит этот изменит на старые. Следовательно, неверная информация.
Обходные пути:
Правила отказа от приема: если обнаружен обрыв, то в течение некоторого времени он не должен корректировать строку с этим путем.
Метод принудительных обновлений: если разрыв сети обнаружен маршрутизатором, то маршрутизатор сообщает всем соседям в сети.
В целом, это не оптимальность протокола RIP – распределенный алгоритм.
Состояния связи (каналов)
Типичный представитель – OSPF, IS-IS.
OSPF: 1) маршрутизаторы рассылают специальные пакеты приветствия и определяют топологию сети, т.е. определяется возможна ли доставка пакета. 2) рассылаются специальные пакеты приветствия, определяющие метрику (время доставки до маршрутизатора).
На основе этой информации каждый маршрутизатор строит направленный граф.
Используя специальный алгоритм Дейкстры выбираются оптимальные пути и заносятся в таблицы маршрутизации.
Достоинства: таблицы маршрутизации оптимальны.
Недостатки: сложность алгоритма в виду согласования баз данных.
Политики
Типичный представитель – BGP.
Либо протокол № I, либо № II + дополнительная информация от оператора сети.
+ человеческий фактор.