Принципы маршрутизации в Internet. Самое полное описание протокола BGP 4 - Сэм Хелеби

ББК 32.973.26-018.2.75 Х36 УДК 681.3.07

Издательский дом "Вильяме"

Зав, редакцией С.И. Тригуб Перевод с английского и редакция В.В. Ткаченко По общим вопросам обращайтесь в Издательский дом "Вильяме" по адресу: info@williamspublishing.com, http://www.williamspublishing.com

Х36 Хелеби, Сэм, Мак-Ферсон, Денни.

Принципы маршрутизации в Internet, 2-е издание. : Пер. с англ. М. : Издательский дом "Вильяме", 2001. — 448 с. : ил. — Парал. тит. англ.

ISBN 5-8459-0188-Х (рус.)

Эта книга поможет вам стать экспертом по вопросам интеграции локальной сети вашей компании в глобальную сеть Internet. В ней рассмотрены системы адресации, маршрутизации и способы организации соединений в сети Internet на практических примерах. В книге также освещается широкий круг теоретических понятий и принципов организации маршрутизации в сети Internet с использованием протокола граничного шлюза (Border Gateway Protocol — BGP). После знакомства с этой книгой вы будете способны самостоятельно строить свою сеть и планировать ее развитие. Независимо от того являетесь ли вы потребителем услуг Internet или же вы сами предоставляете услуги этой сети (т.е. вы являетесь сервиспровайдером Internet), в этой книге вы найдете ответы на любые вопросы, касающиеся маршрутизации в сетях на основе протокола TCP/IP.

ББК 32.973.26-018.2.75

Все названия программных продуктов являются зарегистрированными торговыми марками соответствующих фирм.

Никакая часть настоящего издания ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, будь то электронные или механические, включая фотокопирование и запись на магнитный носитель, если на это нет письменного разрешения издательства Cisco Press.

Authorized translation from the English language edition published by Cisco Press, Copyright © 2000

All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage retrieval system, without permission from the Publisher.

Russian language edition published by Williams Publishing House according to the Agreement with R&I Enterprises International, Copyright © 2001

Об авторах

Сэм Хелеби (Sam Halabi) — один из наиболее известных экспертов среди провайдеров Internet. Мистер Хелеби недавно назначен вице-президентом компании Marketing at an IP networking startup, а до этого на протяжении многих лет возглавлял отдел IP-маркетинга в компании Cisco Systems. Он также является крупным специалистом по сложным протоколам маршрутизации и разработке больших IP-сетей.

Сэм Хелеби — активный член технологических форумов Optical Internetworking Forum и MPLS Forum.

Денни Мак-Ферсон (Danny McPherson) в настоящее время является главным инженером компании Amber Networks. До этого он занимал руководящие посты в технических службах компаний — сервис-провайдеров Internet (Qwest, GTE Internetworking, Genuity и internetMCI). В его обязанности входили разработка топологии сетей, организация маршрутизации в них, координация работы различных подразделений и другие вопросы организации сетей. Он — член комитета Internet Engineering Task Force (IETF), т.е. принимает непосредственное участие в разработке стандартов для сети Internet. Денни МакФерсон — признанный эксперт по архитектуре сети Internet и протоколам маршрутизации.

Технические консультанты

Алексей Руднев (Alexei Roudnev) в настоящее время занимает должность системного инженера в консорциуме Genesys Labs/Alcatel в Сан-Франциско, штат Калифорния. На протяжении 10 лет работал инженером по обслуживанию вычислительной сети компании "Релком" - одной из компаний-основательниц сети Internet на территории России. Кроме того, в Москве он около 9 лет занимался разработкой приложений для ОС UNIX.

Абха Ахуджа (Abha Ahuja) -- главный инженер в компании Internap Network Services, занимается проектированием топологии вычислительных сетей и их техническим обслуживанием. Прежде она работала в Merit Network — ведущем исследовательском центре по созданию и учету национальных (для США) точек обмена IP-трафиком -в качестве руководителя проектов разработки сервера маршрутов нового поколения (Route Server Next Generation project) и измерения и учета трафика в сети Internet (Internet Performance Measurement and Analysis project — IPMA). Сегодня она принимает активное участие в жизни сетевого сообщества, продолжая исследовать функционирование протоколов маршрутизации в сетях с различной архитектурой, маршрутизацию между разными доменами, занимаясь сбором сетевой статистики и вопросами сетевой безопасности. Она — сертифицированный специалист по разработке вычислительных сетей.

Посвящения

Денни Мак-Ферсон: моей супруге Хезер (Heather) и моим дочерям Кортни

(Courtney) и Эшли (Ashli). Вы — моя инфраструктура.

Благодарности

Прежде всего хотелось бы выразить огромную признательность Абхе Ахуджа (Abha Ahuja), Шейну Аманте (Shane Amante), Джонсону Лиу (Johnson Liu), Альваро Ретана (Alvaro Retana) и Алексею Рудневу (Alexei Roudnev) за их ценные консультации, полученные нами при создании этой книги. Следует особо отметить вклад Хенка Смита (Henk Smit), Брюса Коула (Bruce Cole), Энке Чен (Enke Chen), Срихари Рамачандры (Srihari Ramachandra), Рекса Фернандо (Rex Phernando), Сатиндера Сингха (Satinder Singh) и Рави Чандра (Ravi Chandra), а также сотрудников подразделения Cisco "BGP Coders" и всех остальных, внесших посильный вклад во 2-е издание книги. Выражаем благодарность за поддержку и терпение компаниям Amber Networks и Qwest Communications, в которых работал Денни Мак-Ферсон. И наконец, мы хотим поблагодарить Кристофера Кливленда (Christopher Cleveland), Трейси

Хьюджес (Tracy Hughes), Марка Фоулера (Marc Fowler), Гейла Джонсона (Gayle Johnson) и остальных сотрудников издательства Cisco Press за оказанную нам помощь при подготовке книги к печати.

Содержание

Введение ____________________________________ 13

Цели______________________________________________________________13 Кому адресована книга_______________________________________________13 Как организована эта книга ___________________________________________14

Предисловие _______________________________________________________15 Соглашения, принятые в этой книге ____________________________________15 Знаки, встречающиеся в командах _____________________________________15

Обозначения, используемые в книге____________________________________16

Часть I. Развитие сети Internet _________________ 18

Глава 1. Эволюция сети Internet______________________________20

История развития сети Internet ________________________________________20

От ARPANET к NSFNET ______________________________________________________________ 21 Internet сегодня _____________________________________________________________________ 23 Ходатайства NSFNET________________________________________________________________ 24

Точки доступа к сети_________________________________________________24

Что такое NAP? ____________________________________________________________________ 25 Учреждение должности менеджера NAP ________________________________________________ 25 Федеральные точки обмена трафиком __________________________________________________ 26 Коммерческие точки обмена трафиком__________________________________________________ 26 Физическая структура NAP ___________________________________________________________ 27

Альтернатива NAP — прямые межсетевые соединения_____________________________________ 27 Проект арбитража маршрутизации____________________________________________________ 28

Высокоскоростная магистральная сетевая служба ________________________31

Выделение региональных сетей из NSFNET _______________________________________________ 34

Создание NIS_______________________________________________________35

Сетевые информационные службы _____________________________________________________ 35 Создание InterNIC ___________________________________________________________________ 36

Служба каталогов и баз данных _______________________________________36

Службы регистрации ________________________________________________________________ 37 Служба поддержки NIC ______________________________________________________________ 37

Другие реестры в сети Internet_________________________________________38

Американский реестр адресов сети Internet_______________________________________________ 38 Европейский сетевой координационный центр ____________________________________________ 38

Азиатско-Тихоокеанский сетевой информационный центр __________________________________ 39

Реестры маршрутизации в Internet _____________________________________________________ 39

Настоящее и будущее Internet _________________________________________40

Инициатива "Internet следующего поколения" _____________________________________________ 40 Проект Internet2 ____________________________________________________________________ 42 Проект Abilene _____________________________________________________________________ 42

Забегая вперед _____________________________________________________43

Часто задаваемые вопросы ___________________________________________44 Ссылки____________________________________________________________44

Глава 2. Услуги, предоставляемые провайдерами Internet и их характеристики_____________________________________________47

Услуги, предлагаемые провайдерами Internet ____________________________47

Доступ в Internet по выделенной линии ___________________________________________________ 47

Доступ в Internet с помощью технологий Frame Relay и ATM _________________________________ 48

Службы доступа по коммутируемым линиям _____________________________________________ 49 Цифровые абонентские линии__________________________________________________________ 49

Маршрутизация только по умолчанию: один основной и один резервный каналы

_________________________________________________________________198

Вариант 4: подключение клиентов к одному провайдеру с резервным каналом между ними ________201 Вариант 5: подключение клиентов к различным провайдерам с резервным каналом между ними ____204

Забегая вперед ____________________________________________________207

Часто задаваемые вопросы __________________________________________208 Ссылки___________________________________________________________209

Глава 8. Управление маршрутизацией в автономной системе__211

Взаимодействие маршрутизаторов, не поддерживающих BGP, с

маршрутизаторами под управлением BGP______________________________211

Преобразование из BGP в IGP__________________________________________________________211 Использование в AS маршрутов по умолчанию_____________________________________________212

Конфликт правил маршрутизации BGP с внутренними маршрутами по умолчанию

_________________________________________________________________213

Маршруты по умолчанию внутри AS: правила маршрутизации BGP по основному и запасному маршруту__________________________________________________________________________214

Маршруты по умолчанию внутри AS: другие правила маршрутизации в BGP____________________218

Маршрутизация по правилам_________________________________________220

Маршрутизация по правилам на основе адреса источника___________________________________220 Маршрутизация по правилам на основе адресов источника и пункта назначения_________________221 Маршрутизация по правилам с использованием маршрута по умолчанию и динамическая маршрутизация _____________________________________________________________________222

Другие применения маршрутизации по правилам ________________________222

Забегая вперед ____________________________________________________224

Часто задаваемые вопросы __________________________________________224

Глава 9. Управление крупномасштабными автономными системами ________________________________________________227

Отражатели маршрутов _____________________________________________227

Внутренние узлы с отражателями маршрутов ___________________________229

Вопросы обеспечения избыточности при работе с несколькими отражателями маршрутов в AS ___230

Модели топологии с элементами отражения маршрутов __________________231

Отражатели маршрутов и группы взаимодействующих узлов _______________________________234

Конфедерации_____________________________________________________236

Недостатки конфедераций____________________________________________________________237

Обмен маршрутами и принятие решений BGP в конфедерациях ______________________________238

Рекомендуемая структура конфедерации ________________________________________________239 Конфедерации против отражателей маршрутов__________________________________________239

Ограничение роста IGP-инфраструктуры _______________________________240

Сегментирование AS с несколькими регионами, разделяемыми по IBGP ________________________241 Сегментирование AS с несколькими регионами, разделяемыми по EBGP________________________243

Забегая вперед ____________________________________________________245 Часто задаваемые вопросы __________________________________________245 Ссылки___________________________________________________________246

Глава 10. Проектирование стабильных сетей на базе TCP/IP___249

Источники нестабильности маршрутов в Internet _________________________249

Нестабильность IGP_________________________________________________________________249 Дефекты оборудования_______________________________________________________________250 Ошибки в программном обеспечении ____________________________________________________250 Недостаточная мощность процессора __________________________________________________250 Недостаточный объем памяти ________________________________________________________251 Модернизация и техническое обслуживание сетей _________________________________________251 Человеческие ошибки_________________________________________________________________252 Перегруженность соединений _________________________________________________________252

Функции по обеспечению стабильности в BGP __________________________252

Управление маршрутами и аннулирование содержимого кэша________________________________253

Обновление маршрутов в BGP _________________________________________________________253 Разгрузка маршрутов ________________________________________________________________253