Маршрутизация в tcp/ip

Лекция 4

Протоколы внутренней маршрутизации

Общее название протоколов внутренней маршрутизации:

IGP – Interior Gateway Protocol.

Общие свойства:

В случае наличия нескольких маршрутов с одинаковыми метриками, обычно выбирается один. Для обеспечения возможности использования остальных в качестве обходных требуется дополнительная настройка.

В силу различия технологий и топологий один и тот же маршрутизатор может использовать различные протоколы для связи в рамках домашней сети с остальными внутренними маршрутизаторами и для взаимодействия с другими сетями.

Основные протоколы внутренней маршрутизации:

RIP (Routing Information Protocol) – наиболее активно используется в небольших сетях (ограничение на количество маршрутизаторов – 15 во избежание образования петель). В основе лежит алгоритм Беллмана-Форда. Маршрутизатор посылает обновление каждые 30 с. Обновление – это сообщение, содержащее IP-адрес подсети и расстояние до нее (определяется по числу узлов). Если в течение 180 с. не приходит обновление на маршрут, то он считается недействительным.

Недостатки: 1.ограничение на размер сети. 2. использование в качестве критерия количества узлов, что может привести к образованию петель и нахождению неоптимального маршрута.

Пример работы rip

HELLO - устарел, но считается прообразом современных протоколов маршрутизации. Основан на алгоритме Беллмана-Форда. В качестве критерия использует время доставки пакета. Основные функции: 1. синхронизирует работу удаленных узлов. 2. определяет маршруты, кратчайшие по задержке. Недостаток: низкая стабильность работы, дополнительная нагрузка на центральный процессор, образование петель в силу быстрого изменения ситуации на сети.

Проблемы перехода к QoS-маршрутизации

Необходимость учитывать не только количество переходов, но и другие параметры сети (задержки, пропускную способность, интенсивность трафика и проч.)

Необходимость маршрутизировать трафик в зависимости от типа и приоритета.

Необходимость поддержки балансировки нагрузки.

Протоколы QoS-маршрутизации

OSPF – разработка IETF. Основан на алгоритме Дейкстры. Протокол, который может использоваться и для внутренней, и для внешней маршрутизации.

IS-IS – разработка ITU-T. Основан на алгоритме Дейкстры. Функционально аналогичен OSPF. Исторически так сложилось, что используется достаточно редко.

Современные маршрутизаторы обычно поддерживают оба этих протокола.

OSPF – Open Shortest Path First

В качестве критерия использует стоимостную метрику, включающую в себя такие показатели, как скорость передачи, надежность, ширина полосы пропускания, задержка, количество узлов и т.д. Рассылает обновления раз в 4 с., но маршрут действителен до тех пор, пока не придет сообщение о его недопустимости. Все маршрутизаторы OSPF имеют стандартные IP-адреса: 224.0.0.5 – основные и 224.0.0.6 – резервные.

Недостаток: громоздкость протокола и требовательность к вычислительной мощности процессора маршрутизатора.

Особенности OSPF

Таблица маршрутизации рассчитывается на каждом маршрутизаторе, что позволяет уменьшить количество служебного трафика. Поддерживает лавинную маршрутизацию.

Относится к разряду протоколов QoS-маршрутизации (поддерживает до 8 типов трафика).

Поддерживает балансировку нагрузки.

Поддерживает аутентификацию.

Поддерживает классовую и бесклассовую маршрутизацию (рассылка маски).

Позволяет разделять автономную систему на зоны, изолированные друг от друга.

Типы маршрутизаторов OSPF

Поддерживает 4 типа маршрутизаторов:

Internal (внутренний): соединяет различные сегменты внутри одной автономной зоны (крупной корпоративной сети, например).

Border (внешний, для взаимодействия зон): соединяет различные автономные зоны, например, подсети субпровайдеров с сетью оператора.

Backbone (маршрутизатор опорной сети): на них строится магистральная сеть оператора.

Boundary (межсетевой): для маршрутизации между сетями операторов. Но чаще всего для этих целей используется протокол BGP

Типы сообщений OSPF:

Hello

Описание БД

Запрос

Объявление (таблица маршрутизации)

Квитанция

Формат OSPF-заголовка

Пример работы протокола OSPF

Описание алгоритма Дейкстры

А D

Шаг 1: из А кратчайший путь в В (и единственный). Добавляем В в множество узлов. {А,В}

Шаг 2: Из В кратчайший путь в Е (7). Можем попасть в С (8). {А,В,Е}

Шаг 3: Через Е можем попасть в D, метрика равна 11. Рассматриваем все возможные варианты, поэтому проверяем путь через С: {А,В,Е,С}

Шаг 4: При расчете через С в D получаем метрику равную 10, что меньше предыдущего значения. Заменяем его.

Таким образом, оптимальный путь A->С->D.