Протокол маршрутизации eigrp

Протокол маршрутизации Enhanced IGRP был разработан специалистами компании Cisco, и представляет собой дальнейшее развитие принципов, которые были заложены в  IGRP. В частности, по отношению к протоколу IGRP обеспечиваются следующие дополнительные возможности:

• Поддержка внеклассовых IP сетей

• Передача частичных обновлений таблицы маршрутов

• Поддержка различных протоколов сетевого уровня

Формально протокол EIGRP относится к алгоритмам маршрутизации типа distant – vector, однако этот протокол сочетает в себе лучшие качества протокола типа link- state и поэтому может быть отнесен к особому типу протоколов маршрутизации – к гибридным протоколам.

ПРОТОКОЛ OSPF

Протокол OSPF основан на алгоритме состояния канала. Суть этого алгоритма состоит в том, что он должен вычислить кратчайший путь. При этом «кратчайший» не означает, что путь физически самый короткий. Имеется в виду, что информация пройдет по этому пути быстрее, чем по другим. Маршрутизатор, работающий с этим протоколом, отправляет запросы всем соседним маршрутизаторам, находящимся в одном с ним домене маршрутизации, для выявления состояния каналов до них и далее от них. Состояние канала при этом характеризуется несколькими параметрами, которые называются метриками. Метрикой может быть пропускная способность канала, его загрузка на текущий момент, задержка информации при ее прохождении по этому каналу и т. д. Обобщив полученные сведения, этот маршрутизатор сообщает их всем соседям. После этого им строится ориентированный граф, который повторяет топологию домена маршрутизации. Каждому ребру этого графа назначается оценочный параметр (метрика). После построения графа используется алгоритм Дейкстры, который по двум заданным узлам находит набор ребер с наименьшей суммарной стоимостью, то есть, по сути, выбирает оптимальный маршрут. По совокупной информации (полученной и найденной в результате вычислений) создается таблица маршрутизации.

Протокол OSPF решает многие из перечисленных выше проблем, присущих протоколу RIP. Кроме того:

• Протокол OSPF обладает большей скоростью сходимости, что предотвращает возникновение петель маршрутизации;

• При работе протокола не генерируется большой сетевой трафик;

• Информация, которой обмениваются маршрутизаторы, проходит процедуру аутентификации. Это позволяет участвовать в процессе маршрутизации только авторизованным маршрутизаторам. Аутентификация устраняет возможность случайного или преднамеренного искажения маршрутной информации;

• Протокол OSPF использует групповую передачу вместо широковещательной. Такой подход позволяет исключить передачу маршрутной информации тем устройствам, которым она не нужна;

• Протокол поддерживает распределение нагрузки (load balancing) по маршрутам, имеющим одинаковые стоимости;

• Протокол поддерживает маски подсетей переменной длины (VLSM). Данные о масках подсетей передаются в сообщениях LSA (Link-State Advertisement, объявление о состоянии канала), таким образом маршрутизаторы получают эту информацию динамически, что позволяет более гибко использовать выделенное организации адресное пространство;

• Протокол поддерживает области маршрутизации. Это позволяет администраторам разделять автономную систему на отдельные части с изоляцией сетевого трафика и маршрутизации;

• Протокол OSPF поддерживает передачу внешней маршрутной информации через автономные системы.

После того как все базы данных синхронизированы, каждый маршрутизатор начинает создавать свою таблицу маршрутизации. Эта таблица базируется на информации, содержащейся в базе данных состояния каналов. Сначала создается карта сетевой топологии. Непосредственно связанные маршрутизаторы по терминологии протокола OSPF называются соседями. Каждый маршрутизатор хранит информацию о том, в каком состоянии, по его мнению, находится сосед. Маршрутизатор полагается на соседние маршрутизаторы и передает им дейтаграммы только в том случае, если он уверен, что они полностью работоспособны.

Если маршрутизатор обнаружит изменения в состоянии одного из подключенных к нему каналов, он должен разослать сообщения LSA всем своим соседям, которые ретранслируют их далее по всему домену маршрутизации. С момента посылки сообщения базы данных маршрутизаторов теряют синхронизацию и, следовательно, должны быть синхронизованы вновь. После выполнения синхронизации каждый маршрутизатор должен заново построить карту сетевой топологии, дерево кратчайших путей и таблицу маршрутизации.

Хотя протокол OSPF решает все проблемы, присущие RIP, он тоже далек от идеала. В очень больших сетях протокол OSPF порождает чрезвычайно много маршрутной информации. Например, в распределенной сети с сотнями маршрутизаторов изменение состояния одного канала (скажем, обрыв линии связи) вызывает распространение тысяч сообщений LSA через всю сеть. База данных состояния канала в таких сетях может достигать нескольких мегабайт.

Преимущества использования протокола OSPF

Иерархическая маршрутизация

Использование иерархической маршрутизации позволяет существенно повысить эффективность использования каналов передачи данных за счет сокращения доли передаваемого по ним служебного трафика.

Информационный обмен, который осуществляют маршрутизаторы для определения маршрута передачи данных внутри области, показан на рисунке зелеными стрелками. Определение маршрута и информационный обмен между областями в данном случае производится через специальную центральную область - AREA 0. Использование такой схемы логического построения сети позволяет существенно уменьшить долю неинформативного трафика, который передается по каналам передачи данных между областями. В частности в этом случае по каналам, используемых для  передачи данных между областями, (красный цвет) не будет передаваться информация о сетях, которые имеют чисто локальное значение.

Распределение нагрузки между параллельными каналами (Load balancing)

При использовании протокола маршрутизации OSPF допускается существование нескольких маршрутов в направлении некоторого узла сети. В том случае, если эти маршруты обеспечивают  одинаковое качество передачи данных, информационный поток в адрес данного узла  может быть направлен по всем этим каналам одновременно, что обеспечит существенное увеличение скорости передачи данных. Динамическое перераспределение трафика между параллельными каналами, которое выполняется пропорционально  степени загруженности этих каналов, называется Load balancing.  

Процедура установления подлинности источника информации

Использование процедуры установления подлинности целесообразно в тех информационных системах, в которых большое внимание уделяется информационной безопасности. В таких системах маршрутизаторы, которые участвуют в процессе определения маршрута, должны выполнить совокупность действий, которая необходима для установления приемником подлинности источника передаваемых данных (authentication procedure). Только в том случае, если источник передаваемых данных успешно выполнил процедуру аутентификации,  те данные о маршрутах, которые были от него получены,  принимаются для обработки.

Способы организации обмена информацией о маршрутах

Примечательной особенностью протокола маршрутизации OSPF является использование адресов типа multicast для информационного обмена между маршрутизаторами в процессе определения маршрута. Использование таких адресов позволяет отказаться от использования адресов типа broadcast, что в свою очередь приводит к повышению эффективности использования вычислительных ресурсов сети.

Еще одной важной особенностью процесса организации информационного обмена у протокола маршрутизации OSPF является также использование аппарата «назначенных» (designated) маршрутизаторов. Использование этой возможности позволяет существенно сократить объем служебного трафика в том случае, когда несколько маршрутизаторов подключены к одной сети. 

Формат метрики протокола OSPF

В отличие от протокола маршрутизации RIP, который для сравнения маршрутов может использовать только их длину, выраженную в числе переходов, протокол маршрутизации OSPF использует для этой – же цели специальный критерий, который  называется метрика. Метрика маршрута в протоколе OSPF формируется по специальному алгоритму и учитывает следующие параметры:

• пропускная способность канала

• величина задержки распространения сигнала в канале

• надежность канала

• загруженность канала

• размер максимального блока данных, который может быть передан через данный канал

Использование такой метрики позволяет более объективно оценивать маршруты и, при наличии выбора, принимать эффективное  и целесообразное решение. 

Основные компоненты и принципы организации информационного обмена

Построение дерева кратчайших путей

Для обеспечения формирования и обслуживания этих баз данных маршрутизаторы OSPF должны обмениваться специальными сообщениями. В частности такие сообщения формируются в том случае, если в сети появился новый маршрутизатор или изменилось состояние канала передачи данных. При получении сообщения об изменениях в структуре сети, каждый маршрутизатор вносит соответствующие изменения в свою копию базы данных. Таким образом, в каждый момент времени все базы данных маршрутизаторов, которые находятся внутри одной автономной системы, являются идентичными и адекватно отображают структуру информационного взаимодействия внутри автономной системы. Для  того, чтобы определить маршрут по которому должен быть передана дейтаграмма, каждый маршрутизатор, на основании своей копии базы данных, строит дерево кратчайших путей. В  вершине своего дерева каждый из маршрутизаторов размещает себя самого.  

65. -- Стандарты SONET, SDH.