Ручное конфигурирование таблиц

При ручном способе администратор сети изучает топологию составной сети и находит рациональные маршруты продвижения для каждого маршрутизатора сети и для каждой сети, входящей в состав данной составной сети.

Руководствуясь этим принципом, давайте построим таблицу маршрутизации для маршрутизатора R1. ‘

Начнем с сети 193.201.5.0. Топология составной сети показывает, что возможны два рациональных маршрута от маршрутизатора R1 до сети 193.201.5.0: первый через сеть N3 и маршрутизатор RЗ, второй через сеть N2, маршрутиза­тор R2, сеть N4 и маршрутизатор RЗ.

Первый маршрут проходит через меньшее число промежуточных сетей и, соответственно, промежуточных маршрутизаторов, чем второй. Меньшее число промежуточных маршрутизаторов означает более быструю доставку пакета адресату, если все промежуточные сети обладают одинаковой скоростью передачи. В нашем случае это так, поэтому логично выбрать первый маршрут для сети назначения 193.201.5.0. Такой критерий выбора маршрута получил название «количества хопов», где под «хопом» (hop — прыжок, перелет) понимается промежуточная сеть.

В общем случае сети, входящие в состав составной сети, могут обладать различной пропускной способностью, и этот фактор будет влиять на время достав­ки пакета по тому или иному маршруту. Для того чтобы учесть влияние пропу­скной способности сетей, часто используют другой критерий выбора маршрута, называемый «расстоянием». С каждой сетью связывается расстояние, значение которого обратно пропускной способности сети. Например, если для сетей с про­пускной способностью 1000 Мбит/с выбрать расстояние в одну условную едини­цу, то сети с пропускной способностью 100 Мбит/с будут связаны с расстоянием в 10 условных единиц, а сети с пропускной способностью 10 Мбит/с — в 100 таких единиц. При выборе маршрута суммарное расстояние от источника до адресата вычисляется простым суммированием расстояний промежуточных сетей и выбирается маршрут с минимальным суммарным расстоянием.

Так как в нашем примере все сети имеют одинаковую пропускную способность, то первый маршрут оказывается предпочтительным и по критерию хопов, и по критерию минимального расстояния.

Соответствующая запись об этом маршруте будут выглядеть так.

IP-адрес назначении	Маска адреса назначения	IP-адрес следующего маршрутизатора
193.201.5.0	255.255.255.0	212.100.16.1

Эта запись описывает действия маршрутизатора не для одного адреса назначения, как это было в случае таблицы продвижения Ethemet-коммутатора, а для всего набора IP-адресов, относящихся к сети 193.201.5.0.

Маска в записи маршрута позволяет задействовать адреса подсетей. Общее правило использования маски состоит в том, что при приходе IP-пакета маршрутизатор извлекает из него IP-адрес назначения и накладывает на него маску, выделяя с помощью логической операции «И» (AND) номер подсети. Затем этот адрес сравнивается с адресами назначения, имеющимися в таблице маршрутизации. Если для какой-либо записи эти адреса совпадают, то считается, что маршрут найден. Для его отработки используется последнее поле записи, то есть IP-адрес следующего маршрутизатора, в нашем примере — это 212.100. 16.1, то есть адрес интерфейса е2 маршрутизатора R3.

Аналогичным образом создаются записи таблицы маршрутизации для остальных четырех сетей, в результате чего таблица приобретает законченный вид (табл. 9;2).

Таблица 9.2. Пример таблицы маршрутизации

IP-адрес назначении	Маска адреса назначения	IP-адрес следующего маршрутизатора
15.0.0.0	255.0.0.0	15.0.0.2 -
193.201.5.0	255.255.255.0	212.100.16.1
212.107.200.0	255.255.255.0	15.0.0.2
212.100.16.0	255.255.255.0	Непосредственно присоединенная сеть
195.20.12.0	255.255.255.0	Непосредственно присоединенная сеть
Default

Отличие записей для сетей 212.100.16.0 и 195.20.12.0 от трех первых записей состоит в том, что для них не задается адрес следующего маршрутизатора, так как эти сети непосредственно присоединены к маршрутизатору R1.

В таблице маршрутизации присутствует еще одна запись, вместо адреса сети назначения имеющая значение Default (то есть «по умолчанию»). Эта запись является рабочей для всех адресов сетей назначения, которые явно не указаны в таблице маршрутизации. Запись Default является достаточно элегантным средством решения задачи масштабирования таблиц маршрутизации. Как пра­вило, такая запись очень эффективна для маршрутизаторов, работающих на нижних уровнях иерархии Интернета — в сетях организаций или небольших провайдеров. Она обычно указывает на единственный путь «наверх», ведущий к провайдеру более высокого уровня. Маршруты, выбираемые при этом, оказываются рациональными, и «коллапс» таблицы маршрутизации не наносит никакого ущерба работе составной сети.

Посмотрим, как используется таблица маршрутизации маршрутизатором R1 на примере обработки пакета, отправленного компьютером С1 компьютеру С2. Этот пакет содержит IP-адрес источника 195.20.12.65 и IP-адрес назначения 193.201.5.13. Так как компьютер С1 и маршрутизатор Ri связаны сетью Ethernet, то для доставки пакета маршрутизатору R1 компьютер С1 должен упаковать сформированный IP-пакет в Ethemet-кадр и поместить в этот кадр МАС- адрес интерфейса el маршрутизатора Ri, который условно обозначим МАС-е1. В этом случае кадр должен пройти через сеть N1 Ethernet-коммутаторов и быть принят интерфейсом e1.

Возникает вопрос, каким образом компьютер С1 узнает МАС-адрес маршрутизатора R1? B принципе, он узнает его уже описанным способом за счет того, что администратор сконфигурирует на компьютере таблицу маршрутизации, подобную табл. 9.2. Однако из-за того, что обычно компьютер подключен к сети нижнего уровня, имеющей только один маршрутизатор, через который проходит путь ко всем внешним сетям, на компьютерах используются вырожденные таблицы маршрутизации, состоящие из одной записи Default. Традиционно такую единственную запись называют не таблицей маршрутизации, а просто адресом маршрутизатора по умолчанию (default gateway address). В компьютере С1 этот адрес должен быть указан как 195.20.12.1. Зная этот адрес, стек TCP/IP компьютера находит с помощью ARP-запроса соответствующий ему МАС-адрес, то есть МАС-адрес интерфейса el маршрутизатора R1.

После прохождения через сеть Ethernet-коммутаторов и приема его в буфер интерфейса el маршрутизатора R1 кадр, сделавший свое дело, отбрасывается, и маршрутизатор работает далее только с полями IP-пакета. В частности, он оперирует адресом назначения 193.201.5.13, содержащимся в пакете. Это оперирование заключается в том, что маршрутизатор последовательно просматривает записи его таблицы маршрутизации, извлекая из них маску и накладывая на данный адрес назначения. Полученный номер сети в каждом случае сравнива­ется с номером сети назначения, имеющимся в записи.

Для нашего примера первая запись таблицы сравнения не дает, так как по­сле наложения маски образуется номер сети, равный 193.0.0.0, что не равно 15.0.0.0. Вторая проверка приводит к успеху, поэтому маршрутизатор извлекает из этой записи адрес следующего маршрутизатора 212.100.16.1, которому необходимо направить пакет.

Однако непосредственно этот адрес использовать для отправки пакета маршрутизатору R3 нельзя, как и в случае с компьютером С1 пакет должен быть упакован в Ethernet-кадр и только после этого направлен по сети N3 интерфейсу el маршрутизатора R3. Эта передача будет происходить через выходной интерфейс е2 маршрутизатора, который выбирается на основании того, что его адрес принадлежит той же сети, что и адрес назначения. Для нахождения МАС- адреса интерфейса el маршрутизатора R3 маршрутизатор R1 использует ARP- запрос, распространяемый по сети N3 интерфейсом е2.

После приема пакета маршрутизатор R3 обнаруживает по своей таблице маршрутизации, что его IP-адрес назначения принадлежит сети 193.201.5.0, которая непосредственно подключена к интерфейсу el этого маршрутизатора. Поэтому маршрутизатор R3 не направляет пакет следующему маршрутизатору, а с помощью ARP-запроса находит МАС-адрес, соответствующий IP-адресу назначения, указанному в пакете. После этого пакет упаковывается в Ethemet-кадр с найденным МАС-адресом и отравляется компьютеру С2.