4.8.Протоколы маршрутизации

Эффективное решение задачи маршрутизации а интерсетях основано на использовании маршрутизаторами специальных таблиц маршрутизации. Как указывалось выше, записи в этих таблицах могут появляться следующим образом:

• автоматически генерируются записи о специальных адресах;

• заносятся вручную администраторами сетей;

• автоматически создаются и модифицируются при помощи специальных протоколов.

Однако, в крупных интерсетях, таких как Интернет, включающих в себя тысячи сетей, невозможно хранить о них информацию в каждом маршрутизаторе. Поэтому такие сети делятся на автономные системы, соединенные между собой магистральными каналами. Такое разделение обеспечивает модульность и масштабируемость больших сетей. В качестве автономной системы может выступать отдельная интерсеть, которая административно управляется какой-либо корпорацией, государственным органом, Интернет - провайдером и т.п. Маршрутизаторы автономных систем называются внутренними шлюзами (interior gateways), а маршрутизаторы с помощью которых происходит подключение автономных систем к магистральным каналам – внешними шлюзами (exterior gateways). Внутренние шлюзы обеспечивают маршрутизацию пакетов внутри автономной системы и передачу пакетов на внешние шлюзы, если он адресован узлу, находящемуся вне этой автономной системы. Внутри автономных систем используются внутренние протоколы маршрутизации: специальные служебные протоколы, предназначенные для формирования и поддержания в актуальном состоянии таблиц маршрутизации. Примерами таких протоколов служат протоколы RIP, OSPF, рассматриваемые в этом разделе. На границах автономных систем располагаются внешние шлюзы, которые обмениваются информацией с другими такими же шлюзами о макро-топологии Интернет с помощью протоколов внешних шлюзов, таких как BGP (Border Gateway Protocol).

4.8.1.Дистанционно-векторный протокол rip

Протокол RIP (Routing Information Potocol) является простым протоколом дистанционно-векторного типа. С помощью этого протокола маршрутизаторы обмениваются друг с другом служебной информацией о содержании своих таблиц маршрутизации. В качестве метрики в нем обычно используется хопы (количество транзитный маршрутизаторов до сети назначения). Протокол предусматривает передачу маршрутизаторами своим соседним маршрутизаторам каждые 30 секунд специальных служебных сообщений, содержащих вектор дистанций (фактически: список записей типа «адрес сети – расстояние до этой сети»). Каждый маршрутизатор, приняв такое RIP сообщение, сравнивает принятый вектор со своей таблицей маршрутизации. Для записи о каждой из сетей из RIP сообщения полученное расстояние увеличивается на единицу и далее:

• если в таблице нет записи об этой сети она включается в таблицу и в качестве следующего маршрутизатора указывается адрес маршрутизатора – источника RIP сообщения;

• если в таблице существует запись об этой сети, но расстояние (метрика) в таблице маршрутизации хуже, чем в принятом сообщении, то указывают новую полученную дистанцию и в качестве следующего маршрутизатора указывается адрес маршрутизатора – источника RIP сообщения;

• если в таблице существует запись об этой сети, но расстояние (метрика) в таблице маршрутизации лучше, чем в принятом сообщении, то эта запись RIP сообщения игнорируется;

• если в таблице существует запись об этой сети, и расстояние (метрика) в таблице маршрутизации соответствует полученному в RIP сообщении, то эта запись в таблице подтверждается.

Таким образом, механизм RIP сообщений позволяет выбирать в таблицу маршрутизации направления с минимальным значением метрики, а также отслеживать изменения конфигурации интерсети.

Например, в случае подключения к какому либо маршрутизатору новой сети, информация об этом будет передана всем соседним маршрутизаторам не позднее, чем через 30 секунд. Эти маршрутизаторы включат информацию о новой сети в свои таблицы (увеличив расстояние на 1) и в своих RIP сообщениях передадут эту информацию своим “соседям” и т.п. Так по истечению некоторого промежутка времени все маршрутизаторы интерсети узнают о существовании новой сети и поместят в свою таблицу адрес маршрутизатора, обеспечивающего кратчайший маршрут к ней (так как из всех принятых RIP сообщений об этой сети используется только сообщение с минимальной метрикой).

В случае, если какая то сеть становится недоступной, существует два механизма оповещения об этом других маршрутизаторов. Маршрутизатор, непосредственно связанный с этой сетью метит в своей таблице маршрутизации, что сеть становится не достижимой и при очередном RIP сообщении эта информация начнет распространяться по сети аналогично информации при подключении сети. Расстояние “бесконечно” выбрано равное 16 хопам. В случае получения в RIP сообщении такого значения расстояния до сети каждый маршрутизатор проверяет – получено ли это сообщение от маршрутизатора, который являлся источником прежней записи в таблице маршрутизации. Если это так, то информация считается достоверной, сеть метится как недоступная и информация об этом передается дальше.

Однако, в случае отказа маршрутизатора все подключенные через него сети становятся недоступными, но сообщить об этом некому. В этом случае срабатывает механизм тайм аута. Дело в том, что каждая запись в таблице маршрутизации, полученная с помощью RIP протокола, является динамической, т.е. имеет ограниченное время жизни. Это время ограничено 6 периодами рассылка RIP сообщений. Если запись в таблице маршрутизации в течении этого времени не подтверждается, то она удаляется из таблицы. Таким образом, в случае отказа маршрутизатора, записи о сетях, доступных через этот маршрутизатор, через 180 секунд будут удалены из таблиц маршрутизации его ближайших соседей. Через 360 секунд они будут удалены у следующих маршрутизаторов и т.п.

Однако, этот протокол в силу своей простоты не всегда корректно и вовремя обрабатывает изменение конфигурации интерсети, а маршрутизаторы, основываясь только на расстояниях до сетей, весьма приблизительно представляют себе реальную топологию интерсети. К тому же размер интерсети ограничен “бесконечностью” в 16 хопов.