Технологии коммутации и маршрутизации
Изучение протокола динамической маршрутизации - OSPF
Доцент кафедры СС и СК Маликова Е.Е. Ст. преп. кафедры СС и СК МТУСИ Канищева М.Г.
2
Маршрутизация
•Статическая маршрутизация. При этом все записи в таблице маршрутизации имеют статический (неизменяемый) характер. Записи о маршрутах составляются и вводятся в память каждого маршрутизатора вручную администратором сети.
•Динамическая маршрутизация. При этом все изменения в конфигурации сети автоматически отражаются в таблицах маршрутизации благодаря протоколам маршрутизации. Эти протоколы собирают информацию о топологии связей в сети, что позволяет им оперативно отражать все текущие изменения
Достоинства и недостатки динамической |
3 |
|
|
маршрутизации |
|
Достоинства динамической маршрутизации:
•- автоматическое добавление маршрута;
•- организация отказоустойчивости сети. Так, если сеть доступна по двум или более маршрутам, то при недоступности основного маршрута произойдет автоматическое переключение на другой маршрут.
Недостатки динамической маршрутизации:
•- более высокая загрузка вычислительных ресурсов сети (память и процессор);
•-требуется более высокая квалификация инженеров при поиске неисправностей;
•- сеть менее предсказуема, т.е. если сеть очень сложная, то не всегда можно сказать, как пойдет тот или иной маршрут.
Статическая маршрутизация |
4 |
|
Статические маршруты настраиваются и поддерживаются вручную. Они применимы к небольшим или стабильным сетям. Статические маршруты имеют следующие недостатки:
•Неспособность адаптироваться к крупномасштабным сетям: по мере увеличения количества устройств в сети резко возрастает нагрузка на настройку.
•Невозможно динамически реагировать на изменения в сети. Если топология сети изменится, сеть не сможет автоматически сходиться, и статические маршруты необходимо будет изменить вручную.
R |
R2 |
R |
R2 |
1 |
|
1 |
|
Link fault
R3 |
R3 |
При выходе из строя маршрута между роутерами R1 и R2 необходимо вручную конфигурировать путь R1-R3-R2.
Классификация протоколов
Протоколы динамической маршрутизации можно классифицировать по нескольким критериям.
По рабочим механизмам и алгоритмам:
дистанционно-векторные протоколы (Distance-vector Routing Protocols) – RIP;
протоколы состояния каналов связи (Link-state Routing Protocols) - OSPF, IS- IS.
По области применения:
протоколы междоменной маршрутизации (EGP) - BGP ;
протоколы внутридоменной маршрутизации (IGP): OSPF, RIP, EIGRP, IS-IS.
Классификация протоколов динамической маршрутизации
По области применения
Протоколы внутренних |
Протоколы внешних |
|||
|
шлюзов (IGP) |
|
шлюзов (EGP) |
|
RIP |
OSP |
IS- |
BGP |
|
|
F |
IS |
|
|
|
|
По рабочим механизмам и |
|
|
|
|
|
алгоритмам |
|
|
Протоколы |
|
Протоколы |
|
дистанционной векторной |
маршрутизации по |
|||
|
маршрутизации |
|
состоянию канала |
|
|
RIP |
|
OSP |
IS- |
|
|
|
F |
IS |
Используемые метрики
•Полоса пропускания (Bandwidth) описывает пропускную способность канала
•Задержка (Delay) представляет собой время, требуемое пакету для прохождения по каналу от отправителя до получателя.
•Назрузка (Load) — это степень использования сетевых ресурсов на маршрутизаторе или канале.
•Надежность (Reliability) обычно характеризует уровень ошибок в сетевом канале.
•Количество переходов (Hop count) — это число маршрутизаторов, через которые должен пройти пакет до поступления в пункт назначения.
Протоколы дистанционно-векторной маршрутизации
Маршрутизатор, использующий протокол маршрутизации на основе вектора расстояния, периодически рассылает маршруты. Посредством обмена маршрутами каждый роутер изучает маршруты от соседних роутеров и устанавливает их в свою таблицу маршрутизации.
Каждому маршрутизатору в сети известно только о том, где находится пункт назначения и как далеко он находится, но он не знает всю топологию сети. В этом суть алгоритма вектора расстояния.
Routing |
Routing |
Routing |
table |
table |
table |
|
|
|
3.3.3. |
R1 |
R2 |
R3 |
3 |
|
Destined for 3.3.3.3, through
R2!
Протокол динамической маршрутизации OSPF (Open Shortest Path First) 
9
Протокол OSPF является алгоритм выбора маршрута по состоянию канала. Он использует алгоритм Дейкстры, который применяется для определения кратчайшего пути между двумя узлами в графе. Каждый маршрутизатор в соответствии с этим алгоритмом ищет оптимальные маршруты от своих интерфейсов до всех известных ему сетей.
Телекоммуникационная сеть может быть представлена в виде графа, где вершины графа это маршрутизаторы, а ребра, соединяющие их, это линии связи. Алгоритм Дейкстры позволяет построить дерево кротчайшего пути из любой вершины во все вершины исходного графа.
10
Принципы протокола OSPF
•OSPFv2, как определено в RFC 2328, предназначен для IPv4. OSPFv3, как определено в RFC 2740, предназначен для IPv6. OSPF в этой презентации относится к OSPFv2.
•Маршрутизаторы OSPF обмениваются информацией о состоянии канала, но не маршрутами. Информация о состоянии канала является ключевой информацией для OSPF для выполнения топологии и расчета маршрута.
•Маршрутизатор OSPF собирает информацию о состоянии канала в сети и сохраняет эту информацию в топологической базе данных - LSDB. Маршрутизаторы знают о топологии внутриобластной сети и могут рассчитывать пути без петель.
•Каждый маршрутизатор OSPF использует алгоритм SPF (Shortest Path First) для расчета кратчайшего пути к определенному пункту назначения. Маршрутизаторы генерируют маршруты на основе этих путей и устанавливают их в таблицу маршрутизации.
•OSPF поддерживает механизм маски подсети переменной длины (VLSM) и ручное суммирование маршрутов.
•Многозонная конструкция позволяет OSPF поддерживать более крупную сеть.