Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологии пакетной коммутации глобальных сетей. Учебное пособие
.pdf
91
15. Конфигурирование протокола BGP реализуется последовательностью
команд:
Router(config)#router bgp <ASN>
Router(config-router)#neighbor <ip адрес> remote-as <ASN>
Router(config-router)#neighbor <ip адрес> remote-as <ASN>
Router(config-router)#network <ip адрес>
Router(config-router)#network <ip адрес>
16. Созданные протоколом BGP маршруты помечаются символом В.
17. Результат конфигурирования проверяется по командам show ip route,
show ip bgp.
18. Информацию о соседних устройствах отображает команда show ip bgp
neighbors.
19. Существуют различные варианты подключения предприятия
(корпорации) к провайдеру ISP: единственное (single-homed), двойное,
множественное или многосетевое (multihomed).
20. В протоколе BGP предусмотрена возможность фильтрации обновлений, с
тем чтобы не передавать через ISP транзитный трафик.
21. Для связи предприятия с провайдером обычно используют маршрут по
умолчанию и статическую маршрутизацию для связи провайдера с
предприятием.
92
Вопросы по главе 3
1. Что собой представляет автономная система AS?
2. Как нумеруются автономные системы (ASN)?
3. Какие протоколы маршрутизации используются между автономными
системами?
4. Какие протоколы маршрутизации используются внутри автономных
систем?
5. В чем особенности протоколов: вектора расстояния, вектора пути,
состояния канала?
6. Почему протокол BGP при прокладке маршрутов не может использовать
метрику, как RIP, OSPF, EIGRP?
7. Какие параметры использует BGP при маршрутизации?
8. Какие таблицы и базы данных формирует и поддерживает протокол BGP
в процессе функционирования?
9. Какие типы атрибутов BGP известны Вам?
10. К какому типу относится атрибут вес (Weight), и как он функционирует?
11. Является ли обязательным атрибутом «Next Hop» ?
12. Какую информацию несет атрибут «Origin»?
13. Что представляет собой атрибут «Path»?
14. Какую информацию несет атрибут «MED»?
15. В чем состоит различие атрибута локального предпочтения (Local
Preference) и атрибута MED?
16. Какие типы сообщений рассылает протокол BGP?
17. Какие параметры (атрибуты) требуется указать (по минимуму) при
конфигурировании BGP?
18. Какое административное расстояние протокола BGP? Как помечаются
маршруты, созданные BGP?
19. По каким командам можно проверить таблицу маршрутизации, таблицу
BGP, таблицу соседних устройств?
20. Какие существуют варианты подключения предприятия (корпорации) к
провайдеру ISP и провайдеров между собой?
21. Как предотвратить транзитный трафик через ISP?
22. Какой вид маршрутизации обычно используют для связи предприятия с
провайдером и провайдера с предприятием?
93
Упражнения
Lo20: 20.20.20.2/24
S3/1
S3/0
DCE
B
C
S3/0
S3/1
DCE
.18
.13
.17
.14
Lo30: 30.30.30.3/24
AS 100
ISP
AS 200 AS 65000
172.16.16.16/30
192.168.1.12/30
Lo10: 10.10.10.1/24
A
1. В среде Packet Tracer создайте схему нижеприведенной сети
2. На маршрутизаторах сконфигурируйте интерфейсы.
3. Сконфигурируйте протокол BGP.
4. Проведите отладку сети.
5. Прокомментируйте таблицы маршрутизации, таблицы соседних
устройств, таблицы BGP.
94
Глава 4. ПРОТОКОЛ MPLS
4.1. Общие сведения о многопротокольной коммутации по меткам
Рост мультисервисного трафика Интернет привел к необходимости
создания технологий высокоскоростных магистральных глобальных сетей
пакетной коммутации, совместимых с IP-технологиями. Такие технологии
должны обеспечивать:
- высокую скорость передачи информации;
- заданный уровень качества;
- требуемую информационную безопасность.
Аналогичные требования выдвигаются и при создании корпоративных
сетей, поскольку структурные подразделения (филиалы) современного
крупного предприятия или учебного заведения могут находиться на
обширном географическом пространстве, и для обмена мультисервисной
информацией (данными, аудио- и видеоинформацией) также требуется
высокая скорость, обеспечение информационной безопасности и требуемого
уровня качества QoS. Кроме того, создаваемые сети должны быть надежны и
легко масштабируемы.
Для передачи трафика между удаленными подразделениями
предприятия экономически нецелесообразно использовать выделенные
линии. Создание туннелей виртуальных частных сетей (VPN) в сети
Интернет вполне обеспечивает требуемый уровень информационной
безопасности при сравнительно небольших экономических затратах.
Каждый отдельный Провайдер Интернет-услуг (Internet Service Provider
– ISP) и каждое подразделение предприятия может быть представлено в виде
автономной системы (AS), между которыми производится обмен данными.
Использование AS облегчает проблемы пакетной коммутации, поскольку
снижает объем таблиц маршрутизации, облегчает обеспечение
информационной безопасности и качества обслуживания QoS. В разделе 3
было показано, что для обеспечения связи между AS используется протокол
BGP. Однако для этих целей могут использоваться и другие технологии.
Примером технологии, совместимой с IP, обеспечивающей высокую
скорость передачи данных по магистралям глобальных сетей, требуемый
уровень качества QoS, и возможность создания туннелей виртуальных
95
частных сетей (VPN), является технология многопротокольной коммутации
по меткам (Multi Protocol Label Switching – MPLS). Предложенный стандарт
MPLS был разработан в организации IETF, где созданы документы RFC
3031, RFC 3032, RFC 3036 (RFC 5036) и др. [1 - 3].
Особенностью технологии MPLS является разделение процесса
выбора маршрута с формированием виртуального канала и процесса
передачи пакетов данных по этому каналу, аналогично технологиям
виртуальных каналов ATM, Frame Relay. На первом этапе выбора пути
используются стандартные методы IP-маршрутизации. На втором этапе при
пересылке пакетов данных задействуются средства только двух нижних
уровней модели OSI, что обеспечивает высокую скорость передачи.
Указанные свойства технологии MPLS, а также возможность обеспечения
заданного уровня качества и повышения информационной безопасности
особенно важны при передаче мультисервисного трафика.
Технология MPLS повышает быстродействие сети, поскольку
коммутация пакетов по меткам (на Уровне 2 модели OSI) происходит
быстрее, чем маршрутизация пакетов на Уровне 3, она позволяет эффективно
создавать IP-туннели. MPLS дает возможность множеству различных
протоколов уровней 2 и 3 функционировать совместно, поэтому иногда
говорят, что MPLS является технологией уровня 2,5. Таким образом,
технология MPLS предоставляет транспортные услуги высокоскоростных
магистралей глобальных сетей при передаче трафика между ISP и между
подразделениями рассредоточенного предприятия.
В качестве сетевых элементов MPLS применяются маршрутизаторы,
коммутирующие пакеты по меткам (Label Switching Router – LSR), которые
иногда называют коммутаторы-маршрутизаторы. При формировании меток
используются технологии Сетевого уровня (L3), а при передаче пакетов
задействованы технологии Канального уровня (L2). Поэтому коммутатор-
маршрутизатор LSR наделен качествами как работающего на сетевом уровне
маршрутизатора с широкими функциональными возможностями, так и
коммутатора канального уровня с высоким быстродействием. LSR
определяет и поддерживает топологию сети с помощью протоколов
маршрутизации внутреннего шлюза (OSPF, BGP и др.). Продвижение
пакетов по сети MPLS производится по меткам.
96
Путь следования пакетов по сети MPLS называется коммутируемым по
MPLS-сеть
Предприятие №1
Головное
LER-3
LSR-1
LSR-2
LSR-3
LER-2
LER-1
S0/2S0/1
F0/1
F0/2
F0/1
F0/0
F0/0
F0/1
F0/1
F0/0
F0/1
F0/0
Предприятие №3
Филиал
Предприятие №2
Филиал
IP-cеть 3
IP-cеть 1
IP-cеть 2
меткам трактом (Label Switchet Path – LSP). При поступлении IP-пакета в
сеть MPLS метка вставляется в пакет и передается в его составе. Значение
метки уникально для каждого участка тракта LSP между устройствами сети
MPLS, т.е. на каждом участке пути старая метка удаляется, а новая
вставляется. Таким образом, путь LSP характеризуется последовательностью
меток на всем маршруте следования пакетов в сети MPLS от источника до
получателя.
На рис. 4.1 приведен пример, где предприятия с традиционными IP-
сетями обмениваются мультисервисной информацией через транзитную
магистральную сеть MPLS. На границе традиционной IP-сети и сети MPLS
располагаются пограничные маршрутизаторы (Label switch Edge Router –
LER). Пакет традиционной IP-сети, поступающий в сеть MPLS, помечается
меткой (маркером) в соответствии с тем путем (трактом LSP), по которому
пакет будет передаваться.
Рис. 4.1. Пример сети MPLS
Маршрутизаторы LSR (рис. 4.1), которые обозначаются как обычные
маршрутизаторы, формируют внутри сети MPLS разные пути LSP с
коммутацией по меткам для пакетов разных классов эквивалентности
пересылки (Forward Equivalence Class – FEC). FEC – это группа IP-пакетов,
которые передаются по одному маршруту и единообразно обрабатываются.
97
Поэтому виртуальный канал внутри MPLS-сети формируется для потока
LSR-1 LSR-3LER-1
F0/0
F0/1
F0/1
F0/0
F0/1
F0/2
LSR-2 LER-2
F0/1
F0/0
IP-адр
Данные IP-адр Данные
Метка
18
IP-адр Данные
Метка
25
IP-адр Данные
Метка
20
IP-адр
Данные
данных одного класса FEC. На одном и том же маршруте внутри сети MPLS
могут формироваться отдельные каналы для передачи видеоинформации,
голосовых сообщений, цифровых данных, т.е. пакетов разных классов FEC.
Это дает возможность задавать различные приоритеты для разных типов
трафика и обеспечивать эффективную систему управления качеством
обслуживания QoS. Таким образом, метка задает принадлежность пакета
определенному классу FEC.
До начала пересылки данных маршрутизаторы должны сформировать
таблицы продвижения (пересылки) по меткам (mpls forwarding-table) с
информационной базой меток (Label Information Base – LIB), где содержится
информация о привязке меток к определенному классу FEC. Таким образом,
каждому FEC соответствует свой набор меток вдоль LSP, распределение и
обмен которых производит протокол распределения меток (Label Distribution
Protocol – LDP). Для этого может также использоваться протокол
резервирования ресурсов (Resource reSerVation Protocol – RSVP), а также
модифицированные протоколы BGP, OSPF, IS-IS.
Ниже рассмотрен пример передачи сообщения из IP-сети 1 в IP-сеть 2
(рис. 4.1) через MPLS-сеть по маршруту: от пограничного маршрутизатора
LER-1, через маршрутизаторы LSR-1, LSR-2, LSR-3, и до пограничного
маршрутизатора LER-2. На рис. 4.2 приведена последовательность
маршрутизаторов, через которую проложен путь от IP-сети 1 до IP-сети 2, и
метки пакетов на каждом участке пути.
Рис. 4.2. Последовательность маршрутизаторов сети MPLS
98
Пакет из IP-сети 1 поступает в пограничный маршрутизатор LER-1,
Входная метка
(Local Lable)
Выходная метка
(Outgoing Lable)
Выходной интерфейс
(Outgoing Interface)
20
18
F0/1
который анализирует IP-адрес назначения пакета, приписывает пакет к
определенному классу FEC, затем вставляет метку (20) в пакет перед IPадресом. Причисление пакета к определенному классу FEC граничным
маршрутизатором LER является, по сути, процессом управления трафиком.
При этом LER могут фильтровать трафик, определять требуемые буферные
устройства, управлять выравниванием нагрузки, отправлять пакеты на
запасные маршруты, т.е. обеспечивать качество обслуживания QoS для
различных типов трафика (аудио-, видео-информация, данные)
Следующий маршрутизатор LSR-1, не анализируя адреса уровня L3,
по значению метки определяет класс FEC пакета, обращается к таблице
пересылки (продвижения), в соответствии с которой меняет метку (в
примере рис. 4.2 – метку 20 на 18). Это ускоряет процесс продвижения пакета
по сети MPLS. Аналогичный процесс происходит на каждом последующем
маршрутизаторе.
Итак, основные вычисления по управлению трафиком приходятся на
граничные маршрутизаторы LER, а устройства LSR выполняют только
быстродействующую коммутацию по меткам.
Пограничный маршрутизатор LER-2 (рис. 4.2) должен был бы удалить
метку и переслать пакет в традиционную IP-сеть 2. Однако для ускорения
процесса продвижения пакета метку удаляет маршрутизатор LSR-3, т.е.
предпоследнее устройство тракта LSP сети MPLS.
Таким образом, при реализации технологии MPLS необходимо до
начала передачи пакетов данных создать пути пересылки пакетов по меткам
для каждого класса эквивалентности пересылки FEC. При формировании
маршрутов с коммутацией по меткам (LSP) маршрутизаторы LSR строят
таблицы продвижения (пересылки) по меткам с информационной базой
меток LIB. Маршрутизатор LSR, получив пакет, считывает значение метки и
обращается к таблице продвижения по меткам (табл. 4.1), фрагмент которой
для LSR-1 приведен ниже, входной интерфейс – F0/0.
Таблица продвижения по меткам коммутатора-маршрутизатора LSR-1
Таблица 4.1
99
Таблицы продвижения по меткам маршрутизаторов разных фирм
Входной
интерфейс
Метка
Выходной интерфейс
(или Next Hop)
Действия
s0
101
s1
291
s0
253
s2
157
s3
265
s2
105
LSR
S1
S2
S0
265
101
291
253
157 105
S3
1054
105
производителей оборудования несколько различаются. Они дополнительно
могут содержать адреса сетей назначения (Prefix or Tunnel Id), адрес
следующего перехода (Next Hop) и другие данные. Например, в таблицах
может содержаться префикс адреса получателя пакета. Префикс (адрес сети
получателя) используется при создании таблицы продвижения по меткам.
Ниже приведен пример таблицы продвижения по меткам (табл. 4.2),
созданной для маршрутизатора LSR (рис. 4.3).
Таблица 4.2
Таблица продвижения по меткам маршрутизатора LSR
Таблица содержит: входной интерфейс, номер метки, выходной интерфейс
(или Next Hop), а также поле «Действия» и другие параметры. Но главным
являются входная и выходная метки, а также выходной интерфейс, на
котором формируется пакет с новой меткой.
Рис. 4.3. Коммутатор-маршрутизатор LSR
В поступившем в маршрутизатор пакете старое значение метки
заменяется новым, по значению привязанной к пакету метки определяется
выходной интерфейс, и пакет отправляется к следующему устройству без
обращения к таблице маршрутизации, что ускоряет процесс продвижения
пакета. Номер метки имеет не глобальное, а локальное значение на
двухточечном соединении.
100
Таблица 4.2 содержит описание входного интерфейса маршрутизатора
LSR с соответствующей меткой виртуального соединения и описание
выходного интерфейса с новой меткой виртуального пути. В таблице 4.2
новая метка обозначена полем «Действия». Адрес виртуального пути может
быть иерархическим, поэтому используется стек меток. Поле «Действия»
отображает не только номер метки, но и команды по введению или удалению
метки более высокого уровня, т.е. по перемещению стека меток. Также как в
таблицах маршрутизации в поле «Выходной интерфейс» может задаваться
либо условное обозначение выходного интерфейса маршрутизатора LSR, для
которого построена таблица, либо входной интерфейс следующего
коммутирующего по меткам маршрутизатора (Next Hop) на пути пакета.
На интерфейсах маршрутизатора LSR (рис. 4.3) указаны номера меток
различных маршрутов LSP (и, следовательно, классов эквивалентности
пересылки FEC). Согласно табл. 4.2 через LSR путь пакета с меткой 101
(показан сплошной линией) проходит с входного интерфейса S0 на выходной
(исходящий) интерфейс S1, где метка 101 заменяется меткой 291. Путь
пакета, также поступившего на интерфейс S0 (показан пунктиром), но с
меткой 253 проходит с S0 на выходной (исходящий) интерфейс S2, где метка
253 меняется на 157. Пакет с меткой 265, поступивший на S3, пересылается
на S2, где метка изменяется на 105. Следует отметить, что на разных
соединениях пакеты могут использовать одинаковые метки, например 105 на
интерфейсах S2 и S3.
Поле «Действия» таблицы продвижения по меткам (см. табл. 4.2)
отображает не только номер верхней метки стека, но и команды по введению
или удалению метки более высокого уровня, т.е. по перемещению стека
меток. Операция Push Label – добавляет метку в пакет данных в
маршрутизаторе (например LER-1 – рис.4.2); Swap Label – изменяет входную
метку на выходную в маршрутизаторах (LSR-1, LSR-2); Pop Label – удаляет
верхнюю метку стека в последнем маршрутизаторе (например, LSR-3).
На рис. 4.4 показан пример трехуровневого стека. Метка № 1 с
признаком S = 1 дна стека меток помещается в стек первой, а удаляется
последней. Затем вводится метка № 2 с признаком S = 0, указывающим, что
метка не является нижней. Верхняя метка № 3 стека с признаком S = 0
вводится последней, а извлекается из стека первой. Таким образом, MPLS
всегда работает c меткой верхнего уровня стека.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]