OPFI / 03_-_OPFI_VI_Marshrutizatsia

Лекция №3 Маршрутизация в Интернете

Шамраева Е.О. ст. преп. каф. ЭВМ, ХНУРЭ

Принципы маршрутизации

Следствием принципа оптимальности является утверждение, что оптимальные маршруты от всех отправителей к общему месту назначения образуют дерево, лишенное циклов. И оно может быть не единственным. Задача маршрутизатора – нахождение и использование такого дерева

Выбор маршрута осуществляется по критериям минимальной стоимости, минимального числа транзитных участков, максимальной пропускной способности канала, минимальной текущей нагрузке канала, а также по некоторой комбинации этих критериев

Главным параметром при маршрутизации пакета в Интернет является IP-адрес его места назначения

 В общем случае для формирования оптимального маршрута нужно владеть информацией обо всех сетевых сегментах, что реально только для локальных сетей малого и среднего размера. Полная же таблица маршрутов всей глобальной сети может содержать (109)! записей (количество узлов в Интернет) и поэтому не поддается никакой обработке

Принципы маршрутизации

Одной из радикальных мер решения проблемы может стать географическая маршрутизация, которая будет возможна при полном массовом внедрении адресации IPv6. При таком принципе каждая из стран получит равные по численности блоки IP-адресов

Для уменьшения маршрутных таблиц локальные сети группируют в автономные системы, имеющие одного администратора и единую маршрутную политику

Автономная система (АС) может содержать множество маршрутизаторов, но взаимодействие с другими автономными системами осуществляется только через один пограничный маршрутизатор (или внешний шлюз) (если АС имеет более одного внешнего канала) или через порт внешнего подключения

(в случае одного внешнего канал)

Между внешними шлюзами разрешается использовать только один протокол маршрутизации, который в данное время признается сообществом Интернета в качестве стандартного для внешних шлюзов – внешний шлюзовый протокол – и отвечает за выбор маршрута между АС

Принципы маршрутизации

Все остальные протоколы являются внутренними шлюзовыми протоколами и отвечают за выбор маршрута внутри АС

Если адресат достижим более чем одним путем, маршрутизатор должен сделать выбор на основании оценки (метрики) сегментов маршрута, составляющего путь (по критериям минимальной стоимости, минимального числа транзитных участков, максимальной пропускной способности канала, минимальной текущей нагрузке канала, а также по некоторой комбинации этих критериев)

При выборе маршрута всем сегментам пути должны быть даны сопоставимые значения метрики

Принципы маршрутизации

Заметно сокращают размер маршрутной таблицы маршруты по умолчанию, используемые тогда, когда маршрутизатор имеет ограниченный объем памяти или по какой-либо иной причине не имеет полной таблицы маршрутизации. Экономия на памяти

для маршрутных таблиц считается дурным тоном

Конечные узлы в большей степени, чем маршрутизаторы, пользуются маршрутизацией по умолчанию

Ситуация, когда узел не владеет исчерпывающей маршрутной информацией, в сочетании с использованием маршрутов по

умолчанию может привести к зацикливанию пакетов  Алгоритм выбора маршрута универсален и не зависит от

протокола маршрутизации, который применяется лишь для формирования маршрутной таблицы

Принципы маршрутизации

 Общий алгоритм выбора оптимально маршрута на основе метрик

сегментов пути

1.извлечь IP-адрес места назначения из дейтограммы

2.вычислить IP-адрес сети назначения (N)

3.если N соответствует какому-либо адресу локальной сети – послать дейтограмму по этому адресу;

4.если п.3 не выполняется и если N присутствует в маршрутной таблице

– послать дейтограмму к серверу, указанному в таблице; 5.если пп.3-4 не выполняются и если описан маршрут по умолчанию –

послать дейтограмму к этому серверу; 6.если пп.3-5 не выполняются – выдать сообщение об ошибке

маршрутизации (недоступность адресата)

 Если сеть включает в себя субсети (подсети), то для каждой записи в маршрутной таблице производится побитная операция <И> для N и маски субсети. Если результат этой операции совпадает с содержимым адресного поля сети, дейтограмма

посылается шлюзу субсети  Машины одной и той же субсети не должны подключаться к

разным интерфейсам маршрутизатора

Рисунок 3.1 Принципы маршрутизации в составной сети

Число хопов –

количество

промежуточных маршрутизаторов, которые необходимо

преодолеть пакету до сети назначения

Механизм IР-маршрутизации на

примере составной сети (рис.3.1)

В сети (рис.3.1) 20 маршрутизаторов (пронумерованные квадратные блоки) объединяют 18 сетей (N1,…, N18) в общую сеть. На каждом маршрутизаторе и конечных узлах А и В установлены протоколы IP

Маршрутизаторы имеют по нескольку интерфейсов (портов) (IPij), к которым присоединяются сети

В сложных составных сетях почти всегда существуют несколько альтернативных маршрутов для передачи пакетов между двумя конечными узлами (пакет, направленный от А к В может пойти через маршрутизаторы 17-12-5-4-1 или 17-13-7-6-3 и др.)

Полученная информация о маршрутах дальнейшего следования пакетов помещается в таблицу маршрутизации (пакет направляется на

сетевой адрес следующего маршрутизатора , чтобы он передвигался по направлению к заданному адресу по рациональному маршруту; сетевые адреса выходных интерфейсов определяют используемый в данном направлении выходной порт маршрутизатора; и др. )

Механизм IР-маршрутизации на

примере составной сети (рис.3.1)

 Упрощенная таблица маршрутизации с использованием условных обозначений для сетевых адресов маршрутизаторов и номеров сетей в том виде, как они приведены на рис.3.1.