35. Маршрутизация в рамках egp. Протоколы bgp-3 и bgp-4. Атрибуты и их характеристики. Особенности и проблемы, присущие протоколам глобальной маршрутизации. Агрегирование, cidr, vlsm.

Далее маршрутизаторы мы будем называть шлюзами.

Протоколы, определяющие обмен маршрутной информацией между внешними шлюзами и шлюзами магистральной сети - протоколами внешних шлюзов (exterior gateway protocol, EGP). см. схему

Протокол обмена маршрутной информации между автономными системами, названный EGP был разработан специально для структура Internet с единственной магистралью (рис. 5.25). Однако по мере развития сетей поставщиков услуг структура Internet стала гораздо более сложной, с произвольным характером связей между автономными системами. Поэтому протокол EGP уступил место протоколу BGP, который позволяет распознать наличие петель между автономными системами и исключить их из межсистемных маршрутов. Протоколы EGP и BGP используются только во внешних шлюзах автономных систем, которые чаще всего организуются поставщиками услуг Internet. В маршрутизаторах корпоративных сетей работают внутренние протоколы маршрутизации, такие как RIP и OSPF.

Техника бесклассовой маршрутизации CIDR может значительно сократить объемы маршрутной информации, передаваемой между автономными системами. Так, если все сети внутри некоторой автономной системы начинаются с общего префикса, например 194.27.0.0/16, то внешний шлюз этой автономной системы должен делать объявления только об этом адресе, не сообщая отдельно о существовании внутри данной автономной системы, например, сети 194.27.32.0/19 или 194.27.40.0/21, так как эти адреса агрегируются в адрес 194.27.0.0/16.

Технология CIDR уже успешно используется в текущей версии IPv4 и поддерживается такими протоколами маршрутизации, как OSPF, RIP-2, BGP4. Предполагается, что эти же протоколы будут работать и с новой версией протокола IPv6. Следует отметить, что в настоящее время технология CIDR поддерживается магистральными маршрутизаторами Internet, а не обычными хостами в локальных сетях.

35 Из Семёнова [4]

BGP

Для взаимодействия маршрутизаторов используются внешние протоколы (EGP - Exterior Gateway Protocols).

Одной из разновидностей EGP является протокол BGP (Border Gateway Protocol, RFC-1268 [BGP-3], RFC-1467 [BGP-4]).

IP делит все ЭВМ на маршрутизаторы и обычные ЭВМ (host), последние, как правило, не рассылают свои маршрутные таблицы. Предполагается, что маршрутизатор владеет исчерпывающей информацией о правильных маршрутах (хотя это и не совсем так). Обычная ЭВМ имеет минимальную маршрутную информацию (например, адрес маршрутизатора локальной сети и сервера имен). Автономная система может содержать множество маршрутизаторов, но взаимодействие с другими AS она осуществляет только через один маршрутизатор, называемый пограничным (border gateway, именно он дал название протоколу BGP). Пограничный маршрутизатор нужен лишь тогда, когда автономная система имеет более одного внешнего канала, в противном случае его функции выполняет порт внешнего подключения (gateway; поддержка внешнего протокола маршрутизации в этом случае не требуется). Далее(подробнее) см. [4] файл 4.4.11.0 Протоколы маршрутизации+.doc стр.4 и далее

Протокол BGP разработан компаниями IBM и CISCO. Главная цель BGP - сократить транзитный трафик. Местный трафик либо начинается, либо завершается в автономной системе (AS); в противном случае - это транзитный трафик. Системы без транзитного трафика не нуждаются в BGP (им достаточно EGP для общения с транзитными узлами). Но не всякая ЭВМ, использующая протокол BGP, является маршрутизатором, даже если она обменивается маршрутной информацией с пограничным маршрутизатором соседней автономной системы. AS передает информацию только о маршрутах, которыми она сама пользуется. BGP-маршрутизаторы обмениваются сообщениями об изменении маршрутов (UPDATE-сообщения, рис. 4.4.11.4.1). Далее(подробнее) см. [4] файл 4.4.11.4 Внешний протокол BGP.doc

На сегодня используется версия BGP-4

Протокол BGP позволяет реализовать маршрутную политику, определяемую администратором AS (см. 4.4.11.6 Автономные системы.doc и 4.4.11.7 Маршрутная политика.doc). Политика отражается в конфигурационных файлах BGP. Маршрутная политика это не часть протокола, она определяет решения, когда место назначения достижимо несколькими путями, политика отражает соображения безопасности, экономические интересы и пр. Количество сетей в пределах одной AS не лимитировано. Один маршрутизатор на много сетей позволяет минимизировать таблицу маршрутов.

BGP отличается от RIP и OSPF тем, что использует TCP в качестве транспортного протокола. Две системы, использующие BGP, связываются друг с другом и пересылают посредством TCP полные таблицы маршрутизации. В дальнейшем обмен идет только в случае каких-то изменений. ЭВМ, использующая BGP, не обязательно является маршрутизатором. Сообщения обрабатываются только после того, как они полностью получены.

BGP является протоколом, ориентирующимся на вектор расстояния. Вектор описывается списком AS по 16 бит на AS. BGP регулярно (каждые 30сек) посылает соседям TCP-сообщения, подтверждающие, что узел жив (это не тоже самое что "Keepalive" функция в TCP). Если два BGP-маршрутизатора попытаются установить связь друг с другом одновременно, такие две связи могут быть установлены. Такая ситуация называется столкновением, одна из связей должна быть ликвидирована. При установлении связи маршрутизаторов сначала делается попытка реализовать высший из протоколов (например, BGP-4), если один из них не поддерживает эту версию, номер версии понижается

Протоколы BGP-3 и BGP-4

Протокол BGP-4 является усовершенствованной версией (по сравнению с BGP-3). Эта версия позволяет пересылать информацию о маршруте в рамках одного IP-пакета. Концепция классов сетей и субсети находятся вне рамок этой версии. ). Далее(подробнее) см. [4] файл 4.4.11.4 Внешний протокол BGP.doc стр.9 Для того чтобы приспособиться к этому, изменена семантика и кодирование атрибута AS_PASS. Введен новый атрибут LOCAL_PREF (степень предпочтительности маршрута для собственной AS), который упрощает процедуру выбора маршрута. Атрибут INTER_AS_METRICSпереименован в MULTI_EXIT_DISC (4 октета; служит для выбора пути к одному из соседей). Введены новые атрибуты ATOMIC_AGGREGATE и AGGREGATOR, которые позволяют группировать маршруты. Структура данных отражается и на схеме принятия решения, которая имеет три фазы:

1. Вычисление степени предпочтения для каждого маршрута, полученного от соседней AS, и передача информации другим узлам местной AS.

2. Выбор лучшего маршрута из наличного числа для каждой точки назначения и укладка результата в LOC-RIB.

3. Рассылка информации из loc_rib всем соседним AS согласно политике, заложенной в RIB. Группировка маршрутов и редактирование маршрутной информации.

Бесклассовая интердоменная маршрутизация (CIDR- classless interdomain routing) - способ избежать того, чтобы каждая С-сеть требовала свою таблицу маршрутизации. Основополагающий принцип CIDR заключается в группировке (агрегатировании) IP-адресов таким образом, чтобы сократить число входов в таблицах маршрутизации

Основу протокола CIDR составляет идея бесклассовых адресов, где нет деления между полем сети и полем ЭВМ.

Важным свойством протокола является возможность декларации резервного (backup) маршрута. Так, если основной маршрут автономной системы стал недоступен, маршрутизатор переключит поток на этот резервный канал. При этом пользователи сети не должны ожидать момента, когда администратор сети вернется из отпуска, проснется или вернется из кафетерия и сам внесет необходимые коррективы.

Протоколы BGP-3 и BGP-4. Атрибуты и их характеристики ??? см. [4] файлы 4.4.11.4 Внешний протокол BGP.doc ??? 4.4.11.9 Мультипротокольные расширения для BGP-4.doc

BGP-4. Атрибуты и их характеристики Из 4.4.11.9 Мультипротокольные расширения для BGP-4.doc

BGP-4 транспортирует три типа данных, которые ориентированы на IPv4:

a. атрибут NEXT_HOP (представляет собой адрес IPv4),

b. AGGREGATOR (содержит адрес IPv4) и

c. NLRI (представляет собой префикс IPv4).

Чтобы BGP-4 мог поддерживать несколько протоколов сетевого уровня, необходимо добавить две вещи:

a. возможность ассоциирования конкретного протокола сетевого уровня с данными о следующем шаге и

b. возможность для заданного протокола сетевого уровня работать с NLRI (Network Layer Reachibility Information).

Чтобы идентифицировать протокол сетевого уровня в данной статье используется понятие семьи адресов (Address Family),

В качестве транспорта BGP-4 использует протокол TCP с портом 179. Можно также заметить, что данные о следующем шаге (информация, предоставляемая атрибутом NEXT_HOP) имеет смысл (и необходима) только в сочетании с анонсированием достижимости адресатов, в сочетании с оповещением о недостижимости адресатов (ликвидация маршрута) данные о следующем шаге бессмысленны. Это предполагает, что анонсирование о достижимых адресатах следует группировать с анонсированием следующего шага, а оповещения о достижимых адресатах должны быть отделены от объявлений о недостижимых.

Чтобы обеспечить обратную совместимость, а также упростить введение мультипротокольных возможностей в BGP-4, в данном документе используются новые атрибуты:

• многопротокольная NLRI достижимости (MP_REACH_NLRI),

• и многопротокольная NLRI недостижимости (MP_UNREACH_NLRI).

Первый из них (MP_REACH_NLRI) используется для хранения набора достижимых адресатов и данных о следующем шаге, который следует использовать для достижения этих мест назначения. Второй атрибут (MP_UNREACH_NLRI) используется для хранения набора недостижимых адресатов. Таким способом партнер BGP, который не поддерживает мультипротокольные возможности, будет просто игнорировать информацию, содержащуюся в этих атрибутах, и не передаст эти данные другим BGP партнерам.

Атрибуты:

Многопротокольная NLRI достижимости - MP_REACH_NLRI

Это опционный не транзитивный атрибут, который может использоваться для следующих целей:

(a) Чтобы оповестить о возможном пути до партнера

(b) Чтобы позволить маршрутизатору сообщать об адресе сетевого уровня маршрутизатора, который следует использовать в качестве следующего шага на пути к месту назначения, указанному в поле информации достижимости сетевого уровня атрибута MP_NLRI.

(c) Чтобы позволить данному маршрутизатору уведомить некоторую или все точки подключения к субсети SNPA (Subnetwork Points of Attachment), которые имеются в локальной системе

Далее см. 4.4.11.9 Мультипротокольные расширения для BGP-4.doc стр.2

Мультипротокольное NLRI недостижимости - MP_UNREACH_NLRI

Это опционный не транзитивный атрибут, который может использоваться для целей аннулирования недоступных маршрутов. Атрибут имеет следующий формат:

Идентификатор семейства адресов (2 октета)

Идентификатор последующего семейства адресов (1 октет)

Ликвидируемые маршруты (переменная длина)

Далее см. 4.4.11.9 Мультипротокольные расширения для BGP-4.doc стр.4

Кодирование NLRI

Информация достижимости сетевого уровня кодируется в виде одного или более 2-полуоктетов в форме <длина, префикс>, представленной ниже:

Длина (1 октет)

Префикс (переменная длина)

Далее см. 4.4.11.9 Мультипротокольные расширения для BGP-4.doc стр.5

Динамические протоколы (обычно используются именно они, наиболее известным разработчиком является компания CISCO):

В маршрутизаторе с динамическим протоколом (например, BGP-4) резидентно загруженная программа-драйвер изменяет таблицы маршрутизации на основе информации, полученной от соседних маршрутизаторов.

Агрегирование каналов. . см билет№34 [2]

Суть в том, что один канал функционирует, а остальные находятся в «горячем» резерве для замены отказавшей связи.

BGP-4 и CIDR

См. файлы 4.4.11.5 Бесклассовая интердоменная маршрутизация_CIDR.doc и 4.1.1.3 Интернет в Ethernet_CIDR+VLSM.doc

...В связи с дефицитом адресов в сетке IPv4 в последнее время все шире стала использоваться схема адресации supernet и маршрутизации без классов (CIDR -Ckassless Interdomain Routing). Эта технология появилась в 1993 году одновременно с появлением протокола BGP-4. Протокол CIDR формирует маршруты на базе непрерывных полей IP-адресов. В варианте без классов группа адресов представляется как единая сеть. Деление адресного пространства на подсети не имеет никакого отношения к протоколу CIDR. Адресное пространство CIDR может содержать любое число адресов с числом 2 в любой степени. Ниже в таблице представленя параметры сетевых адресов без классов

Агрегирование,

CIDR,

VLSM.