2.9. Маршрутизация, протоколы динамической маршрутизации, средства управления маршрутами

Во всех предыдущих разделах сам механизм управления маршрутами, порождения пакетов посети старательно обходился стороной, т.к. это предмет особого разговора. Программы управления маршрутами довольно сложны, а функции, которые они выполняют, являются критичными для всей системы в целом.

Основывается система маршрутизации на таблице маршрутов, которая определяет куда пакет с данным IP-адресом следует направлять. Ниже приведен пример такой таблицы, полученный при помощи команды netstat.

Пример 2.1. Таблица маршрутов

quest:/usr/src/sys/i386/conf:\[16\]>netstat -rn

Routing tables

Destination Gateway Flags Refs Use IfaceMTU Rtt

Netmasks:

(root node)

(0) 0000 ff00

(0) 0000 ffff e000

(root node)

Route Tree for Protocol Family inet:

(root node) =>

default 144.206.136.12 UG 1 1081 ed1 - -

127 127.0.0.1 UR 0 0 lo0 - -

127.0.0.1 127.0.0.1 UH 0 51 lo0 - -

144.206 144.206.131.5 UG 0 0 ed1 - -

144.206.64 144.206.136.230 UG 0 0 ed1 - -

144.206.96 144.206.130.135 UG 0 0 ed1 - -

144.206.128 144.206.130.138 U 2 9900 ed1 - -

144.206.192 144.206.192.1 U 2 26203 ed0 - -

194.226.56 144.206.130.207 UGD 0 0 ed1 - -

(root node)

quest:/usr/src/sys/i386/conf:\[17\]>

В данном примере в левой колонке указаны адреса возможных IP-адресов, которые система принимает из сети, далее идет адрес шлюза для данных адресов, затем флаги маршрутизации, степень использования данного маршрута и интерфейс, на котором данный маршрут обслуживается.

Однако, наша таблица не дает ответа на степень изменчивости данной таблицы. Для этого нам придется снова вернуться к изучению протоколов, но только теперь уже протоколов маршрутизации.

2.9.1. Статическая маршрутизация

В принципе, возможна работа без применения вообще каких-либо протоколов маршрутизации. В этом случае маршрутизацию называют статической. Таблица маршрутов в этом случае строится при помощи команд ifconfig, которые вписывают строки, отвечающие за рассылку сообщений в локальной сети, и команды route, которая используется для внесения изменений вручную.

Вообще говоря, из всей статической маршрутизации выделяют, так называемую, минимальную маршрутизацию. Такая маршрутизация возникает тогда, когда локальная сеть не имеет выхода в Internet и не состоит из подсетей. В этом случае достаточно выполнить команды ifconfig для интерфейса lo и интерфейса Ethernet и все будет работать:

/usr/paul>ifconfig lo inet 127.0.0.1

/usr/paul>ifconfig ed1 inet 144.226.43.1 netmask 255.255.255.0

В таблице маршрутов появятся только эти две строки, но так как сеть ограничена, и пакеты не надо отправлять в другие сети, то модуль ARP будет прекрасно справляться с доставкой пакетов по сети.

Если же сеть подключена к Internet, то в таблицу маршрутов надо ввести, по крайней мере, еще одну строку - адрес шлюза. Делается это при помощи команды route.

Команда route имеет следующий вид:

route <команда> <сеть или хост> <шлюз> <метрика>

В поле "команда" указывается команда работы с таблицей маршрутов:

• add - добавить маршрут

• delete - удалить маршрут;

• get - получить информацию о маршруте.

В поле "сеть или хост" указывается адрес отправки пакета.

В поле "шлюз" указывается IP-адрес, через который следует отправлять пакеты, предназначенные хосту или сети из предыдущего поля.

Поле "метрика" определяет расстояние в числе шлюзов, которые данный пакет пройдет, если его направить по данному маршруту.

Типичным примером применения команды route является назначение шлюза по умолчанию:

/usr/paul>route add default 144.206.160.32

В данном примере все пакеты, адресаты которых не были найдены в локальной сети, отправляются на сетевой интерфейс с адресом 144.206.160.32. Метрика при этом принимается по умолчанию равная 1. Таким образом указывается, что это адрес шлюза.

Для того, чтобы получить таблицу маршрутов, приведенную в примере 2.1, нужно выполнить следующие команды:

/usr/paul>route add 144.206.0.0 144.206.136.5 netmask 255.255.224.0

/usr/paul>route add 144.206.96.0 144.206.130.135 netmask 255.255.224.0

/usr/paul>route add 144.206.128 144.206.130.138 netmask 255.255.224.0

/usr/paul>route add 144.206.192.0 144.206.192.1 netmask 255.255.224.0

Если сравнить эти записи с примером 2.1, то можно заметить, что одной строчки в списке команд не хватает. Это строка, которая описывает маршрут к сети 194.226.56 через шлюз 144.206.130.207. Дело в том, что поле флагов отчета netstat говорит нам, что такого маршрута в первоначальной таблице не было.

В поле флагов отчета netstat мы можем встретить следующие флаги:

U - говорит о том, что маршрут активен и может использоваться для маршрутизации пакетов;

H - говорит о том, что этот маршрут используется для посылки пакетов определенному в маршруте хосту;

G - говорит о том, что пакеты направляются на шлюз, который ведет к адресату;

D - этот флаг определяет тот факт, что данный маршрут был добавлен в таблицу по той причине, что с одного из шлюзов пришел ICMP-пакет, указывающий адрес правильного шлюза, который в нашей таблице отсутствовал.

Строчка, которая описывает не указанный в командах маршрут в таблице маршрутов выглядит следующим образом:

Destination Gateway Flags Refs Use IfaceMTU Rtt

194.226.56 144.206.130.207 UGD 0 0 ed1 - -

Поле флагов содержит флаги: U-маршрут активен, G-пакеты направляются на шлюз и D-маршрут получен по сообщению ICMP о перенаправлении пакетов. Следовательно, первоначально такого маршрута в таблице маршрутов не было.

Если пользователи системы часто ходят в сеть 194.226.56.0, то в таблицу такой маршрут следует добавить:

/usr/paul>route add 194.226.56.0 144.206.130.207 netmask 255.255.224.0

При помощи команды route можно не только добавлять маршруты в таблицу маршрутов, но и удалять их от туда. Делается это по команде delete. Например, если нам надо изменить значение шлюза по умолчанию, то мы можем выполнить следующую последовательность команд:

/usr/paul>route delete default

/usr/paul/route add default 144.206.136.10 netmask 255.255.224.0

В данном случае сначала мы удалим из таблицы (пример 2.1) маршрут умолчания, а затем добавим туда новый. При удалении маршрута достаточно назвать только адрес назначения, чтобы route идентифицировала маршрут, который следует удалить.

Можно по команде route получить информацию и о конкретном маршруте, но удобнее все-таки пользоваться командой netstat. В последней и информации указывается больше, и можно получить такую информацию, о которой вы просто можете даже не подозревать, если приходят ICMP-сообщения или используется динамическая маршрутизация.

В заключении обсуждения вопросов статической маршрутизации хотелось бы сделать небольшое замечание по поводу Windows NT. До версии 4.0 в Windows NT штатно существовала только статическая маршрутизация. Для сетей локальных с надежными линиями связи этого вполне достаточно. Фактически, администратору нужно только указать IP-адреса на каждом из сетевых интерфесов, указать адрес шлюза по умолчанию и поднять флажок пересылки пакетов с одного интерфейса на другой. После этого все должно работать. Если локальная сеть подключается к провайдеру, то, как правило, все сводится к получению адреса из сети провайдера для внешнего интерфейса, т.е. интерфейса, который будет связывать вас с адресом шлюза провайдера и адресом своей сети или подсети. Если только провайдер не затеет изменения структуры своей сети, вес будет работать годами без каких-либо изменений. Для таких сетей шлюз на основе Windows NT можно организовать. Однако, не все так просто, когда речь идет о сети или подсети, которые подключаются в качестве части сети, которая не организована по иерархическому принципу. В этом случае возможно изменение наилучших маршрутов гораздо чаще, чем один раз в десятилетие и в этом случае статическая маршрутизация может оказаться недостаточной. Кроме того, важным фактором повышения надежности сетевого взаимодействия является наличие нескольких маршрутов к одним и тем же информационным ресурсам. В случае отказа одного из них можно использовать другие. Но проблема заключается в том, что система всегда использует тот маршрут, который первым встретился в таблице маршрутов, хотя и существуют мультимаршрутные системы, но они распространены, мягко говоря не очень широко. Следовательно, маршруты из таблицы надо удалять и вносить. Если сеть работает не устойчиво, то это превращается в головную боль администратора. Вот почему до версии Windows NT 4.0 рассматривать эту систему в качестве реального претендента на маршрутизатор не представляется возможным. В Windows NT 4.0 появилась поддержка динамической маршрутизации в лице протокола RIP, но поддержки других протоколов маршрутизации пока еще нет.

Таким образом, мы подошли к проблеме автоматического управления таблицей маршрутов на основе информации, получаемой из сети. Такая процедура называется динамической маршрутизацией.