Вычисление метрик маршрутизации в протоколах igrp и rip

Когда алгоритм маршрутизации обновляет таблицу маршрутизации, его первич­ной целью является определение наиболее полезной информации, которую следует включить в таблицу маршрутизации. Для определения наилучшего маршрута алго­ритмы маршрутизации используют различные метрики. Каждый алгоритм маршру­тизации интерпретирует понятие "наилучший маршрут" по-своему.

Алгоритм маршрутизации генерирует число, называемое значением метрики, для каждого маршрута по сети. Сложные алгоритмы маршрутизации при выборе мар­шрута могут использовать несколько метрик, получая тем самым значение некото­рой комбинированно метрики, как показано на рис. 20.13. Обычно чем меньше зна­чение метрики, тем лучшим считается маршрут.

Метрика может основываться на одной характеристике маршрута или на несколь­ких его характеристиках. Ниже описаны наиболее часто используемые метрики.

• Ширина полосы пропускания (Bandwidth). Максимальный объем данных за еди­ницу времени, которые могут передаваться по каналу (обычно канал Ethernet 10 Мбит/с предпочтительнее вьщеленной линии 64 Кбит/с).

Задержка (Delay). Промежуток времени, необходимый пакету для прохождения по каналу всего пути от источника до получателя. Задержка зависит от полосы пропускания промежуточных каналов, очередей на портах каждого промежу­точного маршрутизатора, переполнений в сети и физического расстояния.

• Нагрузка (Load). Уровень активности сетевых компонентов, таких, как мар­шрутизатор или канал.

• Надежность (Reliability). Обычно под надежностью понимается вероятность ошибки в канале сети.

• Количество переходов (Hop count). Количество маршрутизаторов, через кото­рые должен пройти пакет перед тем как он достигнет своего пункта назначе­ния. Каждый маршрутизатор, через который проходят данные, рассматрива­ется как один переход. Если количество переходов маршрута равно четырем, то это означает, что пакет должен пройти через четыре маршрутизатора перед тем, как он достигнет пункта назначения. Если к пункту назначения сущест­вует несколько маршрутов, то маршрутизатор выбирает маршрут с наимень­шим количеством переходов.

• Оценка (Cost). Произвольное значение, назначаемое сетевым администрато­ром; обычно оно основывается на полосе пропускания, финансовых затратах или на других измерениях.

Сравнение дистанционно-векторных протоколов, протоколов состояния канала связи и гибридных протоколов и их основных операций

Протоколы состояния канала связи были разработаны для того, чтобы преодолеть ог­раничения дистанционно-векторных протоколов маршрутизации. Протоколы состоя­ния канала связи быстро реагируют на изменения в сети и посылают сообщения об об­новлении маршрутов только тогда, когда в сети действительно произошли изменения, и, кроме этого, периодические сообщения (называемые обновлениями состояния канала link-state refreshes) через достаточно большие промежутки времени (например, через 30 минут).

Когда в канале происходит изменение, устройство, обнаружившее его, создает сообщение анонсирования состояния канала (Link-State Advertisement — LSA), ка­сающееся этого канала ( маршрута) и это LSA рассылается всем соседним устройст­вам. Каждое устройство маршрутизации делает копию этого анонсирования LSA, обновляет свою топологическую базу данных (базу состояния канала) и рассылает копию данного LSA всем соседним устройствам. Эта лавинная рассылка анонсиро­ваний LSA требуется для того, чтобы все устройства маршрутизации обновили свои базы данных перед созданием обновленных таблиц маршрутизации, отражающих новую топологию сети, как показано на рис. 20.14.

База данных состояния канала используется для вычисления наилучших маршрутов по сети. Маршрутизаторы, использующие протоколы состояния канала связи, находят наилучшие маршруты к получателям применяя алгоритм выбора кратчайшего пути (Shortest Path First — SPF) Дейкстры (Dijkstra) к базе данных состояния канала в резуль­тате чего строится дерево SPF. После этого наилучшие (кратчайшие) маршруты выбира­ются из дерева кратчайших маршрутов и помещаются в таблицу маршрутизации.

Примерами протоколов состояния канала являются протокол выбора кратчай­шего маршрута (Open Shortest Path First — OSPF) и протокол связи промежуточных систем (Intermediate System-to-intermediate System — IS-IS), работа которых показа­на на рис. 20.15.

Протокол RIP для определения направления и расстояния до любого канала в объ­единенной сети использует метрику количества переходов, как показано на рис. 20.16. Если к пункту назначения ведут несколько маршрутов, то протокол RIP выбирает маршрут с наименьшим количеством переходов. Однако, поскольку количество пере­ходов является единственной метрикой, используемой протоколом RIP, выбранный маршрут может на практике оказаться не самым быстрым маршрутом. Протокол RIP версии 1 (RIPvl) использует только адресацию, основанную на классах; это означает, что все устройства сети должны использовать одну и ту же маску подсети, поскольку информация о подсетях не включается в таблицу маршрутизации протокола RIPvl.

Протокол RIP

Протокол RIP версии 2 (RIPv2) поддерживает так называемую префиксную мар­шрутизацию и рассылает в сообщениях обновления маршрутов также информацию о масках подсетей, поддерживая тем самым бесклассовую маршрутизацию. В протоко­лах бесклассовой маршрутизации различные подсети могут иметь разные маски подсе­тей. Использование различных масок подсетей в одной и той же сети называется мето­дом масок подсетей переменной длины (variable-length subnet masking — VLSM).

Протокол IGRP

Протокол IGRP представляет собой дистанционно-векторный протокол маршру­тизации, который был разработан специалистами Cisco для решения проблем, связан­ных с маршрутизацией в крупных сетях, которые не могут быть решены средствами таких протоколов как протокол RIP. Протокол IGRP может при выборе маршрута принимать во внимание такие параметры канала как задержка, полоса пропускания, нагрузка и надежность. По умолчанию протокол IGRP использует в качестве метрик только полосу пропускания и задержку; при этом значения комбинированной метри­ки имеет 24-битовый формат. Протокол IGRP также имеет большее значение ограни­чения на максимальное количество переходов, чем у протокола RIP, что позволяет осуществлять значительно большее расширение сети. Протокол IGRP использует только бесклассовую адресацию.

Протокол EIGRP

Как и протокол IGRP, EIGRP является фирменным протоколом Cisco.. EIGRP представляет собой усовершенствованную версию IGRP и использует 32-битовую метрику. В частности, протокол EIGRP обеспечивает более высокую операционную

эффективность, в таких аспектах, как более быстрая сходимость и экономия полосы пропускания, расходуемой на служебную информацию. Поэтому его называют усо­вершенствованным дистанционно-векторным протоколом. Этот протокол также использует некоторые функции протоколов канального уровня, поэтому для него также используется термин "гибридный протокол".

Протокол OSPF

Протокол OSPF, разработанный в 1988 году Инженерной группой Internet (Internet Engineering Task Force — IETF), представляет собой технологию оценки со­стояния канала. Последняя, 2-я версия этого протокола описана в RFC 2328. Прото­кол OSPF является протоколом внутреннего шлюза (IGP); это означает, что он рас­пространяет информацию о маршрутах среди маршрутизаторов, принадлежащих к одной и той же автономной системе. Протокол OSPF был создан для решения про­блем в крупных, масштабируемых объединенных сетях, которые не могут быть ре­шены средствами протокола RIP.

Протокол IS-IS

Протокол взаимодействия промежуточных систем (Intermediate System-to- Intermediate System — IS-IS) представляет собой протокол динамической маршрути­зации по состоянию канала для стека протоколов эталонной модели OSI. Он рас­пространяет информацию о маршрутах для данных протокола сетей без установки соединения (Connectionless Network Protocol — CLNP) в среде службы сетей без ус­тановки соединения ISO (Connectionless Network Service — CLNS). Интегрирован­ный протокол IS-IS представляет собой реализацию протокола IS-IS для маршрути­зации нескольких сетевых протоколов. В интегрированном протоколе IS-IS маршру­ты протокола CLNP снабжаются тегами, в которых содержится информация касающаяся сетей и подсетей протокола IP. Этот протокол предоставляет альтерна­тиву протоколу OSPF в мире протокола IP, объединяя в одном протоколе маршрути­зацию ISO CLNS и IP. Он может использоваться только для 1Р-маршрутизации, только для ISO-маршрутизации или для их комбинации.

Протокол BGP

Протокол граничного шлюза (Border Gateway Protocol — BGP) является примером протокола внешнего шлюза (External Gateway Protocol — EGP). Протокол BGP осуще­ствляет обмен информацией маршрутизации между автономными системами, одно­временно гарантируя выбор маршрутов без петель. Он является основным протоколом анонсирования маршрутов, используемым крупными компаниями и провайдерами служб Internet в глобальной сети Internet. 4-я версия протокола BGP является первой версией BGP, которая поддерживает бесклассовую междоменную маршрутизацию (classless interdomain routing— CIDR) и обобщение (агрегирование— aggregation) маршрутов. В отличие от типичных протоколов внутреннего шлюза (Internal Gateway Protocol — IGP), таких как RIP, OSPF и EIGRP, протокол BGP не использует такие метрики, как количество переходов, ширина полосы пропускания или задержка.

ПРИМЕЧАНИЕ

Аббревиатура CLNP относится к протоколу сетевого уровня, в котором не требуется установ­ка соединения перед передачей данных.

Вместо этого протокол BGP решения маршрутизации базируются на сетевых по­литиках или правилах, используя различные атрибуты маршрутов BGP.

Материал, изложенный в настоящей главе и вообще во всей книге, описывает со­держание основных тем, которые выносятся на сертификационный экзамен CCNA. Поэтому следует обратить внимание на темы, изложенные в настоящем разделе, особенно относящиеся к сдаче экзамена и подготовиться к демонстрации глубокого знания этого материала.