Принципы объединения сетей на основе протоколов сетевого уровня Принципы маршрутизации

Задача сетевого уровня – маршрутизация, т.е. передача пакетов между двумя конечными узлами составной сети.

Таблица маршрутизации

Номер сети назначения

Сетевой адрес сл. маршрутизатора

Сетевой адрес выходного порта

Расстояние до сети Назначения

Перед тем, как передать пакет следующему маршрутизатору, текущий маршрутизатор должен определить, на какой из нескольких собственных портов он должен поместить данный пакет. Каждый порт идентифицируется собственным сетевым адресом. Наличие нескольких маршрутов к одному узлу делают возможным передачу трафика к этому узлу параллельно по нескольким линиям связи, что повышает пропускную способность и надежность сети.

Протоколы маршрутизации

Задача маршрутизации решается на основе анализа таблиц маршрутизации, размещенных во всех маршрутизаторах и конечных узлах сети. Для автоматического построения таблиц маршрутизации, маршрутизаторы обмениваются информацией о топологии составной сети в соответствии со специальным служебным протоколом.

С помощью протоколов маршрутизации маршрутизаторы составляют карту связи той или иной степени подробности.

Протоколы маршрутизации могут быть построены на основе различных алгоритмов, отличающихся способами построения таблиц, способами выбора наилучшего маршрута и т.д.

В соответствии с этим подходом, маршрутизация выполняется по определенной схеме, т.е. каждый маршрутизатор ответственен за выбор только одного шага маршрута, а окончательный маршрут складывается в результате работы всех маршрутизаторов, через которые проходит данный пакет. Такие алгоритмы маршрутизации – одношаговые. Делятся на 3 класса:

1. алгоритмы фиксированной (статической) маршрутизации. Все записи в таблице – статические;

2. алгоритмы простой маршрутизации. Таблица либо не используется, либо строится без участия протоколов маршрутизации. Бывает:

- случайная маршрутизация – прибывший пакет посылается в случайном направлении, кроме исходного;

- лавинная маршрутизация – пакет широковещательно посылается ко всем возможным направления, кроме исходного;

- маршрутизация по предыдущему опыту – маршрут выбирается по таблице, которая строится по принципу моста путем анализа адресных полей пакетов, появляющихся на входных портах.

3) алгоритмы адаптивной (динамической) маршрутизации – обеспечивают автоматическое обновление таблиц после изменения конфигурации сети.

Адресация в ip-сетях

Стек TCP/IP использует 3 типа протоколов:

1. локальные;

2. IP-адрес;

3. символьные доменные имена.

Локальный – тип адреса, который используется средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети, являющейся элементом составной интерсети. Если подсетью интерсети является локальная сеть, то локальный адрес – МАС-адрес. Он назначается сетевым адаптером и сетевым интерфейсом маршрутизаторов (формат – 11-АО-17-3D-ВС-01).

IP-адреса – основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передает пакеты между сетями. Состоят из 4 байт (109.26.17.100). IP=адрес назначается администратором и состоит из 2 частей – номера сети и номера узла.

Символьные доменные имена – строятся по иерархическому признаку. Составляющие полного символьного имени в IP-сетях разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке: простое имя конечного узла, имя группы узлов (например, имя организации), имя более крупной группы и так до имени домена самого высокого уровня (например домена, объединяющему организации по географическому признаку) (например, base2.sales.zil.ru).

Классы IP-адресов

IP-адрес имеет длину 4 байта и записывается обычно в виде 4 чисел, представляющих значение каждого байта в десятичной форме и разделенных точками (128.10.2.30 → 10000000.00001010.00000010.00011110).

Класс	Первые биты	Наименьший номер сети	Наибольший Номер сети	Max число узлов в сети
А	0	1.0.0.0	126.0.0.0	16777216
В	10	128.0.0.0	191.255.0.0	65536
С	110	192.0.1.0	223.255.255.0	256
D	1110	224.0.0.0	239.255.255.255	Multicast
E	11110	240.0.0.0	247.255.255.255	Зарезервирован

Особые IP-адреса

Большим сетям присваивают адреса класса А, средним – класса В, маленьким – класса С, D и Е пока не используются. Если весь IP-адрес состоит только из двух нулей, то означает, адрес того узла, который сгенерировал этот пакет. Если в поле номера сети стоят только нули, то по умолчанию считается, что узел назначения принадлежит той же сети, что и узел отправителя. Если все двоичные разряды IP-адреса единицы, то пакет с таким адресом назначения должен рассылать всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка - ограниченное широковещательное сообщение. Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. Такая рассылка – широковещательное сообщение.

Маска – число, использующееся в паре с IP-адресом. Для класса А – 255.0.0.0, для класса В – 255.255.0.0, для класса С – 255.255.255.0.