Разработка системы маршрутизации в глобальных сетях(протокол RIP для IP) (стр. 14 из 26)
Формат сообщений об адресатах в пределах автономной системы
Рисунок 4.21
Поля, следующие после заголовка, повторяются в соответствии с числом описываемых объектов. Рекламирование внешних маршрутов относится к пятому типу. Эта информация рассылается пограничными маршрутизаторами. Информация о каждом внешнем адресате, известном маршрутизатору, посылается независимо. Этот вид описания используется и для маршрутов по умолчанию, для которых идентификатор состояния канала устанавливается равным 0.0.0.0 (аналогичное значение принимает при этом и сетевая маска)
Формат описания внешних маршрутов.
Рисунок 4.22
Сетевая маска характеризует место назначения рекламируемого маршрута. Так для сети класса A маска может иметь вид 0xFF000000. Последующий набор полей повторяется для каждого вида TOS. Поля для TOS=0 заполняются всегда, и это описание является первым. Бит E характеризует внешнюю метрику. Если E=0, то она может непосредственно (без преобразования) сравниваться с метриками других каналов. При E=1 метрика считается больше любой метрики. Поле адрес пересылки указывает на место, куда будут пересылаться данные, адресованные рекламируемым маршрутом. Если адрес пересылки равен 0.0.0.0, данные посылаются пограничному маршрутизатору автономной системы - источнику данного сообщения. Метка внешнего маршрута - 32-битовое число, присваиваемое каждому внешнему маршруту. Эта метка самим протоколом OSPF не используется и предназначена для информирования других автономных систем при работе внешних протоколов маршрутизации. Маршрутная таблица OSPF содержит в себе:
1) IP-адрес места назначения и маску;
2) тип места назначения (сеть, граничный маршрутизатор и т.д.);
3) тип функции (возможен набор маршрутизаторов для каждой из функций TOS);
4) область (описывает область, связь с которой ведет к цели, возможно несколько записей данного типа, если области действия граничных маршрутизаторов перекрываются);
5) тип пути (характеризует путь как внутренний, межобластной или внешний, ведущий к AS);
6) цена маршрута до цели;
7) очередной маршрутизатор, куда следует послать дейтограмму;
8) объявляющий маршрутизатор (используется для межобластных обменов и для связей автономных систем друг с другом).
Преимущества OSPF:
1) Для каждого адреса может быть несколько маршрутных таблиц, по одной на каждый вид IP-операции (TOS).
2) Каждому интерфейсу присваивается безразмерная цена, учитывающая пропускную способность, время транспортировки сообщения. Для каждой IP-операции может быть присвоена своя цена (коэффициент качества).
3) При существовании эквивалентных маршрутов OSFP распределяет поток равномерно по этим маршрутам.
4) Поддерживается адресация субсетей (разные маски для разных маршрутов).
5) При связи точка-точка не требуется IP-адрес для каждого из концов. (Экономия адресов!)
6) Применение мультикастинга вместо широковещательных сообщений снижает загрузку не вовлеченных сегментов.
Недостатки:
1) Трудно получить информацию о предпочтительности каналов для узлов, поддерживающих другие протоколы, или со статической маршрутизацией.
2) OSPF является лишь внутренним протоколом.
4.4 Протокол маршрутизации IGRP
Протокол IGRP разработан фирмой CISCO для своих многопротокольных маршрутизаторов в середине 80-х годов. Хотя этот протокол и не является стандартным, я счел возможным включить его описание, так как маршрутизаторы этой фирмы относятся к наиболее массовым. IGRP представляет собой протокол, который позволяет большому числу маршрутизаторов координировать свою работу. Основные достоинства протокола стабильность маршрутов даже в очень больших и сложных сетях;
1) быстрый отклик на изменения топологии сети;
2) минимальная избыточность. Поэтому IGRP не требует дополнительной пропускной способности каналов для своей работы;
3) разделение потока данных между несколькими параллельными маршрутами, примерно равного достоинства;
4) учет частоты ошибок и уровня загрузки каналов;
5) возможность реализовать различные виды сервиса для одного и того же набора информации.
Сегодняшняя реализация протокола ориентирована на TCP/IP. Однако, базовая конструкция системы позволяет использовать IGRP и с другими протоколами. IGRP имеет некоторое сходство со старыми протоколами, например с RIP и Hello. Здесь маршрутизатор обменивается маршрутной информацией только с непосредственными соседями. Поэтому задача маршрутизации решается всей совокупностью маршрутизаторов, а не каждым отдельно.
Для того чтобы исключить осцилляции маршрутов, протокол IGRP должен игнорировать новую информацию в течение нескольких минут после ее возникновения. OSPF-протокол вынужден использовать большую избыточность информации по сравнению с IGRP, как на уровне базы маршрутных данных, так и в процессе обмена с внешней средой.
IGRP используется в маршрутизаторах, которые имеют связи с несколькими сетями и выполняют функции переключателей пакетов. Когда какой-то объект в одной сети хочет послать пакет в другую сеть, он должен послать его соответствующему маршрутизатору. Если адресат находится в одной из сетей, непосредственно связанной с маршрутизатором, он отправляет этот пакет по месту назначения. Если же адресат находится в более отдаленной сети, маршрутизатор перешлет пакет другому маршрутизатору, расположенному ближе к адресату. Здесь также как и в других протоколах для хранения маршрутных данных используются специализированные базы данных.
Протокол IGRP формирует эту базу данных на основе информации, которую он получит от соседних маршрутизаторов. В простейшем случае находится один путь для каждой из сетей. Сегменты пути характеризуются используемым сетевым интерфейсом, метрикой и маршрутизатором, куда следует сначала послать пакет. Метрика - то число, которое говорит о том, насколько хорош данный маршрут. Это число позволяет сравнить его с другими маршрутами, ведущими к тому же месту назначения и обеспечивающим тот же уровень QOS. Предусматривается возможность (как и в OSPF) разделять информационный поток между несколькими доступными эквивалентными маршрутами. Пользователь может сам разделить поток данных, если два или более пути оказались почти равными по метрике, при этом большая часть трафика будет послана по пути с лучшей метрикой. Метрика, используемая в IGRP, учитывает:
1) время задержки;
2) пропускную способность самого слабого сегмента пути (в битах в сек);
3) загруженность канала (относительную);
4) надежность канала (определяется долей пакетов, достигших места назначения неповрежденными).
Время задержки предполагается равным времени, необходимому для достижения места назначения при нулевой загрузке сети. Дополнительные задержки, связанные с загрузкой учитываются отдельно.
Среди параметров, которые контролируются, но не учитываются метрикой, находятся число шагов до цели и MTU (maximum transfer unit - размер пакета пересылаемого без фрагментации). Расчет метрики производится для каждого сегмента пути.
Время от времени каждый маршрутизатор широковещательно рассылает свою маршрутную информацию всем соседним маршрутизаторам. Получатель сравнивает эти данные с уже имеющимися и вносит, если требуется, необходимые коррекции. На основании вновь полученной информации могут быть приняты решения об изменении маршрутов. Эта процедура типична для многих маршрутизаторов и этот алгоритм носит имя Белмана-Форда. (см. также описание протокола RIP, RFC-1058). Наилучший путь выбирается с использованием комбинированной метрики, вычисленной по формуле:
[(K1 / Be) + (K2 * Dc)] r [1],
где: K1, K2 = константы;
Be= пропускная способность канала (в отсутствии загрузки) * (1 - загрузка канала);
Dc = топологическая задержка;
r = относительная надежность. (% пакетов, успешно передаваемых по данному сегменту пути). Здесь загрузка измеряется как доля от 1.
Путь, имеющий наименьшую комбинированную метрику, считается лучшим. В такой схеме появляется возможность, используя весовые коэффициенты, адаптировать выбор маршрутов к задачам конечного пользователя.
Одним из преимуществ IGRP является простота реконфигурации. В IGRP маршрут по умолчанию не назначается, а выбирается из числа кандидатов.
Когда маршрутизатор включается, его маршрутные таблицы инициализируются оператором вручную или с использованием специальных файлов. На рисунке 4.23 маршрутизатор S связан через соответствующие интерфейсы с сетями 2 и 3.
Рисунок 4.23
Таким образом, в исходный момент маршрутизатор S знает только о доступности сетей 2 и 3. За счет обмена информацией, полученной при инициализации и присланной позднее соседями, маршрутизаторы познают окружающий мир.