•

Internet подразделяют

Автономные системы

Магистральная сеть

внутренние шлюзы interior gateways

внешние шлюзы exterior gateways

Протокол OSPF обладает высокой вычислительной сложностью, поэтому чаще всего работает на мощных аппаратных маршрутизаторах.

протоколы внутр. шлюзов IGP

протоколы внешн. шлюзов EGP позднее – BGP (слож.сист).

OSPF Большие сети со сложной топологией

RIP Не большие сети

Автономной системой называют такую локальную сеть или систему сетей, которые имеют ;

• единую администрацию • и общую маршрутную политику. [4]. см. 4.4.11.6 Автономные системы.doc и 4.4.11.7 Маршрутная политика.doc

32. Из презентации

Маршрутизация [5] (см. it_net_05_Маршрутизация.ppt)

• Сети соединяются между собой специальными устройствами, называемыми маршрутизаторами.

• Маршрутизатор — это устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и пересылает пакеты  сетевого уровня в сеть назначения. Чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество транзитных передач между сетями, или хопов (от слова hop — прыжок), каждый раз выбирая подходящий маршрут. Таким образом, маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет.

• Сетевой уровень должен обеспечить доставку пакета:

- между любыми двумя узлами сети с произвольной топологией;

- между любыми двумя сетями в составной сети;

• Сеть — совокупность компьютеров, использующих для обмена данными единую сетевую технологию;

• Маршрут — последовательность прохождения пакетом  маршрутизаторов в составной сети.]

Задачи маршрутизации

• Проблема выбора наилучшего пути называется маршрутизацией, и ее решение является одной из главных задач сетевого уровня.

• Эта проблема осложняется тем, что самый короткий путь — не всегда самый лучший.

• Критерием при выборе маршрута может служить время передачи данных:

- Время зависит от пропускной способности каналов связи и интенсивности трафика, которая может с течением времени изменяться.

• Выбор маршрута может осуществляться и по другим критериям, таким как надежность передачи.

• Функции сетевого уровня шире, чем функции передачи сообщений по связям с нестандартной структурой, которые мы рассмотрели на примере объединения нескольких локальных сетей.

• Сетевой уровень также решает задачи согласования разных технологий, упрощения адресации в крупных сетях и создания надежных и гибких барьеров на пути нежелательного трафика между сетями.

Протоколы маршрутизации

• Протокол маршрутизации – поддерживает маршрутизируемый протокол за счет предоставления механизмов коллективного использования маршрутной информации.

• Сообщения протокола маршрутизации циркулируют между маршрутизаторами для обмена информации и атуализации данных таблиц маршрутизации.

• Примеры протоколов маршрутизации:

- RIP – протокол маршрутной информации;

- IGRP – протокол внутренней маршрутизации между шлюзами;

- EIGR – усовершенствованный протокол внутренней маршрутизации между шлюзами;

- OSPF – протокол маршрутизации с выбором кратчайшего пути.

Алгоритмы маршрутизации

• Большинство алгоритмов маршрутизации можно свести к трем основным:

- Маршрутизация на основе вектора расстояния – определяется направление (вектор) и расстояние до каждого канала в сети;

- Маршрутизация на основе оценки состояния канала (выбор на основе кратчайшего пути), при которой воссоздается точная топология всей сети (по крайней мере, где размещается маршрутизатор);

- Гибридный подход, объединяющий вышеуказанные алгоритмы.

Подробнее см. этуссылку

32 – Маршрутизация из Семёнова подробнее см. [4] файл 4.4.11.0 Протоколы маршрутизации+.doc

Основная задача сетей – трансп ортировка информации от ЭВМ-отправителя к ЭВМ-получателю. В большинстве случаев для этого нужно совершить несколько пересылок. Проблему выбора пути решают алгоритмы маршрутизации. Если транспортировка данных осуществляется дейтограммами, для каждой из них эта задача решается независимо. При использовании виртуальных каналов выбор пути выполняется на этапе формирования этого канала. В Интернет с его IP-дейтограммами реализуется первый вариант (если не рассматривать виртуальные сети), а в ISDN и ATM - второй. Для решения проблемы маршрутизации используются специальные устройства, называемые маршрутизаторами.

Маршрутизация подразумевает два параллельных процесса: подготовку маршрутной таблицы и переадресацию дейтограмм с помощью этой таблицы. Формирование маршрутной таблицы производится посредством протоколов маршрутизации или под воздействием инструкций сетевого администратора.

Алгоритм маршрутизации должен обладать вполне определенными свойствами: надежностью, корректностью, стабильностью, простотой и оптимальностью. Последнее свойство не так прозрачно, как это может показаться на первый взгляд, все зависит от того, по какому или каким параметрам производится оптимизация. ....далее см. [4]

Параметры оптимизации маршрута

Среди параметров оптимизации может быть минимальная задержка доставки, максимальная пропускная способность, минимальная цена, максимальная надежность или минимальная вероятность ошибки.

Главным параметром при маршрутизации пакета в Интернет является IP-адрес его места назначения.

На практике оптимизация осуществляется для ограниченной области сегментов, тогда и объем данных, подлежащих обработке, сокращается на многие порядки. Понятно, что компромиссы здесь неизбежны и результирующий маршрут в этом случае отнюдь не всегда будет оптимальным. Сбор данных о сетевых сегментах и маршрутах выполняется путем обмена этой информацией между маршрутизаторами.

Одним из радикальных мер решения проблемы может стать географическая маршрутизация, которая станет возможной при массовом внедрении адресации IPv6.

Метрики маршрутов

Если адресат достижим более чем одним путем, маршрутизатор должен сделать выбор, этот выбор осуществляется на основании оценки маршрутов-кандидатов. Обычно каждому сегменту, составляющему маршрут, присваивается некоторая величина - оценка этого сегмента. Каждый протокол маршрутизации использует свою систему оценки маршрутов. Оценка сегмента маршрута называется метрикой. Здесь следует обратить внимание на то, что при выборе маршрута всем сегментам пути должны быть даны сопоставимые значения метрики. Недопустимо, чтобы одни сегменты оценивались числом шагов, а другие - по величине задержки в миллисекундах. В пределах автономной системы это обычно не создает проблем, ведь это зона ответственности одного администратора. Но в региональных сетях, где работает много администраторов, проблема выбора метрики может стать реальной трудностью. Именно по этой причине в таких сетях часто используется вектор расстояния, исключающий субъективность оценок метрики.

Помимо классической схемы маршрутизации по адресу места назначения, часто используется вариант выбора маршрута отправителем (данный вариант получил дальнейшее развитие при введении стандарта IPv6). В этом случае IP-пакет содержит соответствующий код опции и список промежуточных адресов узлов, которые он должен посетить по пути к месту назначения.

Широковещательный алгоритм оптимизации маршрута

Существуют и другие схемы, например, использующие широковещательные методы адресации (flooding), где каждый приходящий пакет посылается по всем имеющимся исходящим каналам, за исключением того, по которому он получен. Существует усовершенствованная версия широковещательной маршрутизации, называемая селективной широковещательной рассылкой. В этом алгоритме рассылка производится не по всем возможным направлениям, а только по тем, которые предположительно ведут в правильную сторону.

Маршруты по умолчанию

Заметно сокращают размер маршрутной таблицы маршруты по умолчанию. В этой схеме сначала ищется маршрут в таблицах, а если он не найден, пакет посылается в узел, специально выбранный для данного случая. Так, когда имеется только один канал за рубеж, неудачный поиск в таблице маршрутов по России означает, что пакет следует послать по этому каналу и пусть там с ним разбираются. Маршруты по умолчанию используются обычно тогда, когда маршрутизатор имеет ограниченный объем памяти или по какой-то иной причине не имеет полной таблицы маршрутизации. Маршрут по умолчанию может помочь реализовать связь даже при ошибках в маршрутной таблице. Это может не иметь никаких последствий для малых сетей, но для региональных сетей с ограниченной пропускной способностью такое решение может повлечь серьезные последствия. Экономия на памяти для маршрутных таблиц - дурной стиль, который не доведет до добра. Например, из-за такого рода ошибки довольно долго пакеты из Ярославля в Москву шли через США, я уже не говорю о случае, когда машины, размещенные в соседних комнатах Президиума РАН, вели обмен через Амстердам (правда, это было достаточно давно).

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. В ЭВМ, работающей под UNIX и выполняющей функции маршрутизатора, эту задачу часто решает резидентная программа gated или routed (демон). Последняя - поддерживает только внутренние протоколы маршрутизации.

Внешние и внутренние протоколы маршрутизации

...существуют протоколы, базирующиеся на векторе расстояния (RIP), и на состоянии канала (OSPF или IGRP).

Внутренний протокол маршрутизации IGP (Interior Gateway Protocol) определяет маршруты внутри автономной системы. Наиболее популярный IGP - RIP (Routing Information Protocol, RFC-1058), разработан Фордом, Фулкерсоном и Белманом (фирма XEROX) разработан в 1957-62 годах и использует в качестве метрики вектор расстояния.

Существует более новый протокол OSPF (Open Shortest Pass First, RFC-1131, -1245, -1247, -1253, -1584, -1850, -2328, -2740). базирующийся на оценках состояний каналов. Как во всех маршрутных протоколах, использующих состояние канала, многое зависит от того, как вычисляется метрика.