ICND1_Vol2_RUS

Определение пути

На этапе определения пути при передаче данных через сеть маршрутизаторы анализируют доступные пути к удаленным получателям. В этом разделе описываются методы определения наиболее эффективного пути для пересылки пакетов.

Определение пути

Для выбора оптимального пути к удаленному месту назначения могут использоваться три следующих типа записей в таблицах маршрутизации:

Статическая маршрутизация. Этот тип маршрутизации требует ручного ввода информации о маршруте в таблицу маршрутизацию.

Динамическая маршрутизация. При использовании этого типа маршрутизации таблица маршрутизации создается динамически, на основе данных маршрутизации, полученных по протоколам маршрутизации.

Маршрутизация по умолчанию. Этот тип маршрутизации исключает необходимость установки явно заданного маршрута к каждой сети. Запись маршрута по умолчанию может настраиваться статически или приниматься по протоколу динамической маршрутизации.

В таблице маршрутизации сохраняется только одна запись для каждой сети. При наличии нескольких источников информации о пути к определенному месту

назначения, процесс маршрутизации должен иметь возможность выбора источника информации для использования в таблице маршрутизации. Несколько источников появляются при использовании нескольких протоколов динамической маршрутизации, а также статических маршрутов и маршрутов по умолчанию. Протоколы маршрутизации используют различные метрики для определения расстояния и приемлемости пути к сети назначения. Поскольку невозможно

непосредственно выбрать нужные данные на основе информации, предоставляемой различными протоколами маршрутизации, процесс маршрутизации Cisco присваивает определенный вес, называемый административным расстоянием, каждому источнику информации. Самому лучшему и надежному источнику присваивается наименьшее значение.

Таблицы маршрутизации

При определении пути процесс маршрутизации создает таблицу маршрутизации, в которой определяются известные сети и способы их достижения. В этом разделе рассматривается роль таблицы маршрутизации в процессе маршрутизации.

Таблицы маршрутизации

Метрики маршрутизации зависят от используемого протокола маршрутизации. На рисунке показано, как маршрутизаторы ведут таблицу данных, на основе которой принимаются решения о пересылке пакетов.

Данные таблицы маршрутизации

Таблица маршрутизации содержит упорядоченный список «известных» сетевых адресов, то есть тех адресов, которые были динамически получены процессом маршрутизации или статически заданы для непосредственно подключенных сетей. Таблицы маршрутизации также содержат данные о местах назначения и связях со следующими переходами. С помощью этих связей маршрутизатор узнает о том, можно ли достичь определенного пункта назначения напрямую или только через другой маршрутизатор, называемый маршрутизатором следующего перехода. Когда маршрутизатор получает входящий пакет, он использует адрес назначения для поиска в таблице маршрутизации оптимального пути. Если запись не находится, маршрутизатор отклоняет этот пакет после отправки сообщения ICMP (Internet Control Message Protocol) к адресу источника пакета.

На рисунке в середине таблицы маршрутизации данного маршрутизатора показано, что при получении пакета с адресом назначения из сети 10.1.3.0 этот пакет должен пересылаться маршрутизатору R2.

Сообщения об обновлении маршрутизации

Маршрутизаторы обмениваются информацией друг с другом и ведут свои таблицы маршрутизации путем передачи сообщений об обновлении

маршрутизации. В зависимости от протокола маршрутизации сообщения об обновлении маршрутизации могут отправляться периодически или только при изменении топологии сети. В сообщениях об обновлении маршрутизации приводится информация о сетях назначения, которых может достичь маршрутизатор, и метрика маршрутизации, характеризующая достижимость каждого места назначения. Анализируя обновления маршрутизации, полученные от соседних маршрутизаторов, маршрутизатор может создавать и вести таблицу маршрутизации.

Статические, динамические и маршруты непосредственного подключения, а также маршруты по умолчанию

Маршрутизаторы могут получать сведения о других сетях с помощью статических, динамических, маршрутов непосредственного подключения, а также маршрутов по умолчанию. В этом разделе описываются все эти типы маршрутов.

Записи таблицы маршрутизации

Маршруты непосредственного подключения. Маршрутизатор подключен к сети напрямую

Статические маршруты. Вводятся вручную системным администратором

Динамические маршруты. Получаются путем обмена маршрутной информацией

Маршрут по умолчанию. Устанавливается статически или принимается динамически; используется, если неизвестен явно заданный маршрут к сети

Для заполнения таблиц маршрутизации могут использоваться следующие методы:

Маршруты непосредственно подключенные сетей. Эти маршруты создаются на основе информации интерфейсов маршрутизатора, которые непосредственно подключены к сегментам сети. Этот метод заполнения таблицы маршрутизации является самым надежным. В случае сбоя или административного отключения интерфейса маршрут к этой сети удаляется из таблицы маршрутизации. Административное расстояние таких маршрутов равно «0», поэтому этот маршрут имеет приоритет перед всеми остальными маршрутами к этой сети назначения, поскольку маршрут с наименьшим административным расстоянием является оптимальным и самым надежным.

Статические маршруты. Статические маршруты вводятся системным администратором вручную непосредственно в конфигурацию маршрутизатора. Административное расстояние по умолчанию для статического маршрута равно «1»; поэтому статические маршруты включаются в таблицу маршрутизации, если нет прямого соединения с данной сетью. Статические маршруты эффективны для сетей небольшого размера, которые редко изменяются.

Динамические маршруты. Маршрутизаторы обучаются динамическим маршрутам. Они могут изменяться в соответствии с изменениями в сети. Однако между изменением сети и получением сообщений об этом изменении всеми маршрутизаторами всегда существует задержка. Эта задержка во времени согласования данных маршрутизатора с изменениями сети называется временем сходимости. Чем меньше время сходимости, тем лучше. Для различных протоколов маршрутизации это время отличается. Для крупных сетей необходимо использовать динамическую маршрутизацию, так как они содержат множество адресов и постоянно меняются, и если на эти изменения немедленно не отреагировать, возможны перерывы связи.

Маршрут по умолчанию. Маршрут по умолчанию – необязательный маршрут, используемый в случае, если в таблице маршрутизации не найден явно заданный маршрут к пункту назначения. Маршрут по умолчанию может вводиться вручную или приниматься по протоколу динамической маршрутизации.

Протоколы динамической маршрутизации

Существует несколько протоколов маршрутизации, в которых используются собственные правила и метрики для автоматического создания и обновления таблиц маршрутизации. В этом разделе описаны метрики и методы маршрутизации, используемые протоколами маршрутизации.

Метрики маршрутизации

Метрики маршрутизации

Когда протокол маршрутизации обновляет таблицу маршрутизации, его основной задачей является выбор наилучшего маршрута для включения в таблицу. Алгоритм маршрутизации генерирует численное значение, называемое

метрикой, для каждого маршрута в сети. Сложный протокол маршрутизации может выбирать маршрут на основе нескольких метрик, объединяя их в одну метрику. Обычно чем меньше значение метрики, тем более оптимальным является путь.

Метрики могут основываться на одной или нескольких характеристиках пути.

В протоколах маршрутизации наиболее часто используются следующие метрики:

Полоса пропускания. Пропускная способность канала (соединения между двумя сетевыми устройствами)

Задержка. Интервал времени, который требуется для перемещения пакета по всем каналам между источником и получателем, зависит от полосы пропускания промежуточных каналов, очередей портов на каждом маршрутизаторе, перегрузки сети и физического расстояния.

Число переходов. Количество маршрутизаторов на пути к месту назначения пакета (на следующем рисунке число переходов от узла A до узла B будет равно 2 для каждого пути).

Стоимость. Произвольное значение, назначаемое сетевым администратором, которое обычно основано на полосе пропускания, предпочтениях администратора или других показателях.

Дистанционно-векторные протоколы маршрутизации

Каждый маршрутизатор периодически передает копии таблицы маршрутизации соседним маршрутизаторам и увеличивает векторы расстояния

Методы маршрутизации

Во многих протоколах маршрутизации используется один из следующих методов маршрутизации:

Маршрутизация на базе векторов расстояния. При использовании маршрутизации на базе векторов расстояния маршрутизатор не должен знать весь путь к каждому сегменту сети, ему необходимо знать только направление или вектор для отправки пакета. В методе маршрутизации на базе векторов расстояния определяется направление (вектор) и расстояние (число переходов) до любой сети в интерсети. Алгоритмы векторов расстояния периодически (например, каждые 30 секунд) отправляют все данные таблиц маршрутизации или их часть смежным соседним

маршрутизаторам. Маршрутизатор, на котором выполняется дистанционновекторный протокол маршрутизации периодически отправляет обновления, даже при отсутствии изменений в сети. Маршрутизатор может проверить все известные маршруты и внести изменения в свою локальную таблицу маршрутизации в соответствии с обновленной информацией, полученной от соседнего маршрутизатора. Этот процесс также называется «routing by rumor» (маршрутизацией по слухам), поскольку представление маршрутизатора о топологии сети основано на таблице маршрутизации соседнего маршрутизатора.

В качестве примера дистанционновекторного можно привести широко распространенный протокол RIP (Routing Information Protocol), в котором в качестве метрики маршрутизации используется количество переходов.

Протоколы маршрутизации на базе состояния канала

После начальной лавинной рассылки передает небольшие, инициируемые событиями, обновления состояния каналов всем остальным маршрутизаторам

Маршрутизация на базе состояния канала. В маршрутизации на базе состояния канала каждый маршрутизатор пытается создать собственную внутреннюю схему топологии сети. Как только каждый из маршрутизаторов становится активным, он отправляет сообщения со списком всех непосредственно подключенных маршрутизаторов, и данными о том, активен ли канал с каждым маршрутизатором. Другие маршрутизаторы используют эту информацию для создания схемы сети, а затем применяют эту схему для выбора оптимального пути к месту назначения. Протоколы маршрутизации на базе состояния канала быстро реагируют на изменения сети, так как триггерно отправляют обновления, в момент изменения сети, и периодические обновления (обновления состояния канала) через более продолжительные интервалы времени, например через 30 минут.

При изменении состояния канала устройство, обнаружившее это изменение, создает сообщение об обновлении этого канала (маршрута), и это сообщение передается всем маршрутизаторам (на которых выполняется этот протокол маршрутизации). Каждый маршрутизатор получает копию сообщения об обновлении, обновляет свои таблицы маршрутизации и пересылает сообщение об обновлении всем соседним маршрутизаторам. Эта лавинная рассылка сообщений об обновлении обеспечивает обновление баз данных всех маршрутизаторов для создания измененной таблицы маршрутизации, в которой отражена новая топология.

В качестве примеров протоколов маршрутизации на базе состояния канала можно привести OSPF (Open Shortest Path First) и IS-IS (Intermediate System- to-Intermediate System).

Примечание Компанией Cisco разработан протокол EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol), объединяющий лучшие характеристики протоколов маршрутизации на базе векторов расстояния и состояния канала.