Обеспечение уникальной адресации

Наиболее важным аспектом межсетевой адресации является уникальность. За исклю­чением IPv6, любой сетевой протокол требует, чтобы одновременно существовала толь­ко одна конечная точка с указанным адресом. Избыточная межсетевая адресация приво­дит к возникновению ошибок маршрутизации и нарушает согласованность сетевых операций.

Протокол IPv6 предлагает новую схему адресации с так называемыми общими адре­сами (anycast). Общие адреса создаются автоматически, когда один и тот же адрес при­сваивается нескольким устройствам. Устройство маршрутизации при получении пакетов, передаваемых по общему адресу, просто направляет эти пакеты ближайшему устройству с таким адресом. Следовательно, устройства с общим адресом должны быть полностью взаимозаменяемыми на функциональном и конструктивном уровне.

Теоретически можно допустить, что в том случае, если глобальная сеть не будет не­посредственно подключена к Internet, присвоение произвольных адресов никоим образом не скажется на ее функционировании. Вообще говоря, присвоение произвольных адресов Internet является недальновидным поступком и рано или поздно системный админи­стратор будет вынужден заменить их. В мае 1993 года вышел документ RFC #1597, который определил и зарезервировал три диапазона адресов (по одному диапазону для классов адре­сов А, В и С протокола IPv4), которые можно использовать для внутренних нужд сети:

• 10.0.0.0-10.255.255.255

• 172.16.0.0-172.31.255.255

• 192.168.0.0-192.168.255.255

Эти диапазоны для использования в частных сетях резервирует соглашение о присво­ении адресов Internet (Internet Assigned Numbers Authority — IANA). Один пункт докумен­та RFC #1597 оговаривает, что эти адреса нельзя использовать при прямом доступе к Internet. Компании, уже использующие эти адреса и впоследствии сталкивающиеся с не­обходимостью подключения к Internet, могут воспользоваться в качестве посредника про-кси-сервером (proxy server) с уникальным и зарегистрированным IP-адресом. В качестве альтернативы можно использовать методики трансляции сетевых адресов (Network Address Translation — NAT).

При использовании зарезервированных документом RFC #1597 адресов необходимо строго следить за уникальностью адреса каждого устройства в пределах домена локаль­ной сети. Адреса могут повторяться в глобальной сети, но в локальной сети они должны быть уникальными.

Использование протоколов маршрутизации

Протоколы динамической маршрутизации используются маршрутизаторами для вы­полнения трех основных функций:

• Открытия новых маршрутов

• Уведомления других маршрутизаторов об открытых маршрутах

• Пересылки пакетов по этим маршрутам

Существует три основных типа протоколов динамической маршрутизации: дистанци­онно-векторные, с анализом состояния канала и гибридные. Основное их различие зак­лючается в способе выполнения первых двух из трех вышеупомянутых функций. Един­ственной альтернативой динамической маршрутизации является статическая.

Дистанционно-векторная маршрутизация

В соответствии с алгоритмом дистанционно-векторной маршрутизации Бельмона-Форда (Bellman-Ford) непосредственным соседям по сети периодически пересылаются копии маршрутных таблиц. Каждый получатель, в свою очередь, добавляет собственный вектор расстояния к таблице и отсылает ее своим соседям. Таблицы распространяются между соседствующими маршрутизаторами по всем возможным направлениям.

Описанный итерационный процесс предоставляет каждому маршрутизатору возмож­ность получать информацию от всех остальных и постепенно накапливать данные о се­тевых расстояниях. Например, одним из самых распространенных протоколов дистанци­онно-векторной маршрутизации является протокол обмена маршрутной информацией RIP. Для определения оптимального пути протокол использует две основные размерно­сти. В первом случае анализируется предполагаемое время прохождения пакета, измерен­ное в тактах, во втором — та же величина, но уже измеренная в пролетах.

Маршрутизаторы могут использовать большое количество размерностей для опреде­ления оптимальных маршрутов между отправителем и получателем. Эфемерно эти размер­ности можно назвать "сетевыми расстояниями". Такие расстояния могут быть представ­лены интервалом времени, количеством пролетов маршрутизаторов и т.п. и не ограничены физическими расстояниями.

Для обновления таблиц всех маршрутизаторов используется общая таблица расстояний. После заполнения общей таблицы каждый маршрутизатор располагает весьма смутными сведениями о расстояниях до сетевых ресурсов и не имеет данных об особенностях со­седних устройств и действительной топологии сети.

В определенных ситуациях такой подход создает реальные проблемы для дистанцион­но-векторных протоколов. Например, после возникновения сбоя маршрутизаторы тратят некоторое время на "осмысление" новой сетевой топологии. Во время таких переходных процессов в таблицы могут попасть противоречивые сведения, что отрицательно скажется на своевременности доставки данных.

Существует множество различных способов защиты от таких ситуаций, но факт оста­ется фактом — во время переходного процесса производительность сети находится под угрозой. Следовательно, старые протоколы, которые дольше "осмысливают" изменения, не должны использоваться в больших и сложных глобальных сетях.