Разработка системы маршрутизации в глобальных сетях(протокол RIP для IP)

вычисленные на шаге 5 статические маршруты. Статические маршруты можно

добавить в окне «Маршрутизация и удаленный доступ» или с помощью

команды route. Если используется команда route, укажите параметр -p,

чтобы сделать статические маршруты постоянными.

7. После завершения настройки проверьте связь между узлами по всем

маршрутам с помощью команд ping и tracert. Дополнительные сведения о

командах ping и tracert см. в разделах Использование команды ping и

Использование команды tracert.

4 Протоколы динамической маршрутизации

4.1 Общие сведения

Прежде чем вникать в подробности и особенности динамической

маршрутизации обратим внимание на двухуровневую модель, в рамках которой

рассматривается все множество машин Internet. В рамках этой модели весь

Internet рассматривают как множество автономных систем (autonomous system -

AS). Автономная система - это множество компьютеров, которые образуют

довольно плотное сообщество, где существует множество маршрутов между двумя

компьютерами, принадлежащими этому сообществу. В рамках этого сообщества

можно говорить об оптимизации маршрутов с целью достижения максимальной

скорости передачи информации. В противоположность этому плотному

конгломерату, автономные системы связаны между собой не так тесно как

компьютеры внутри автономной системы. При этом и выбор маршрута из одной

автономной системы может основываться не на скорости обмена информацией, а

надежности, безотказности и т.п.

Схема взаимодействия автономных систем

[pic]

Рисунок 4.1

Сама идеология автономных систем возникла в тот период, когда ARPANET

представляла иерархическую систему. В то время было ядро системы, к

которому подключались внешние автономные системы. Информация из одной

автономной системы в другую могла попасть только через маршрутизаторы ядра.

Такая структура до сих пор сохраняется в MILNET.

На рисунке 4.1 автономные системы связаны только одной линией связи, что

больше соответствует тому, как российский сектор подключен к Internet. В

классических публикациях по Internet взаимодействие автономных частей чаще

обозначают пересекающимися кругами, подчеркивая тот факт, что маршрутов из

одной автономной системы в другую может быть несколько.

Обсуждение этой модели Internet необходимо только для того, чтобы

объяснить наличие двух типов протоколов динамической маршрутизации: внешних

и внутренних.

Внешние протоколы служат для обмена информацией о маршрутах между

автономными системами.

Внутренние протоколы служат для обмена информацией о маршрутах внутри

автономной системы.

В реальной практике построения локальных сетей, корпоративных сетей и их

подключения к провайдерам нужно знать, главным образом, только внутренние

протоколы динамической маршрутизации. Внешние протоколы динамической

маршрутизации необходимы только тогда, когда следует построить закрытую

большую систему, которая с внешним миром будет соединена только небольшим

числом защищенных каналов данных.

К внешним протоколам относятся Exterior Gateway Protocol (EGP) и<

Protocol Gateway> .

EGP предназначен для анонсирования сетей, которые доступны для

автономных систем за пределами данной автономной системы. По данному

протоколу шлюз одной AS передает шлюзу другой AS информацию о сетях из

которых состоит его AS. EGP не используется для оптимизации маршрутов.

Считается, что этим должны заниматься протоколы внутренней маршрутизации.

BGP - это другой протокол внешней маршрутизации, который появился позже

EGP. В своих сообщениях он уже позволяет указать различные веса для

маршрутов, и, таким образом, способствовать выбору наилучшего маршрута.

Однако, назначение этих весов не определяется какими-то независимыми

факторами типа времени доступа к ресурсу или числом шлюзов на пути к

ресурсу. Предпочтения устанавливаются администратором и потому иногда такую

маршрутизацию называют политической маршрутизацией, подразумевая, что она

отражает техническую политику администрации данной автономной системы при

доступе из других автономных систем к ее информационным ресурсам. Протокол

BGP используют практически все российские крупные IP-провайдеры, например

крупные узлы сети Relcom.

К внутренним протоколам относятся протоколы Routing Information Protocol

(RIP), HELLO, Intermediate System to Intermediate System (ISIS), Shortest

Path First (SPF) и Open Shortest Path First (OSPF).

Протокол RIP (Routing Information Protocol) предназначен для

автоматического обновления таблицы маршрутов. При этом используется

информация о состоянии сети, которая рассылается маршрутизаторами

(routers). В соответствии с протоколом RIP любая машина может быть

маршрутизатором. При этом, все маршрутизаторы делятся на активные и

пассивные. Активные маршрутизаторы сообщают о маршрутах, которые они

поддерживают в сети. Пассивные маршрутизаторы читают эти широковещательные

сообщения и исправляют свои таблицы маршрутов, но сами при этом информации

в сеть не предоставляют. Обычно в качестве активных маршрутизаторов

выступают шлюзы, а в качестве пассивных - обычные машины (hosts).

В основу алгоритма маршрутизации по протоколу RIP положена простая идея:

чем больше шлюзов надо пройти пакету, тем больше времени требуется для

прохождения маршрута. При обмене сообщениями маршрутизаторы сообщают в сеть

IP-номер сети и число "прыжков" (hops), которое надо совершить, пользуясь

данным маршрутом. Надо сразу заметить, что такой алгоритм справедлив только

для сетей, которые имеют одинаковую скорость передачи по любому сегменту

сети. Часто в реальной жизни оказывается, что гораздо выгоднее

воспользоваться оптоволокном с 3-мя шлюзами, чем одним медленным

коммутируемым телефонным каналом.

Другая идея, которая призвана решить проблемы RIP, - это учет не числа

hop'ов, а учет времени отклика. На этом принципе построен, например,

протокол OSPF. Кроме этого OSPF реализует еще и идею лавинной

маршрутизации. В RIP каждый маршрутизатор обменивается информацией только с

соседями. В результате, информации о потере маршрута в сети, отстоящей на

несколько hop'ов от локальной сети, будет получена с опозданием. Лавинная

маршрутизация позволяет решить эту проблему за счет оповещения всех

известных шлюзов об изменениях локального участка сети.

К сожалению, многовариантную маршрутизацию поддерживает не очень много

систем. Различные клоны Unix и NT, главным образом ориентированы на

протокол RIP. Достаточно посмотреть на программное обеспечение динамической

маршрутизации, чтобы убедится в этом. Программа routed поддерживает только

RIP, программа gated поддерживает RIP, HELLO, OSPF, EGP и BGP, в Windows NT

поддерживается только RIP.

4.2 Внутренний протокол маршрутизации RIP

Этот протокол маршрутизации предназначен для сравнительно небольших и

относительно однородных сетей (алгоритм Белмана-Форда). Протокол разработан

в университете Калифорнии (Беркли), базируется на разработках фирмы Ксерокс

и реализует те же принципы, что и программа маршрутизации routed,

используемая в ОC UNIX (4BSD). Маршрут здесь характеризуется вектором

расстояния до места назначения. Предполагается, что каждый маршрутизатор

является отправной точкой нескольких маршрутов до сетей, с которыми он

связан. Описания этих маршрутов хранится в специальной таблице, называемой

маршрутной. Таблица маршрутизации RIP содержит по записи на каждую

обслуживаемую машину (на каждый маршрут). Запись должна включать в себя:

IP-адрес места назначения. Метрика маршрута (от 1 до 15; число шагов до

места назначения). IP-адрес ближайшего маршрутизатора (Gateway) по пути к

месту назначения. Таймеры маршрута.

Первым двум полям записи мы обязаны появлению термина вектор расстояния

(место назначение – направление; метрика – модуль вектора). Периодически

(раз в 30 сек) каждый маршрутизатор посылает широковещательно копию своей

маршрутной таблицы всем соседям-маршрутизаторам, с которыми связан

непосредственно. Маршрутизатор-получатель просматривает таблицу. Если в

таблице присутствует новый путь или сообщение о более коротком маршруте,

или произошли изменения длин пути, эти изменения фиксируются получателем в

своей маршрутной таблице. Протокол RIP должен быть способен обрабатывать

три типа ошибок:

1. Циклические маршруты. Так как в протоколе нет механизмов выявления

замкнутых маршрутов, необходимо либо слепо верить партнерам, либо

принимать меры для блокировки такой возможности.

2. Для подавления нестабильностей RIP должен использовать малое значение

максимально возможного числа шагов (. Тип сегмента

пути представляет в свою очередь однооктетное поле, которое может принимать

следующие значения:

|Код типа |Описание |

|сегмента | |

|1 |AS_SET: неупорядоченный набор маршрутов в UPDATE сообщении; |

|2 |AS_SEQUENCE: упорядоченный набор маршрутов автономной системы |

| |в UPDATE-сообщении. |

Длина сегмента пути представляет собой одно-октетное поле, содержащее

число AS, записанных в поле оценка сегмента пути. Последнее поле хранит

один или более кодов автономной системы, по два октета каждый.

NEXT_HOP (код типа = 3) - стандартный обязательный атрибут, определяющий

IP-адрес пограничного маршрутизатора, который должен рассматриваться как

цель следующего шага на пути к точке назначения.

MULI_EXIT_DISC (код типа = 4) представляет собой опционный непереходной

атрибут, который занимает 4 октета и является положительным целым числом.

Величина этого атрибута может использоваться при выборе одного из

нескольких путей к соседней автономной системе.

LOCAL_PREF (код типа = 5) является опционным атрибутом, занимающим 4

октета. Он используется BGP-маршрутизатором, чтобы сообщить своим BGP-

партнерам в своей собственной автономной системе степень предпочтения

объявленного маршрута.

ATOMIC_AGGREGATE (код типа = 6) представляет собой стандартный атрибут,

который используется для информирования партнеров о выборе маршрута,

обеспечивающего доступ к более широкому списку адресов.

AGGREGATOR (код типа = 7) - опционный переходной атрибут с длиной в 6

октетов. Атрибут содержит последний код автономной системы, который

определяет агрегатный маршрут (занимает два октета), и IP-адрес BGP-

маршрутизатора, который сформировал этот маршрут (4 октета). Объем

информации о достижимости сетевого уровня равен (в октетах):

Длина сообщения UPDATE - 23 - полная длина атрибутов пути - длина списка

отмененных маршрутов. Информация о достижимости кодируется в следующей

форме:

[pic]

Поле длина определяет длину IP-адресного префикса в битах. Если длина

равна нулю, префикс соответствует всем IP-адресам. Префикс содержит IP-

адресные префиксы и двоичные разряды, дополняющие код до целого числа

октетов.

Информация о работоспособности соседних маршрутизаторов получается из

KEEPALIVE-сообщений, которые должны посылаться настолько часто, чтобы

уложиться во время, отведенное таймером сохранения (HOLD). Обычно это время

не должно превышать одной трети от времени сохранения, но не должно быть и

меньше 1 секунды. Если выбранное значение времени сохранения равно нулю,

периодическая посылка KEEPALIVE-сообщений не обязательна.

NOTIFICATION-сообщения посылаются, когда обнаружена ошибка. BGP-связь

при этом немедленно прерывается. Помимо заголовка NOTIFICATION-сообщение

имеет следующие поля:

[pic]

Код ошибки представляет собой одно-октетное поле и указывает на тип

данного сообщения. Возможны следующие коды ошибки:

Таблица 4.9 - Коды ошибок

|Код ошибки |Описание |

|1 |Ошибка в заголовке сообщения. |

|2 |Ошибка в сообщении OPEN |

|3 |Ошибка в сообщении UPDATE |

|4 |Истекло время сохранения |

|5 |Ошибка машины конечных состояний |

|6 |Прерывание |

При отсутствии фатальной ошибки BGP-партнер может в любой момент

прервать связь, послав NOTIFICATION-сообщение с кодом ошибки прерывание.

Одно-октетное поле Субкод ошибки предоставляет дополнительную информацию

об ошибке. Каждый код ошибки может иметь один или более субкодов. Если поле

содержит нуль, это означает, что никаких субкодов не определено.

Таблица 4.10 - Субкоды ошибок

|Ошибка |Субкод |Описание |

|Заголовок |1 |Соединение не синхронизовано |

| |2 |Неверная длина сообщения |

| |3 |Неверный тип сообщения |

|Сообщения OPEN |1 |Неверный код версии |

| |2 |Ошибочный код AS-партнера |

| |3 |Ошибочный идентификатор BGP |

| |4 |Ошибка в коде идентификации |

| |5 |Ошибка при идентификации |

| |6 |Неприемлемое время сохранения |

|Сообщения UPDATE |1 |Ошибка в списке атрибутов |

| |2 |Не узнан стандартный атрибут |

| |3 |Отсутствует стандартный атрибут |

| |4 |Ошибка в флагах атрибута |

| |5 |Ошибка в длине атрибута |

| |6 |Неправильный атрибут ORIGIN |

| |7 |Циклический маршрут |

| |8 |Ошибка в атрибуте NEXT_HOP |

| |9 |Ошибка в опционном атрибуте |

| |10 |Ошибка в сетевом поле |

| |11 |Ошибка в AS_PATH |

Вся маршрутная информация хранится в специальной базе данных RIB

(Routing Information Base). Маршрутная база данных BGP состоит из трех

частей:

|1 |Adj-RIBs-I|Запоминает маршрутную информацию, которая получена из |

| |n: |UPDATE-сообщений. Это список маршрутов, из которого можно |

| | |выбирать. (Policy Information Base - PIB). |

|2 |Loc-RIB: |Содержит локальную маршрутную информацию, которую |

| | |BGP-маршрутизатор отобрал, руководствуясь маршрутной |

| | |политикой, из Adj-RIBs-In. |

|3 |Adj-RIBs-O|Содержит информацию, которую локальный BGP-маршрутизатор |

| |ut: |отобрал для рассылки соседям с помощью UPDATE-сообщений. |

Так как разные BGP-партнеры могут иметь разную политику маршрутизации,

возможны осцилляции маршрутов. Для исключения этого необходимо выполнять

следующее правило: если используемый маршрут объявлен не рабочим (в

процессе корректировки получено сообщение с соответствующим атрибутом), до

переключения на новый маршрут необходимо ретранслировать сообщение о

недоступности старого всем соседним узлам.

Протокол BGP позволяет реализовать маршрутную политику, определяемую

администратором AS. Политика отражается в конфигурационных файлах BGP.

Маршрутная политика это не часть протокола, она определяет решения, когда

место назначения достижимо несколькими путями, политика отражает

соображения безопасности, экономические интересы и пр. Количество сетей в

пределах одной AS не лимитировано. Один маршрутизатор на много сетей

позволяет минимизировать таблицу маршрутов.

BGP использует три таймера:

ConnectRetry (сбрасывается при инициализации и коррекции; 120 сек),

Holdtime (запускается при получении команд Update или KeepAlive; 90сек) и

KeepAlive (запускается при посылке сообщения KeepAlive; 30сек).

BGP отличается от RIP и OSPF тем, что использует TCP в качестве

транспортного протокола. Две системы, использующие BGP, связываются друг с

другом и пересылают посредством TCP полные таблицы маршрутизации. В

дальнейшем обмен идет только в случае каких-то изменений. ЭВМ, использующая

BGP, не обязательно является маршрутизатором. Сообщения обрабатываются

только после того, как они полностью получены.

BGP является протоколом, ориентирующимся на вектор расстояния. Вектор

описывается списком AS по 16 бит на AS. BGP регулярно (каждые 30сек)

посылает соседям TCP-сообщения, подтверждающие, что узел жив (это не тоже

самое что "keepalive" функция в TCP). Если два BGP-маршрутизатора

попытаются установить связь друг с другом одновременно, такие две связи

могут быть установлены. Такая ситуация называется столкновением, одна из

связей должна быть ликвидирована. При установлении связи маршрутизаторов

сначала делается попытка реализовать высший из протоколов (например, BGP-

4), если один из них не поддерживает эту версию, номер версии понижается.

Протокол BGP-4 является усовершенствованной версией (по сравнению с BGP-

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9