Принцип действия протоколов маршрутизации

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478

Ранее в этой главе был описан процесс настройки маршрутизатора, реализованного в системе Linux, для обработки пакетов в зависимости от адреса назначения, содержимого и других характеристик пакета. Протоколы маршрутизации предоставляют возможность учитывать состояние сетевой среды. Они позволяют получить информацию о том, дости­жима ли требуемая сеть и какова стоимость передачи пакета в эту сеть. Здесь понятие стоимости не связано с деньгами. Под стоимостью обычно понимают число узлов, кото­рые должен посетить пакет, прежде чем он попадет на целевой узел. В роли стоимости также могут выступать другие характеристики сети, определяющие ее производитель­ность. Стоимость передачи пакета по сети называется метрикой. Если маршрутизатор соединен с другими сетями посредством двух сетевых соединений, стоимость доставки пакета на целевой узел, или метрика пути к целевому узлу, зависит от того, посредством какого соединения будет передан этот пакет. Рассмотрим в качестве примера сетевую среду, условно показанную на рис. 24.1. На этом рисунке изображено пять сетей, принадлежащих пяти факультетам университета. В каждой сети работает свой маршрутизатор, который соединен с двумя другими маршрутизаторами.

В данном примере описывается несколько сетей, соединенных между собой; та­кая структура называется internet (со строчной буквы). Аналогичные принципы используются и при выполнении маршрутизации во всей Internet (с прописной буквы).

При неоправданном посещении пакетом очередного узла увеличивается время его до­ставки в целевую сеть. Например, при передаче из сети филологического факультета в сеть физического факультета пакет посетит как минимум три маршрутизатора. Заметьте, что

из сети филологического факультета в сеть физического факультета ведут два маршрута.

Один из них проходит через маршрутизатор факультета психологии, а другой — через маршрутизаторы химического и исторического факультетов. Путь в направлении против часовой стрелки оказывается более длинным. Хорошо, если бы маршрутизатор фило­логического факультета имел информацию об обоих маршрутах. Если маршрутизатор факультета психологии выйдет из строя, пакеты можно будет передавать по альтернатив­ному маршруту.

 [rodsnithUspeaker Л* route -п ■<ernel IP routine table Destination Gateway 192.168.1.0 0.0.0.0 127.0.0.0 0.0.0.0 Э.О.0.О 192.168.1.25» "TodsnithUspeaker /]« I

Genmask 255,255.255.0

255.0.0*0

0.0.0.0

Flags Metric Ref U       О О U       О О UG      1 0

Use Ifасе

О ethO О 1о

О ethO

Рис. 24.2. Значение в поле Metric определяет стоимость передачи пакета по данному маршруту

Для решения данной задачи используется понятие метрики. Значение метрики, опре­деляющее стоимость передачи пакета по сети, содержится в стандартной таблице марш­рутизации Linux, которая заполняется с помощью команды route. На рис. 24.2 показа­но содержимое простой таблицы маршрутизации (на реальных маршрутизаторах размер

таблицы гораздо больше, но ее формат остается неизменным). Обратите внимание на

столбец под названием Metric. В нем указано, что число маршрутизаторов, которые па­кет посетит по пути следования в сети 127.0.0.0/8 (localhost) и 192.168.1.0/24 (локальная сеть), равно нулю, а оставшийся маршрут проходит через один маршрутизатор. Данный пример чрезвычайно прост. Для маршрутизаторов, показанных на рис. 24.1, в таблице маршрутизации содержалась бы информация о разных маршрутах, отличающихся зна­чениями в поле Metric. К сожалению, стандартные средства маршрутизации системы Linux игнорируют значение метрики; для того, чтобы метрика учитывалась, необходимо использовать один из протоколов маршрутизации, рассматриваемых в данной главе.

Протоколы маршрутизации позволяют маршрутизаторам обмениваться информацией

о маршрутах, в том числе передавать значения метрики. Если все маршрутизаторы, по­казанные на рис. будут поддерживать протокол маршрутизации, они сообщат друг другу сведения об имеющихся маршрутах и каждый из них построит таблицу маршру­тизации, в которой будут указаны реальные значения метрики. Если один из маршру­тизаторов выйдет из строя, остальные маршрутизаторы получат информацию об этом и перенаправят трафик в обход неисправного участка сети.

Протоколы маршрутизации используют следующие алгоритмы.

• Дистанционно-векторный алгоритм. Этот алгоритм отслеживает число марш­рутизаторов, находящихся между текущим маршрутизатором и узлом назначения. При передаче пакета в некоторую сеть выбирается такой путь, на котором число

маршрутизаторов будет минимальным. Данный алгоритм используется при работе

протокола RIP (Routing Information Protocol — протокол маршрутной информации).

• Алгоритм маршрутизации по состоянию канала. Данный алгоритм связывает информацию о стоимости передачи пакета с каждым соединением. Маршрутиза­тор, использующий такой алгоритм, выбирает путь к целевой сети, для которого

значение стоимости минимально. Стоимость не обязательно должна быть равна числу маршрутизаторов, при ее определении могут также учитываться различия

в быстродействии сетевых соединений. Данный алгоритм используется при работе

протокола OSPF (Open Shortest Path First — первоочередное открытие кратчайших

маршрутов).