Что обеспечивает протокол маршрутизации

Протоколы маршрутизации в сетях TCP/IP

Что такое протокол маршрутизации?

Протоколы маршрутизации делятся на два вида, зависящие от типов алгоритмов, на которых они основаны:

Так же протоколы маршрутизации делятся на два вида в зависимости от сферы применения:

Перечень протоколов маршрутизации составляют протоколы: RIP v1/v2, RIPng (IPv6), OSPF, BGP v4 (IPv6).

Дистанционно-векторный алгоритм

В дистанционно-векторном алгоритме (DVA) основная идея заключается в рассылке маршрутизаторов друг другу так называемого вектора расстояний. В векторе расстояний содержится информация (расстояние) от передающего маршрутизатора до всех соседних (известных) ему сетей.

Под расстоянием, в векторе расстояний, подразумевается любой параметр метрики, в частности, может быть количество пройденных маршрутизаторов (по хопам) или время, затраченное на передачу пакетов от одного маршрутизатора до другого, здесь особой роли не играет какой именно параметр метрики выбран.

После получения маршрутизатором вектора расстояний от соседнего маршрутизатора, маршрутизатор обновляет или добавляет к вектору всю известную ему информацию о других сетях, о существовании которых он узнал непосредственно (сети подключенные непосредственно к маршрутизатору) или из аналогичных векторов расстояний. Далее маршрутизатор выбирает из нескольких альтернативных путей лучший по выбранному параметру метрики и рассылает новое значение вектора по сети. В результате чего, все маршрутизаторы получают информацию обо всех подключенных к интрасети сетях и о расстоянии (метрики) до них через соседние маршрутизаторы.

Недостаток, дистанционно-векторных алгоритмов, заключается в том, что они хорошо работают только в относительно небольших вычислительных сетях. Так как маршрутизаторы постоянно обмениваются вектором расстояний, что приводит к забиванию линий связи широковещательным трафиком в больших сетях. Еще одним недостатком данного алгоритма является то, что не всегда корректно реагирует на изменения в конфигурации сети, поскольку маршрутизаторы передают только обобщенную информацию – вектор расстояний, что приводит к тому, что маршрутизаторы не содержат конкретного представления о топологии связей.

Самым распространенным представителем дистанционно-векторного алгоритма является протокол RIP (Routing Information Protocol) – протокол маршрутной информации.

Алгоритм состояния связей

Алгоритм состояния связей (LSA) снабжает все маршрутизации информацией, необходимой для построения подробного графа связей составной вычислительной сети. Все маршрутизаторы основываются на одинаковых графах, в следствии чего:

Дополнительную информацию о других сетях маршрутизаторы получаются путем обмена короткими пакетами, называемыми HELLO, со своими соседями. Отличительной особенностью алгоритма LSA от алгоритма DVA, который постоянно обменивается широковещательными пакетами (вектор расстояний), алгоритм LSA использует небольшие пакеты HELLO, содержащие информацию только о состоянии линий связи. Более развернутую информацию о сетях, алгоритм состояния связей передает в том случае, когда, на основе пакетов HELLO, было зафиксировано изменение состояния линий связи (например, маршрутизатор вышел из строя или добавили новый маршрутизатор).

Как результат, алгоритм состояния связей более приспособлен к большим составным вычислительным сетям, поскольку содержит меньшее количество широковещательных пакетов, что увеличивает пропускную способность и устойчивость составной сети.

Протоколы, основанные на алгоритме состояния связей (LSA), являются:

Источник

Протокол маршрутизации

Протокол маршрутизации — сетевой протокол, используемый маршрутизаторами для определения возможных маршрутов следования данных в составной компьютерной сети. Применение протокола маршрутизации позволяет избежать ручного ввода всех допустимых маршрутов, что, в свою очередь, снижает количество ошибок, обеспечивает согласованность действий всех маршрутизаторов в сети и облегчает труд администраторов.

Протоколы маршрутизации делятся на два вида, зависящие от типов алгоритмов, на которых они основаны:

Так же протоколы маршрутизации делятся на два вида в зависимости от сферы применения:

Содержание

Дистанционно-векторные протоколы

Протоколы состояния каналов связи

Протоколы междоменной маршрутизации

Протоколы внутридоменной маршрутизации

Литература

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Протокол маршрутизации» в других словарях:

протокол маршрутизации — Механизм обмена данными между маршрутизаторами о тех сетях (диапазонах сетевых адресов), к которым напрямую подключены они сами или их соседи. Следует различать протоколы маршрутизации, которые предназначены для обмена маршрутами, и… … Справочник технического переводчика

протокол маршрутизации с определением кратчайшего пути — Протокол маршрутизации, при котором в первую очереди данные направляются по кратчайшему пути (МСЭ Т Y.1313, МСЭ Т Y.1310 МСЭ Т Y.1314). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN open… … Справочник технического переводчика

протокол маршрутизации между доменами — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN inter domain routing protocolIDRP … Справочник технического переводчика

протокол доставки дейтаграмм — Не обеспечивающий гарантированной доставки протокол маршрутизации Apple Computer, являющийся частью сетей AppleTalk и используемый для передачи пакетов между узлами сети. [http://www.lexikon.ru/dict/net/index.html] Тематики сети вычислительные… … Справочник технического переводчика

протокол обновления маршрутной информации AppleTalk — Протокол маршрутизации компании Apple Computer, обеспечивающий эффективное использование пропускной способности сети, повышение уровня безопасности, и туннельный обмен между сетями AppleTalk. [http://www.lexikon.ru/dict/net/index.html] Тематики… … Справочник технического переводчика

протокол состояния канала NetWare — Протокол маршрутизации по состоянию канала, разработанный компанией Novell для управления трафиком IPX в больших сетях. [http://www.lexikon.ru/dict/net/index.html] Тематики сети вычислительные EN netware link state protocolNLSP … Справочник технического переводчика

протокол информации о маршрутизации — Протокол из класса IGP (Interior Gateway Protocol, протокол внешнего шлюза), предназначенного для обмена информацией о маршрутизации в пределах автономной системы. Типичными примерами используемых в Интернете протоколов типа IGP являются IGRP,… … Справочник технического переводчика

протокол внутренней маршрутизации — Общее название протоколов маршрутизации в пределах автономной системы. Необходимость в IGP протоколах проистекает из того, что протоколы внешней маршрутизации (EGP) могут приводить к появлению маршрутов, в которых в качестве шлюза указан вовсе не … Справочник технического переводчика

Протокол внешней маршрутизации — протокол, по которому информация о маршрутах распределяется между маршрутизаторами, соединяющими автономные системы. По английски: Exterior Gateway Protocol Синонимы английские: EGP См. также: Протоколы TCP/IP Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

Протокол внутренней маршрутизации — протокол, посредством которого маршрутная информация распределяется между маршрутизаторами автономной системы. По английски: Interior Gateway Protocol Синонимы английские: IGP См. также: Протоколы TCP/IP Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

Источник

Протоколы маршрутизации Internet

Общий класс устройств, выполняющих функции продвижения маршрутизируемой информации, в начальных документах Internet (примерно до 1985 года) назывался «шлюзами» (gateways), однако в последние годы термин «шлюзы» стали относить только к устройствам продвижения информации прикладного уровня, а соответствующие устройства для информации сетевого уровня получили название «маршрутизаторы» (routers); для соответствующих устройств продвижения информации второго уровня (звена данных) изначально используется термин «мосты» (bridges), заимствованный из терминологии по взаимосвязи локальных сетей.

Под маршрутизацией понимается задача отыскания и установления пути от отправителя информации к ее получателю. В Internet она сводится к задаче отыскания шлюзов и/или маршрутизаторов между сетями.

Как в межрегиональной, так и во внутрирегиональной маршрутизации используются две ее разновидности: индивидуальная (unicast), при которой два отдельных объекта (хосты при внутрирегиональной или регионы при межрегиональной маршрутизации) устанавливают между собой отдельный маршрут и обмениваются по нему информацией, и групповая (multicast) маршрутизация, при которой один объект устанавливает маршруты с группой других объектов и распространяет по этим маршрутам свою информацию членам группы. Понятие «глобальная» (broadcast) маршрутизация в Internet не используется, в необходимых случаях ее функции реализует групповая маршрутизация.

Протоколы маршрутизации устанавливают маршруты (т. е. распространяют информацию о маршрутах) в направлении противоположном продвижению датаграмм или сообщений по этим маршрутам. Для устранения терминологической путаницы в RFC 1476 и др. предложено ввести следующие понятия:

То есть в одном сеансе маршрутизации понятие «отравитель» относится к тому же объекту, что и «адресат», а понятие «получатель» к тому же объекту, что и «источник». Следует, однако, заметить, что эта терминология выдерживается не во всех (в том числе последних) документах Internet.

При изложении на русском языке концепций Internet, в частности, вопросов маршрутизации, приходится иногда сталкиваться с терминологическими проблемами. Примером тому может служить понятие host, введенное впервые IBM в сочетании host computer и изначально переводимое на русский язык как «центральная ЭВМ» или «центральный компьютер». Однако в контексте маршрутизации понятие host имеет несколько иной смысл, означающий конечного отправителя или получателя данных, в качестве которого могут быть и самый простой персональный компьютер и даже обычный дисплей или принтер, что делает непригодными для обозначения этого понятия ни один из указанных русских эквивалентов.

В данной статье с учетом изложенного выше уточнения смысла этого понятия в контексте маршрутизации будет использован уже широко вошедший в литературу русский эквивалент «хост», который, однако, носит несколько жаргонный оттенок.

Методы маршрутизации

В свое время Internet создавалась как иерархическая архитектура, представляющая собой совокупность образующих ее магистральных (backbone), региональных (regional), городских (metropolitan) и кустовых (campus) регионов. Некоторые регионы были транзитными, но большинство «тупиковыми» (stub). Сегодня большинство регионов осуществляют взаимосвязи друг с другом через прямые или косвенные связи, по меньшей мере, с одним магистральным регионом. Однако некоторые регионы желают иметь непосредственные связи со своими наиболее предпочтительными партнерами. Следовательно, Internet должна обладать свойствами как иерархической, так и смешанной связности.

В разрабатываемых стратегиях маршрутизации необходимо учитывать также появление «суперрегионов» (superdomain) и конфедераций регионов маршрутизации (routing domain confederations).

В задачах маршрутизации (индивидуальной и групповой) выделяются две различные но взаимосвязанные задачи:

1) определение и установление маршрутов между регионами сети и распространение по установленным маршрутам маршрутной информации. Эта задача определяется стратегией маршрутизации (policy routing);

Алгоритм «вектор дистанций» распределяет задачу вычисления маршрута по многим маршрутизирующим объектам (маршрутизаторам или хост), расположенным вдоль маршрута. Алгоритм исходит из того, что каждый объект, участвующий в протоколе маршрутизации, хранит в своей маршрутной базе определенную информацию о всех адресатах системы. В этой информации кроме адреса следующего объекта, которому должна быть послана датаграмма, содержится «метрика», определяющая общую «дистанцию» к объекту. Под «дистанцией» здесь понимается не только расстояние, но и временные задержки доставки сообщений к объекту, стоимость передачи и др. Списком этих дистанций (вектором дистанций) обмениваются объекты, коллективно использующие общую сеть.

Маршрутизирующий объект может наложить некоторые ограничения на доступ к ресурсам региона и распространить информацию об этих ограничениях, включив ее в каждый вектор дистанций, который он принимает и распространяет. И хотя само по себе распространение таких ограничений легко выполнимо, но для скоординированной работы всех регионов требуется, чтобы каждый регион знал ограничения других регионов. Для этого каждый регион должен обеспечить другим регионам доступ к информации о своих ограничениях. Однако многие регионы могут предпочесть сохранить право собственности на эту информацию подобно информации о стратегиях отправителя.

Алгоритм «вектор дистанций» имеет следующие недостатки.

1) Каждый получатель сообщения должен нести затраты на выбор маршрутов к произвольным регионам, в частности, хранить стратегии отправителей других регионов, учитывать эти стратегии при выборе маршрута, проверять совместимость соответствующего маршрута с транзитными стратегиями участвующих регионов и обеспечивать специфичную для отправителя информацию продвижения. Кроме того, должны быть предусмотрены механизмы распространения стратегий отправителей среди регионов.

2) Стратегии отправителей должны носить характер общего пользования и регион вынужден разглашать информацию, которая может иметь частный характер.

Кроме того, этот метод в принципе чувствителен к проблемам зацикливаний маршрутов и слабо адаптируется к проблемам межсетевого взаимодействия. Здесь, однако, разработаны различные методы для снижения или даже исключения влияния этих проблем.

Каждый объект региона отправителя генерирует сообщение «состояние каналов», содержащее информацию о своем регионе, в том числе о наборе применимых им транзитных стратегий, о его связности со смежными регионами, и распространяет эти сообщения по соседним регионам. Каждый получатель такого сообщения запоминает маршрутную информацию в так называемой базе данных состояний каналов (link state database) и также распространяет ее по соседним регионам. Основываясь на совокупности сообщений «состояние каналов», полученных от других регионов, на транзитных стратегиях и стратегии отправителя своего региона, маршрутизирующий объект конструирует и выбирает стратегические маршруты из своего региона к другим регионам сети.

Таким образом каждый маршрутизатор имеет полное и оперативное отображение топологии региона и членства группы. Все маршрутизаторы параллельно выполняют один и тот же алгоритм и имеют идентичные базы данных состояний каналов. В отдельной части базы данных хранится локальное состояние конкретного маршрутизатора (например, используемые интерфейсы маршрутизатора и достижимые соседи). Маршрутизатор распространяет свое локальное состояние путем «лавинной адресации» (flooding). При использовании расширенного алгоритма для групповой маршрутизации маршрутизатор дополнительно обнаруживает изменения членства группы по своим каналам до распространения этой информации. Из базы данных состояний каналов каждый маршрутизатор вычисляет маршрутную таблицу путем построения дерева кратчайших путей, сам будучи корнем дерева. Это дерево обеспечивает маршрут к каждому получателю в автономной системе. Получаемая извне маршрутная информация представлена в дереве в виде листьев. При наличии маршрутов равной стоимости трафик распределяется по ним равномерно. Стоимость маршрута описывается одномерной метрикой.

По соображениям эффективности или прав собственности регион-отправитель может ограничить набор других регионов, которым он распространяет свое сообщение «состояние каналов». Тем самым регион получает полный контроль над распространением своей маршрутной информации.

К достоинствам алгоритма «состояние каналов» можно отнести следующее.

При постадийной маршрутизации сообщений каждый маршрутизирующий объект принимает независимое решение по продвижению информации, основываясь на адресах отправителя, получателя, запрошенных услугах и на информации, содержащейся в базе данных продвижения информации данного объекта. Этот метод следует выбранной отправителем стратегии маршрутизации только в том случае, если все маршрутизирующие объекты вдоль маршрута имеют согласованную маршрутную информацию и согласованным образом используют ее при генерации и выборе стратегии маршрутизации и при продвижении информации. В общем случае это предполагает, что каждый регион должен иметь сведения о стратегиях отправителя и транзитных стратегиях всех других регионов.

При этом методе каждое сообщение должно содержать в себе либо 1) весь определенный отправителем маршрут, либо 2) идентификатор пути. Первый подход налагает на каждую передачу и обработку сообщения затраты на транспортировку и интерпретацию маршрута отправителя. Второй подход не требует таких затрат, однако здесь регион-отправитель должен инициировать до продвижения сообщения процедуру установления пути, которая устанавливает ассоциацию между идентификатором пути и следующей стадией в маршрутизирующих объектах каждого региона на пути продвижения сообщения. Тем самым могут вноситься дополнительные задержки до начала продвижения данных.

Метода «маршрутизация отправителем» имеет следующие преимущества:

Групповая модель услуг IP была определена в конце 80-х годов и тогда же были созданы алгоритмы, которые позволяли хостам произвольно подключаться к группе и отключаться от нее. При групповой маршрутизации каждая группа адресатов представлена одним IP-адресом класса D. Датаграмма IP, переданная группе, доставляется каждому члену группы с теми же качественными показателями, что и при индивидуальной маршрутизации. Передатчик датаграммы не обязательно должен входить в группу маршрутизации и может находиться в другом регионе. Семантика членства группы маршрутизации IP определена в STD 5/RFC 1112.

Все ранее разработанные алгоритмы групповой маршрутизации строили деревья доставки с корнем у отправителя (source-based trees) при наличии одного дерева на каждую подсеть отправителя. Позже были разработаны алгоритмы (RFC 2189 и RFC 2201), строившие «дерево с центром», коллективно используемое всеми отправителями и получателями группы.

Чтобы расширить групповую маршрутизацию за пределы отдельной сети к этой сети подключается групповой маршрутизатор, который с другой стороны подключен (возможно виртуально) к другому такому же маршрутизатору и т. д. Совокупность таких (виртуально) соединенных групповых маршрутизаторов формирует подсеть Internet под названием MBONE, которая быстро развивается.

Очевидна популярность и рост групповой маршрутизации в Internet; некоторые оценки говорят о тысячах групп, представленных в любой момент времени в Internet.

ПРОТОКОЛЫ МАРШРУТИЗАЦИИ

Общий профиль протоколов маршрутизации и их взаимосвязь с другими протоколами Internet показаны на рис. 1. Ниже приведено краткое описание этих протоколов.

Протокол BGP заменил и усовершенствовал прежний Exterior Gateway Protocols (EGP) (RFC 904/STD 18), переведя его в категорию «исторических». В настоящее время в стадии проектов стандартов, статус «избирательного применения» сохраняется версия 3 (BGP3) (RFC 1269) и вводится новая версия 4 (BGP4) (RFC 1657, 1771 и 1772) этого протокола. Кроме того, в стадии предложений по стандарту избирательного статуса разрабатываются дополнения к BGP4 по объединениям атрибутов (RFC 1997) и по мультипротокольному расширению, MBGP (RFC 2283 и 2545). Имеется также несколько экспериментальных расширений протокола (RFC 1965, 1966) и ряд документов информационного статуса.

Протокол BGP способен обнаруживать зацикливания маршрутизации и имеет гибкие возможности определения стратегии маршрутизации и агрегатирования маршрутов, т.е. логического объединения следующих подряд сетей IP в одну «суперсеть» (агрегат), что позволяет значительно сокращать размеры таблиц маршрутизации. Основы агрегатирования маршрутов в Internet описаны в RFC 2519.

BGP передает информацию не только о сетях «своей» АС, но и о всех других АС, о которых известно данному маршрутизатору, образуя тем самым «цепочку» из путей от АС к АС.

Сообщения BGP состоят из пар «номер сети»/«путь АС». Путь АС состоит из последовательности АС, через которые необходимо пройти, чтобы достичь данную сеть. Эти сообщения посылаются по протоколу ТСР.

Первоначальный обмен данными создает текущую таблицу маршрутизации. О всех изменениях посылаются пакеты с информацией об изменениях. Однако в отличие от других протоколов маршрутизации BGP не требует периодического перепостроения таблицы маршрутизации, а просто хранит последнюю версию таблицы. Хотя BGP создает таблицу маршрутизации со всеми известными путями к данной сети, однако соседним маршрутизаторам он передает информацию только о лучшем пути.

Метрика BGP, называемая весом, указывает на степень предпочтительности данного пути. Как правило, вес присваивается администратором сети в процессе конфигурации. Степень предпочтительности может зависеть также от множества других параметров, таких как количество промежуточных АС, тип соединения (по степени стабильности, скорости, надежности) и т.п.

Несмотря на то, что BGP был разработан для маршрутизации между автономными системами, его версия IBGP может применятся для маршрутизации и в пределах одной автономной системы. Два соседних маршрутизатора, осуществляющие маршрутизацию между автономными системами, должны быть в общем случае подключены к одной физической сети, хотя имеется возможность объявлять соседями и не подсоединенные напрямую друг к другу маршрутизаторы (Next Hop BGP). Маршрутизаторы BGP, находящиеся в пределах одной АС, обмениваются информацией о наличии у них однозначного соответствия в маршрутизации по отношению к внешним АС и о том, какой из них обслуживает маршрутизацию с каждой из АС, известных обоим.

Версия 2 протокола передачи маршрутной информации RIP заменила и усовершенствовала версию 1 этого протокола (RFC 1058/STD 34), переведя ее в категорию «исторических». Версия RIP v2 определена в стадии проектов стандартов, статус «избирательного применения» (RFC 1722, 1723 и 1724). Кроме того, в стадии предложений по стандарту избирательного статуса разрабатывается ряд дополнений к RIP v2 (RFC 2080, 2082 и 2091). Имеется также несколько документов информационной стадии разработки.

RIP относится к протоколам IGP и использует алгоритм «вектора дистанций». Для передачи информации RIP использует транспорт UDP (порт 520).

RIP предназначен для работы с сетями среднего размера, использующими гомогенную технологию. Практически использование RIP ограничено сетями, самый длинный путь которого не превышает 15 стадий.

При запуске маршрутизатор, поддерживающий RIP, узнает из файлов конфигурации, к каким сетям он непосредственно подключен. Он записывает эту информацию в свою таблицу маршрутизации и рассылает ее в виде групповых сообщений всем подключенным сетям. Остальные маршрутизаторы на этих сетях получают и записывают полученную информацию в свои таблицы маршрутизации. При следующем обмене информацией каждый из маршрутизаторов передает свою обновленную таблицу маршрутизации. Информация передается через фиксированные промежутки времени (обычно 30 с), хотя расширение «триггерный RIP» позволяет делать это сразу же после изменения локальной конфигурации.

Версия 2 RIP, поддерживающая маршруты CIDR, не меняет самого протокола, а вводит расширения в формат сообщения, которое позволяет маршрутизаторам коллективно использовать важную дополнительную информацию.

И хотя RIP не предназначен для выполнения роли EGP, он иногда используется для маршрутизации между АС.

Центральные компьютеры (хосты) могут также использовать RIP как протокол распознавания маршрутизаторов. Такие компьютеры просматривают («слушают») проходящий трафик RIP и используют извлекаемую из него информацию распознавания маршрутов для принятия решения о выборе конкретного маршрутизатора для использования в качестве первой стадии.

К недостаткам RIP следует отнести.

1. Таблицы маршрутизации посылаются полностью и по групповому адресу.

2. При отключении сети маршрутизаторы не получают об этом своевременной информации.

3. Для маршрутизации выбирается путь с наименьшим числом промежуточных маршрутизаторов, но не самый быстрый или дешевый.

И хотя новые более совершенные протоколы OSPF и IS-IS в целом превосходят RIP, в небольших сетях он имеет ряд преимуществ, обеспечивая там меньшую перегрузку с точки зрения используемой полосы пропускания и времени административного управления. RIP очень легко реализовать особенно в сравнении с новейшими IGP и затраты на него быстро окупаются.

Сообщение RIP содержит минимум маршрутной информации и большой объем свободного места, принадлежащего отправителю.

Кроме того, реализаций RIP гораздо больше, чем, например, комбинированного использования OSPF и IS-IS OSI. Ожидается, что использование RIP продолжится еще в течение нескольких лет.

К настоящему времени протокол выбора кратчайшего пути OSPF определен стандартом избирательного статуса в RFC 2328/STD 54. Ряд дополнений и расширений протокола определен в проекте стандарта (RFC 1850), в нескольких предложениях по стандарту (RFC 1403, 1584, 1587, 1793) и документах экспериментальной стадии разработки (RFC 1765, 2154). Имеется также ряд информационных документов по OSPF. Положение о применимости OSPF приведено в RFC 1370.

Протокол OSPF относится к классу протоколов IGP (внутрирегиональная маршрутизации) и использует алгоритм «состояние каналов». Он маршрутизирует пакеты IP, основываясь исключительно на IP-адресе получателя в заголовке пакета IP. Пакеты IP маршрутизируются в неизменном виде и при прохождении через АС не подвергаются инкапсуляции в какой либо другой протокольный заголовок.

Протокол OSPF обеспечивает явную поддержку протокола бесклассовой адресации CIDR и тегирование получаемой извне маршрутной информации. OSPF обеспечивает также аутентификацию маршрутных обновлений и использует групповые передачи IP при передаче/приеме обновлений.

Протокол OSPF следует применять для организации маршрутизации в больших сетях, представляющих собой отдельные автономные системы или регионы маршрутизации.

Групповая (multicast) версия OSPF — MOSPF (RFC 1584) позволяет продвигать в пределах региона как групповые, так и индивидуальные пакеты IP. Маршрутизаторы MOSPF могут быть расположены вместе с OSPF в одном регионе маршрутизации и продвигать индивидуально адресуемые пакеты.

В RFC 2676, имеющим экспериментальный статус, предлагается расширение OSPF для передачи параметров QoS в сетях IP. Основное внимание уделется алгоритмам вычисления маршрутов QoS, способам получения необходимой для этого информации и модификации OSPF для выполнения этой функции.

Протокол доступа к маршрутам RAP определен пока в единственном документе RFC 1476 и имеет экспериментальную стадию разработки.

RAP представляет собой общий протокол для распространения маршрутной информации на всех уровнях Internet, начиная с локальных сетей частного пользования и кончая самыми обширными международными сетями. Он не делает различий между внутрирегиональной и межрегиональной маршрутизациями (если только не наложено ограничений специальной стратегией), не столь ограничен и не столь сложен, как протоколы, которые в своих моделях имеют строгое определение уровня и области применения.

Протокол RAP работает по TCP, порт 38, открывая с партнером симметричное соединение TCP между портами RAP каждой системы. Таким образом, между любой парой партнеров существует только одно соединение RAP.

При этом партнеры используют команды RAP для передачи друг другу всех маршрутов. Это осуществляется в виде дуплексного (т. e. одновременного) обмена информацией без подтверждений отдельных команд. При завершении начального обмена партнеры передают только обновления маршрутов, новые маршруты и команды очистки для удаления ранее предложенных маршрутов.

RAP использует также UDP, порт 38, как средство распознавания партнера. Оконечные (т. е. немаршрутизирующие) системы могут прослушивать датаграммы RAP в этом порту для распознавания локальных шлюзов. Тем самым он заменяет или дополняет будущий стандартный протокол распознавания шлюзов Internet, которого пока не существует.

Протокол обеспечивает самое широкое распространение топологической информации, агрегатируя ее только в том случае, если этого требует политика принуждения (thrust), использования полосы пропускания или администрирования. Таким образом, RAP допускает принудительное (aggressive) использование ресурсов для оптимизации маршрутов в необходимых случаях без наложения ограничений, свойственных в упрощениях других моделей.

Если RAP использует IPv7 [RFC 1475], адресуемую внутри АС, он действует по обеим версиям сетей IPv4 и IPv7 и коллективно использует маршрутную информацию между ними. Маршрутизатор IPv4 может только активизировать и распространять маршруты, которые определены в пределах локального административного региона, загружая подмножество адресов IP v4 в локальную базу данных продвижения IP.

Протокол групповой маршрутизации, работающий по алгоритму «вектор дистанций», DVMPR, определен в единственном документе RFC 1075 (1988 г.), который до настоящего времени сохраняет экспериментальную стадию разработки.

DVMRP относится к протоколам внутрирегиональной маршрутизации (IGP) и в исходной версии предусматривает только групповую маршрутизацию, хотя не исключается его дальнейшее расширение и на обеспечение также индивидуальных передач.

Для обмена датаграммами DVMRP использует протокол IGMP.

Датаграммы DVMRP состоят из двух частей: небольшого заголовка фиксированной длины и потока тегированных данных, который обеспечивает легкую расширяемость (новые команды могут создаваться добавлением новых тегов) и снижения объема избыточных данных. Длина сообщения DVMRP ограничена 512 байтами, исключая заголовок IP.

Сообщение с ошибкой может быть аннулировано в той точке обработки, где появилась ошибка.

Туннельное прохождение выполняется со слабо инкапсулированной обычной групповой датаграммой. «Слабая (weakly) инкапсуляция» использует два специальных элемента IP, называемые «свободный маршрут отправителя» (loose source route). (Эта форма инкапсуляции предпочтительнее «строгой» инкапсуляции, т. е. предпочитающей инкапсуляцию всего нового заголовка IP, поскольку здесь оконечным пунктам «туннели» не требуется знать емкость буферов сборки друг друга.) «Туннель» имеет локальный оконечный пункт, удаленный оконечный пункт, метрику и связанное с ней пороговое значение. Маршрутизаторы на каждом конце туннели должны лишь согласовывать локальные и удаленные оконечные пункты. Поскольку многие промежуточные шлюзы между оконечными пунктами туннели неизвестны, то необходимы дополнительные исследования для определения подходящих метрик и пороговых значений.

Этот метод построения дерева групповой маршрутизации получил название «распространение и усечение» (broadcast & prune); если пакет данных поступает в лиственный маршрутизатор, который не имеет зарегистрированного членства в любой из непосредственно подключенных подсетей, этот маршрутизатор передает сообщение усечения на одну стадию обратно к отправителю. После этого принимающий маршрутизатор проверяет свои лиственные подсети на членство в группе и смотрит, получил ли он сообщение усечения от всех нижерасположенных (относительно отправителя) маршрутизаторов. Если да, маршрутизатор сам может передать усечение наверх через интерфейс, ведущий к отправителю.

Отправитель и получатель сообщения усечения должны поместить в кэш-память пару на время существования информации усечения, кратное минутам. Если только информация усечения маршрутизатора не обновлена получением нового сообщения усечения для до истечения «времени существования», эта информация удаляется, позволяя данным снова протекать по ветви. Состояние, которое истекает таким образом, называется «мягким состоянием» (soft state). Маршрутизаторы, которые не ведут к членам группы, могут подвергнуться перегрузкам состояния, обусловленных сообщениями усечения. При групповом распространении, которое потенциально должно обеспечивать многие тысячи активных групп, каждая из которых может быть рассредоточенно распределена, этот метод явно не в масштабе.

Протокол избыточных виртуальных маршрутов VRRP определен в RFC 2338, представляющем собой предложение по стандарту избирательного статуса.

Создание нового протокола VRRP обусловлено недостатками существующих протоколов динамической маршрутизации (типа RIP) или протоколов статически устанавливаемых маршрутов по умолчанию (типа OSPF), выявленными в процессе эксплуатации этих протоколов в сложных сетях.

Выполнение в каждом оконечном хосте протокола динамической маршрутизации типа RIP в крупных сетях может оказаться неосуществимым по многим причинам, включая административную перегрузку, проблемы защиты информации или отсутствие протокольной реализации на многих платформах. Протоколы распознавания соседнего маршрутизатора могут потребовать активного участия всех хостов в сети. При большом количестве хостов необходимы длительные тайм-ауты для снижения протокольной перегрузки. Это, в свою очередь, приводит к значительным задержкам при обнаружении потерянного (т. е. вышедшего из строя) соседнего маршрутизатора, что может внести неприемлемо длительные периоды ожидания, так называемые «черные дыры».

Использование статически конфигурируемого маршрута по умолчанию минимизирует нагрузку оконечного хоста на создание конфигурации и обеспечивается, пожалуй, каждой реализацией IP. Предполагается, что этот режим работы найдет широкое применение с развитием протоколов динамической конфигурации со стороны хост [DHCP], которые обычно обеспечивают конфигурацию для IP адресов оконечных хостов и маршрутизаторов по умолчанию. Но использование этого метода создает проблему, называемую «единственный пункт неисправностей» (single point of failure). Потеря маршрутизатора по умолчанию может привести к катастрофическим результатам, изолировав все те оконечные хосты, которые неспособны обнаружить любой доступный альтернативный путь.

VRRP призван устранить эту проблему, свойственную среде со статической маршрутизацией по умолчанию. Прежде чем рассмотреть сам протокол, определим основные понятия.

Простой способ выбора главного виртуального маршрутизатора по избыточным маршрутам состоит в том, чтобы рассматривать каждый маршрут равной предпочтительности и объявлять победителя после сходимости к любому маршрутизатору как к главному. Однако возможны многие ситуации, где существует различная предпочтительность (или диапазон предпочтительностей) среди набора избыточных маршрутов (стоимость доступа к каналу или скорость передачи, производительность и надежность маршрутизатора и др.). Протокол должен допускать выражение этой относительной предпочтительности пути интуитивно и гарантировать сходимость к главному для большинства доступных в данный момент предпочтительных маршрутизаторов.

VRRP выполняет функцию, аналогичную протоколу Hot Standby Router Protocol (HSRP) фирмы Cisco Systems и протоколу IP Standby Protocol фирмы Digital Equipment Inc.

Разработанная версия VRRP предназначена для работы только с маршрутизаторами IPv4. При появлении необходимости в аналогичных функциях в среде IPv6 должна быть разработана отдельная спецификация.

Протоколы маршрутизации представляют собой, пожалуй, наиболее сложную и наиболее динамично развивающуюся группу протоколов Internet. Косвенным подтверждением тому может служить следующая сравнительная оценка числа документов RFC, посвященных различным классам протоколов Internet (подробный анализ всех RFC, изданных к 1999г., приведен в [1]).

Таблица демонстрирует о степень важности, которую придает Управляющий совет по архитектуре Internet (IAB) тому или иному классу протоколов. Следует, однако, заметить, что если большая часть протоколов передачи файлов, протоколов и опций Telnet была разработана в 70-е, 80-е годы, то по трем другим видам протоколов основная масса документов была издана в 90-е годы.

Об основных проблемах маршрутизации в Internet, которые тесно связаны с проблемами адресации, предложенных и реализуемых способах их решения подробно изложено в [2].

Литература

Источник