Показной вариант

сегмент в пакет IP. IP-адрес узла назначения из локальной таблицы

соответствия символьных имен IP- адресам, или из запроса к DNS-серверу.

ftp s1.msk.su

2. Модуль IP cit.dol.ru проверяет, нужно ли маршрутизировать пакеты с адресом 142.06.13.14. Так как адрес сети назначения отличен от адреса сети отправления, маршрутизировать надо.

3. cit.dol.ru формирует кадр Ethernet, МАС - адрес определяется с помощью протокола ARP

4. Порт1 маршрутизатора 1 получает кадр, протокол Ethernet извлекает из кадра IP-пакет, маршрутизатор определяет, что пакет должен быть передан на порт 2.

к сети FDDI и формирует кадр формата FDDI. Для определения

MAC-адреса следующего маршрутизатора отправляется широковещательный ARP запрос.

6. Порт 1 маршрутизатора 2 отправляет ответ.

7. Отправляется кадр FDDI от маршрутизатора 1 к маршрутизатору 2.

следующему маршрутизатору (маршрутизатору 3) по сети Ethernet формируется кадр Ethernet.
9.

Маршрутизатор 3 отправляет в сеть 142.06.0.0 кадр Ethernet

10. Сетевой адаптер s1.msk.su захватывает кадр, обнаруживает совпадение со своим MAC адресом, и отправляет его модулю IP. В поле данных IP-пакета находится TCP-сегмент, который отправляется в очередь и попадает программному модулю FTP-сервера.

255.255.192.0 => 129.44.64.0

маршрутизации маршрутизатора М1
129.44.192.5 + 255.255.0.0 =>

129.44.0.0

+ 255.255.255.248 => 129.44.192.0

услуг имеют общую старшую часть – префикс.
Деление на адрес сети

и адрес узла происходит на основе маски переменной длины, назначаемой поставщиком услуг.

Пример:
Пул адресов 193.20.0.0 – 193.23.255.255
Маска 255.255.0.0
Если надо 13 адресов: берем, например, сеть 193.20.30.0 (или 193.20.30.16 или 193.21.204.48), маска – 255.255.255.240. На узлы остаются 4 бита.
Теперь надо 4000 адресов: номер сети (префикс) 193.22.160.0, маска 255.255.240.0. Тогда диапазон адресов будет 193.22.160.0 – 193.22.175.255

RFC 1517-1520

записи на каждого клиента, которому был выделен пул адресов, независимо

от количества подсетей, организованных клиентом. Если клиент, получивший сеть 193.22.160.0, через некоторое время разделит ее адресное пространство в 4096 адресов на 8 подсетей, то в М2 информация о выделенной ему сети не изменится.

Для поставщика услуг верхнего уровня усилия поставщика услуг нижнего уровня по разделению адресного пространства не заметны: запись 193.20.0.0 с маской 255.252.0,0 полностью описывает сети поставщика услуг нижнего уровня в Ml.

отказываясь от традиционной концепции разделения адресов протокола IP на классы,

технология CIDR позволяет получать в пользование столько адресов, сколько реально необходимо.

Уменьшение числа записей в таблицах маршрутизаторов за счет объединения маршрутов - одна запись в таблице маршрутизации может представлять большое количество сетей.

типам. Например, алгоритмы могут быть:
Статическими или динамическими
Внутридоменными или междоменными
Одномаршрутными

или многомаршрутными
Одноуровневыми или иерархическими
С интеллектом в главной ВМ или в роутере
Алгоритмами состояния канала или вектора расстояний

Поскольку статическая маршрутизация становиться трудноуправляемой в очень больших сетях, используют динамическую, т.е. с помощью протоколов маршрутизации.

изначально выделяют магистральную сеть (core backbone network) и автономные системы

(AS – autonomous systems).

Шлюзы (маршрутизаторы), используемые для образования сетей и подсетей внутри автономной системы, называют внутренними (interior gateways), а шлюзы, с помощью которых автономные системы подсоединяются к магистрали сети – внешними (exterior gateways).

Протоколы маршрутизации внутри автономных систем называются протоколами внутренних шлюзов (interior gateway protocol, IGP), а протоколы, определяющие обмен маршрутной информацией между внешними шлюзами и шлюзами магистральной сети – протоколами внешних шлюзов (exterior gateway protocol, EGP и border gateway protocol, BGP)

внешних маршрутизаторов EGP (Exterior Gateway Protocol)
3 основные функции, определенные в

протоколе:
Установление соседских отношений
Подтверждение достижимости соседа
Обновление маршрутной информации

(acquisition request) другому шлюзу. Если тот согласен, он отвечает сообщением

подтверждение установления соседских отношений (acquisition confirm), а если нет - то сообщением отказа от установления соседских отношений (acquisition refuse), которое содержит также причину отказа

После установления соседских отношений шлюзы начинают периодически проверять состояние достижимости друг друга.

Обмен маршрутной информацией начинается с посылки одним из шлюзов другому сообщения запрос данных (poll request). Ответом на это сообщение служит обновленная маршрутная информация (routing update).

приветствия (hello interval) и интервал опроса (poll interval)).
Досягаемость соседа

(любой узел EGP заявляет об отказе одного из своих соседей только после того, как от него не был получен определенный процент сообщений о досягаемости).
Опрос (позволяет маршрутизаторам EGP получать информацию о досягаемости сетей, в которых находятся эти машины).
Корректиравка маршрутизации (дают маршрутизаторам EGP возможность указывать местоположение различных сетей в пределах своих AS).
Сообщения о неисправностях (указывают на различные сбойные ситуации. В дополнение к общему заголовку EGP сообщения о неисправностях обеспечивают поле причины (reason), за которым следует заголовок сообщения о неисправности (message header)).

в данной автономной системе. Этот список упорядочен по внутренним шлюзам,

которые подключены к исходной сети и через которые достижимы данные сети, а для каждого шлюза он упорядочен по расстоянию до каждой достижимой сети от исходной сети.

Для примера: внешний шлюз R2 в своем сообщении указывает, что сеть 4 достижима с помощью шлюза R3 и расстояние ее равно 2, а сеть 2 достижима через шлюз R2 и ее расстояние равно 1.

о расстоянии до соседних AS при выборе оптимального маршрута.
Если число

возможных маршрутов между различными AS больше единицы, пакеты могут "зацикливаться".

Наличие надежного транспортного протокола, гарантирующего получение обновленной маршрутной информации.
Механизм отслеживания состояния соседних маршрутизаторов для "уведомления" BGP-маршрутизаторов об их отключении.
В обновленной маршрутной информации BGP не содержится метрик, зато для каждой AS имеется список с перечислением всех автономных систем, через которые лежат маршруты в другие AS.
Отсутствует проблема "зацикливания" пакетов.

Протокол граничных маршрутизаторов BGP (Border Gateway Protocol)

Отличие от EGP:

интеллектом в роутере
Внутридоменный
Алгоритм вектора расстояний
Протокол RIP начал использоваться с TCP/IP

в 1982 г., был описан в RFC 1058 в 1988 г.
Использует транспортный протокол UDP.

Протокол RIPvl не поддерживает масок. Протокол RIPv2 передает информацию о

масках сетей, поэтому он в большей степени соответствует требованиям сегодняшнего дня.

В протоколе RIP все сети имеют номера, а все маршрутизаторы - идентификаторы. Протокол RIP широко использует понятие “вектор расстояний”, представляющий собой набор пар чисел, являющихся номерами сетей и расстояниями до них в хопах.

Вектора расстояний итерационно распространяются маршрутизаторами по сети, и через несколько шагов каждый маршрутизатор имеет данные о достижимых для него сетях и о расстояниях до них (если связь с какой-либо сетью обрывается, то маршрутизатор отмечает этот факт тем, что присваивает элементу вектора, соответствующему расстоянию до этой сети, максимально возможное значение, которое имеет специальный смысл – “связи нет”: в RIP это число 16).

сеть, состоящую из шести маршрутизаторов, имеющих идентификаторы от 1 до

6, и из шести сетей от A до F, образованных прямыми связями типа "точка-точка".

При необходимости отправить пакет в сеть D маршрутизатор просматривает свою базу данных маршрутов и выбирает порт, имеющий наименьшее расстояния до сети назначения (в данном случае порт, связывающий его с М3).

конфигурации - отказе линии связи M1 с сетью 1.
При

обрыве связи с сетью 1 М1 отмечает, что расстояние до этой сети приняло значение 16. Однако получив от М2 сообщение о том, что от него до сети 1 расстояние 2 хопа, М1 увеличивает это расстояние на 1 и отмечает, что сеть 1 достижима через М2. В результате пакет для сети 1, будет циркулировать между М1 и М2, пока не истечет время хранения записи о сети 1 в М2, и он не передаст эту информацию М1.

Для исключения подобных ситуаций маршрутная информация об известной маршрутизатору сети не передается тому маршрутизатору, от которого она пришла.

обеспечивает разнообразную информацию, включая конечный пункт назначения, следующую пересылку на

пути к этому пункту назначения и показатель (metric) – число хопов. В таблице маршрутизации может находиться также и другая информация, в том числе различные таймеры, связанные с данным маршрутом.

либо запрос, либо ответ
В – поле версии – определяет реализуемую

версию RIP
С – нули
D – поле идентификатора семейства адресов – обычно IP (значение 2)
E – адрес – содержит IP адрес
F – метрика – обычно в хопах

факте. Такое уведомление должно иметь место до истечения времени таймера

отключения маршрута (route flush timer) (270 сек.) Когда заданное время таймера отключения маршрута истекает, этот маршрут удаляется из таблицы маршрутизации.

RIP использует определенные таймеры для регулирования своей работы. Таймер корректировки маршрутизации RIP (routing update timer) обычно устанавливается на 30 сек., что гарантирует отправку каждым маршрутизатором полной копии своей маршрутной таблицы всем своим соседям каждые 30 секунд.

Таймер недействующих маршрутов (route invalid timer) (90 сек.) определяет, сколько должно пройти времени без получения сообщений о каком-нибудь конкретном маршруте, прежде чем он будет признан недействительным.

функционировать в большой межсетевой среде: Максимальное число пересылок, используемых маршрутизатором

— 16.
Очень большое время сходимости(т.е. время на соглашения между маршрутизаторами по оптимальным маршрутам) по сравнению с протоколами маршрутизации состояния канала: по умолчанию протокол rip рассылает обновления раз в 30 секунд. Возможность образования "петель" маршрутизации (с участием трех и более устройств)
Версия RIPv1 не распространяет маски подсетей, администраторы должны использовать маски фиксированной длины во всей составной сети. В версии RIPv2 это ограничение снято.
Поскольку глобальные IP-сети становятся все больше и больше, периодические RIP- объявления каждого маршрутизатора могут вызывать чрезмерный трафик.
Невозможен динамический выбор маршрутов на основании таких факторов, как задержка при передаче, полоса пропускания, стоимость услуг каналов или загрузка сети.

эффективным в больших распределенных сетях.
Протокол состояния связей OSPF (Open

Shortest Path First)

Динамический
Многомаршрутный
Иерархический
С интеллектом в роутере
Внутридоменный
Алгоритм состояния канала

Поддерживает принятый в Internet протокол CIDR

В OSPF поддерживаются также маски подсетей переменной длины

Иерархический протокол маршрутизации, при котором маршрут выбирается на основании информации о состоянии канала (link state).

Протокол описан в документе RFC 1247 и является достаточно современной реализацией алгоритма состояния канала.

том, в каком состоянии по его мнению находится сосед.
Маршрутизатор

полагается на соседние маршрутизаторы и передает им пакеты данных только в том случае, если он уверен, что они полностью работоспособны.

Для распространения по сети данных о состоянии связей маршрутизаторы обмениваются сообщениями типа «объявление о связях маршрутизатора» (router links advertisement). OSPF-маршрутизаторы обмениваются не только своими, но и чужими объявлениями о связях, получая в конце-концов информацию о состоянии всех связей сети, образующий граф связей сети, одинаковый для всех маршрутизаторов сети.

В протоколе OSPF подсети делятся на три категории:
"хост-сеть", представляющая собой подсеть из одного адреса,
"тупиковая сеть", - подсеть, подключенную только к одному маршрутизатору,
"транзитная сеть", - подсеть, подключенную к более чем одному маршрутизатору.

маршрутизаторы обнаруживают, что порты Ethernet работают нормально, начинают генерировать сообщения

HELLO, говорящие о их присутствии в сети и их конфигурации.

На протяжении интервала отказа маршрутизаторы продолжают посылать HELLO. Когда период отказа истекает, маршрутизатор с наивысшим приоритетом и наибольшим идентификатором объявляет себя выделенным, начинает синхронизировать свою базу данных с другими маршрутизаторами.

С этого момента времени база данных маршрутных объявлений каждого маршрутизатора может содержать информацию, полученную от маршрутизаторов других локальных сетей или из выделенных линий.

Роб, вероятно получил информацию о сетях Мило и Робина, и может передавать туда пакеты данных.

Из объявлений о связях Джона Робин узнает о пути к

Фреду и, о пути к Келли и Джеффу и к их тупиковым сетям.

Базы данных теперь синхронизированы с выделенным маршрутизатором. Джон суммирует свою базу данных с каждой базой данных своих соседей индивидуально.

Например, объявления Мило и Робина передаются Джону Робом, а Джон в свою очередь передает их Фреду и Джеффри. После обмена информацией маршрутизаторы будут считать себя работоспособными, т.к. имеют всю доступную информацию о сети.

После того, как маршрутизаторы полностью входят в рабочий режим, интенсивность обмена сообщениями резко падает.

Робин сначала обнаруживает двух соседей - Роба с метрикой 65 и Мило с метрикой 1785. Из объявления о связях Роба обнаружен наилучший путь к Мило (130).

содержимое базы данных)
Link-State Request (Запрос о состоянии канала - запрашивает

части топологической базы данных соседа после того, как маршрутизатор обнаруживает, что часть его топологической базы данных устарела.
Link-State Update (Корректировка состояния канала – отвечает на пакеты запроса о состоянии канала)
Link-State Acknowledgement (Подтверждение состояния канала – подтверждает пакеты корректировки состояния канала).

Посылка сообщений HELLO - каждые 10 секунд, объявления о состоянии

связей - каждые полчаса. В сети frame relay с 10 соседними маршрутизаторами и 100 маршрутами в сети трафик маршрутной информации:

RIP: [(100 маршрутов / 25 маршрутов в объявлении) x 528 x (10 копий / 30 сек)] x 8 = 5 632 б/с

OSPF: {[20 + 24 + 20 + (4 x 10) x (10 копий / 10 сек)] + [100 маршрутов x (32 + 24 + 20) х 10 копий / (30 x 60 сек)]} x 8 = 1 170 б/с

Таким образом, трафик, создаваемый протоколом RIP, почти в пять раз интенсивней трафика, создаваемого протоколом OSPF.

F = (число объявляемых маршрутов/25) x 528 (байтов в сообщении) x(число копий в единицу времени) x 8 (битов в байте)

В сети с протоколом RIP:

В сети с протоколом OSPF:

F = { [ 20 + 24 + 20 + (4 x число соседей)]x(число копий HELLO в единицу времени)} x 8 +[(число объявлений x средний размер объявления)x(число копий объявлений в единицу времени)] x 8,

(где 20 - размер заголовка IP-пакета, 24 - заголовок пакета OSPF, 20 - размер заголовка сообщения HELLO, 4 - данные на каждого соседа)

со сложной топологией, включающей петли. Основан на алгоритме состояния связей,

обладающем высокой устойчивостью к изменению топологии сети.

Протокол ОSPF обладает высокой вычислительной сложностью, поэтому чаще всего работает на мощных аппаратных маршрутизаторах.

При выборе маршрута OSPF-маршрутизаторы используют метрику, учитывающую пропускную способность составных сетей.

Выводы по протоколу OSPF

OSPF использует групповую адресацию вместо широковещательной, что уменьшает загруженность систем, которые не распознают OSPF.

комбинацию (вектор) показателей:
задержка объединенной сети (internetwork delay),
ширина полосы (bandwidth),

надежность (reliability),
нагрузка (load)

Для обеспечения дополнительной гибкости IGRP разрешает многотрактовую маршрутизацию: дублированные линии с одинаковой шириной полосы пропускают отдельный поток трафика циклическим способом с автоматическим переключением на вторую линию, если первая линия выходит из строя (тракты могут также использоваться даже в том случае, если показатели этих трактов различны).

Разработан в середине 1980 гг.
В отличие от протокола RIP, не ограничивает число пересылок.

Все показатели учитываются в виде коэффициентов при принятии маршрутного решения. IGRP предусматривает широкий диапазон значений: надежность и нагрузка могут быть в интервале от 1 до 255, ширина полосы может принимать значения от 1200 до 10 гигабит в секунду, в то время как задержка может принимать любое значение от 1-2 до 24-го порядка. Компоненты показателей объединяются по алгоритму, который определяет пользователь.

указывает на используемую версию IGRP
Поле 2 – поле операционного кода

(opcode) – обозначает тип пакета (1 – пакет корректировки, 2 – пакет запроса)
Поле 3 – поле выпуска (edition) – содержит последовательный номер, который инкрементируется, когда маршрутная таблица каким-либо образом изменяется.
Поле 4 – номер AS (AS number)
Следующие три поля обозначают номер подсетей, номер главных сетей и номер внешних сетей в пакете корректировки.
Последним полем в заголовке IGRP является поле контрольной суммы (checksum).

(intermediate system).
ES-IS (End system to Intermediate system protocol)
IS-IS: Intermediate

System to Intermediate System protocol

Протокол OSI, с помощью которого промежуточные системы (intermediate systems) обмениваются информацией о маршрутизации.

DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol) Групповой протокол маршрутизации, базирующийся на RIP IP (RFC 1075). В настоящее время наибольший объем группового трафика передается с помощью данного протокола. Однако, в силу заложенных в него ограничений он не применим как базовый протокол в больших распределенных сетях.

применения одного из протоколов маршрутизации, относящегося или к классу IGP

(RIP, OSPF и т.д.), или к EGP. Протокол поддерживает два режима для различных сред: PIM DM и PIM SM. Является конкурентом протоколу MOSPF в больших распределенных сетях. Однако, он довольно сложен в применении и, кроме того, находится пока на стадии доработки.

MOSPF (Multicast Open Shortest Path First) Групповой протокол маршрутизации, базирующийся на OSPF (RFC 1584). Позволяет использовать маршрутизатору свою базу данных сотояния канала для построения деревьев доставки и последующей маршрутизации группового трафика. В настоящее время является наиболее оптимальным протоколом передачи группового трафика в больших распределенных сети.

маршрутизации IP-пакетов. Если сеть подключена к Internet, идентификатор автономной системы

назначается в InterNIC.

Протоколы маршрутизации делятся на внешние (EGP, BGP), переносящие информацию между автономными системами, и внутренние (RIP, OSPF) применяющиеся только в пределах определенной автономной системы.