Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Пример предоставления транзитных услуг приведен на рис. 5.57. Перед нами четыре автономные системы, соединенные между собой. Соединение часто осуществляется через точку обмена интернет-трафиком( IXP, Internet eXchange Point),

инфраструктуру, с которой соединяются многие интернет-провайдеры, чтобы получить доступ к другим интернет-провайдерам. AS2, AS3 и AS4 — клиенты AS1. Они покупают у AS1 транзитные услуги. Таким образом, пакет, отправленный источником A на C, передается из AS2 в AS1. а затем в AS4. Объявления о маршрутах перемещаются в противоположном направлении. Чтобы источник мог передать пакет C через AS1,

AS4 объявляет C в качестве адреса назначения своему провайдеру (AS1). После этого AS1 объявляет маршрут до C другим своим клиентам, включая AS2, чтобы они могли отправлять трафик на C через AS1.

Рис. 5.57. Политика маршрутизации между четырьмя автономными системами

На рис. 5.57 все остальные АС покупают транзитные услуги у AS1. Благодаря этому они могут связаться с любым хостом в сети Интернет. Но за эту возможность им приходится платить. Пусть AS2 и AS3 обмениваются большим количеством трафика. Если эти сети соединены, то они могут выбрать другую политику — передавать трафик напрямую и бесплатно. Это уменьшит количество трафика, передаваемого AS1 от их имени, и сократит их расходы. Такая политика называется пирингом( peering).

Для реализации пиринга две АС должны передавать друг другу объявления о маршрутах для своих адресов. Это позволяет AS2 отправлять пакеты AS3 из A в B, и наоборот. Однако следует обратить внимание на то, что пиринг не транзитивен. На рис. 5.57 сети AS3 и AS4 тоже используют политику пиринга, и поэтому пакеты из C в B моут передаваться напрямую в AS4. Но что если пакет нужно отправить из C в A? AS3 объявляет AS4 маршрут до B, но не объявляет маршрута до A. Поэтому трафик не сможет пройти из AS4 в AS3, а затем в AS2, хотя физический путь существует. Но именно это и выгодно AS3. Она хочет обмениваться трафиком с AS4, но не хочет, чтобы AS4 передавала через нее трафик для остального Интернета. Вместо этого AS4 придется пользоваться транзитными услугами AS1, которая, кстати, и передаст пакет из C в A.

Теперь, когда мы знаем о транзитных услугах и пиринге, посмотрим на транзитные соглашения A, B и C. К примеру, A покупает доступ к Интернету у AS2. Сеть A может состоять из одного компьютера, а может быть сетью компании с множеством ЛВС. Но в любом случае A не нужно использовать BGP, так как она является тупиковой сетью ( stub network), соединенной с остальным Интернетом только одной линией. Отправлять пакеты за пределы сети можно только через эту единственную линию. Такой путь можно задать в качестве пути по умолчанию. Именно поэтому A, B и C на рисунке не представлены в виде автономных систем с внутридоменной маршрутизацией.

С другой стороны, некоторые сети компаний подключены к нескольким интернет-провайдерам. Это делается с целью повышения надежности, так как при отказе одного из провайдеров трафик может быть передан через другого провайдера. Этот метод называется многолинейным подключением( multihoming). В таком случае компания, скорее всего, будет использовать протокол междоменной маршрутизации (например, BGP), чтобы АС знали, через какого провайдера следует передавать трафик.

Существует множество вариантов политик маршрутизации, и это хорошая иллюстрация того, как деловые отношения и контроль над объявлениями о маршрутизации приводят к созданию новых политик. Теперь мы перейдем к обсуждению того, как BGP-маршрутизаторы передают друг другу объявления о маршрутах и выбирают пути для передачи пакетов.

BGP по сути является вариантом протокола маршрутизации по вектору расстояний, однако он значительно отличается от других подобных протоколов, например протокола RIP( Routing Information Protocol — протокол маршрутной информации).

Как мы уже видели, вместо минимального расстояния при выборе маршрута учитывается политика. Еще одно отличие состоит в том, что вместо того чтобы периодически сообщать всем своим соседям свои расчеты цены передачи до каждого возможного адресата, каждый BGP-маршрутизатор передает соседям точную информацию об используемых им маршрутах. Этот подход называется протоколом векторов маршрутов( Path Vector Protocol). Путь состоит из следующего маршрутизатора (совсем не обязательно смежного: он может находиться в другой части сети провайдера) и последовательности АС, или пути АС( AS path), через которые проходит маршрут (в обратном порядке). Пары BGP-маршрутизаторов общаются друг с другом, устанавливая TCP-соединения. Таким образом обеспечивается надежная связь и скрываются детали устройства сети, по которой проходит трафик.

На рис. 5.58 показан пример того, как маршрутизаторы обмениваются объявлениями о маршрутах. Здесь мы видим три автономных сети, причем средняя предоставляет транзитные услуги правому и левому интернет-провайдеру. Объявление о маршруте к префиксу C начинается на AS3. Когда оно доходит до R2c (вверху), оно состоит из AS3 и следующего маршрутизатора R3a. Внизу этот маршрут имеет тот же путь АС, но другой следующий маршрутизатор, так как он пришел по другому каналу. Это объявление распространяется дальше и пересекает границу AS1. На маршрутизаторе R1a (вверху) путь АС состоит из AS2 и AS3, а следующий маршрутизатор — R2a.

Рис. 5.58.Распространение объявлений о BGP-маршруте

Хранение полного пути для маршрута упрощает обнаружение и устранение циклов. Правило выглядит так: каждый маршрутизатор, отправляющий маршрут за пределы своей АС, добавляет в начало маршрута номер своей АС. (Именно поэтому список имеет обратный порядок.) Когда маршрутизатор получает маршрут, он проверяет, есть ли в пути АС номер его собственной АС. Положительный ответ означает, что в маршруте есть цикл; в таком случае объявление отвергается. Но несмотря на такие меры предосторожности, в конце 1990-х было обнаружено, что BGP все же сталкивается с одним из вариантов проблемы счета до бесконечности (Labovitz и др., 2001). Хотя от долговременных циклов удается избавиться, из-за медленной конвергенции маршрутизаторов могут возникать временные циклы.

Задавать путь списком АС — довольно-таки грубый вариант. АС может быть как небольшой компанией, так и международной магистральной сетью. По маршруту этого узнать невозможно. А BGP даже не пытается этого сделать, так как в разных АС могут использоваться разные внутридоменые протоколы, вследствие чего стоимость передачи трафика невозможно сравнить. Но если бы их можно было сравнить, с большой вероятностью возникла бы другая проблема: часто АС скрывают данные о своих внутренних параметрах. Это одно из основных отличий междоменной маршрутизации от внутридоменной.