Сидни Фейт - TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security)

■ Маршрутизатор объявляет о своем присутствии всем подключенным к локальной сети хостам посредством трансляции сообщения Router Advertisement на адрес объявления такой локальной сети. В объявлении о присутствии перечисляются все IP-адреса маршрутизатора для данного интерфейса.

■ Маршрутизатор напоминает о себе различными периодическими сообщениями Router Advertisement (рекомендуемый период 7–10 мин.).

■ Маршрутизатор посылает объявление о присутствии при запросе об этом от хоста.

Для хоста сценарий выглядит так:

■ Каждый интерфейс хоста конфигурируется с Solicitation Address — 224.0.0.2 или 255.255.255.255.

■ При инициализации хоста начинается прослушивание Router Advertisement .

■ При запуске хост может послать необязательное сообщение Router Solicitation по адресу настоятельных просьб (solicitation address). Маршрутизаторы ответят как по IP-адресу хоста, так и по адресу объявления.

■ Когда хост услышит о новом маршрутизаторе, он добавит маршрут по умолчанию в свою таблицу маршрутизации. Этому элементу таблицы присваивается значение тайм-аута на время жизни (обычно 30 мин), которое указано в Router Advertisement .

■ Тайм-аут на время жизни сбрасывается при получении нового объявления от маршрутизатора. Если время жизни завершается по тайм-ауту, элемент для маршрутизатора удаляется из таблицы маршрутизации хоста.

■ Для объявления всем о корректном отключении от сети маршрутизатор может послать объявления с нулевым значением для времени жизни.

Если имеется более одного маршрутизатора, то как хост определяет тот, которому следует направить данную датаграмму? Каждое объявление маршрутизатора содержит номер предпочтительного уровня (preference level). Если таблица маршрутизации не содержит специальных указаний, выбирается маршрутизатор с наибольшим предпочтительным уровнем. Если он не сможет обеспечить наилучший маршрут, то ответит хосту ICMP-сообщением о перенаправлении.

В ICMP-сообщении Router Advertisement имеет значение типа 9, a Router Solicitation — 10.

Исследование маршрутов (маршрутизаторов) помогает хостам определить крах локального маршрутизатора, однако после достаточно длительного периода времени — возможно, через 30 мин. Реализация TCP/IP для хостов предполагает использование встроенного алгоритма для определения неисправности маршрутизатора. Его достоинства очевидны, например:

■ Существование активного сеанса TCP/IP через маршрутизатор

■ Фиксирование получения от маршрутизатора ICMP-сообщений о перенаправлении.

К числу недостатков можно отнести:

■ Невозможность ответа на запросы ARP

■ Множество последовательных тайм-аутов при повторной пересылке в TCP

Если есть причины считать маршрутизатор неисправным, окончательная проверка выполняется по запросу ping .

IP версии 6 обеспечивает наилучший способ исследования причин приостановки работы локальных хостов или маршрутизаторов.

ICMP определен в RFC 792. RFC 1122 (требования к хостам) и RFC 1812 (требования к маршрутизаторам) содержат несколько очень полезных разъяснений. Исследованию маршрутов посвящен RFC 1256.

Исследование MTU по пути рассмотрено в RFC 1191, а дополнительные рекомендации представлены в RFC 1435.

Маршрутизация — наиболее важная функция протокола IP. В больших сетях маршрутизаторы IP обмениваются информацией для сохранения корректного состояния своих таблиц маршрутизации. Каким образом это выполняется?

Единого протокола для изменения информации в таблицах маршрутизации IP не существует.

Поэтому сетевой администратор может выбрать любой протокол для маршрутизации информации, наиболее соответствующий требованиям конкретной сети. За прошедшие годы было разработано и улучшено несколько протоколов, ставших стандартами для групп производителей оборудования. По давней традиции они называются протоколами внутреннего шлюза (Interior Gateway Protocol — IGP). Иногда эту аббревиатуру расшифровывают как Internal Gateway Protocol, что по-русски означает то же самое.

Отделение способа изменения таблиц маршрутизации от оставшейся части IP — это очень удачная идея. Маршрутизация становится все более совершенной и эффективной, в то время как базовые основы IP остаются неизменными.

На сегодняшний день широко используется несколько протоколов IGP. Остается очень популярным протокол информации о маршрутизации (Routing Information Protocol — RIP), выбирающий маршрут на основе оценки простого счетчика попаданий.

Сайты с маршрутизаторами компании Cisco часто выбирают лицензированные протоколы этой компании — протокол маршрутизации шлюзов Интернета (Internet Gateway Routing Protocol — IGRP) или улучшенный протокол IGRP (Enhanced IGRP — EIGRP), в которых применяется весьма сложный способ измерения стоимости, учитывающий множество факторов, включая нагрузку и надежность.

Более сложный протокол, предлагающий первым открывать кратчайший путь (Open Shortest Path First — OSPF), применяется в больших сетях. Некоторые организации используют протокол от одной промежуточной системы к другой (Intermediate System to Intermediate System — IS-IS), который может маршрутизировать как трафик IP, так и OSI. Протоколы OSPF и IS-IS формируют подробные карты для сетей и генерируют пути перед выбором маршрута.

Предоставление свободы выбора протокола для организации конечного пользователя реализуется прекрасно. Однако необходим стандарт для маршрутизации в сети провайдера при соединении между собой сетей конечных пользователей. Хотя еще применяют устаревший протокол внешнего шлюза (Exterior Gateway Protocol — EGP), большинство провайдеров перешло на протокол граничного шлюза (Border Gateway Protocol — BGP).

В этой главе мы познакомимся с каждым из упомянутых выше протоколов и рассмотрим различия в предоставляемых ими возможностях.

Как можно предоставить столько различных возможностей при выборе протокола маршрутизации? Модель Интернета разделяет весь мир (как всегда, имеется в виду сетевой мир. — Прим. пер .) на элементы, именуемые автономными системами (Autonomous System — AS). Грубо говоря, автономной системой является чья-то сеть. Более формальное определение:

Подключенный сегмент сетевой топологии, состоящий из набора подсетей (с подключенными к ним хостами) и взаимодействующий через набор маршрутизаторов

Более важно то, что создающая автономную систему подсеть находится под единым управлением.

Типичной автономной системой является сеть компании или провайдера. Реально никому нет дела до автономной системы, пока не возникает потребность во взаимодействии с ней. В этом случае нужно зарегистрироваться в InterNIC и получить собственный номер автономной системы (Autonomous System Number). На рис. 8.1 показаны компании, провайдеры, автономные системы и использование ими протоколов IGP и BGP. Часто нет нужды в обмене информацией о маршрутизации между компанией и провайдером, а необходимые для этого сведения можно ввести вручную.