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

Рис. 8.1.Автономные системы и протоколы маршрутизации

Администратор сети организации самостоятельно выбирает типы маршрутизаторов для внутреннего использования, как и протокол (протоколы) маршрутизации.

Как же объединяются автономные системы? Способ для этого найден в Интернете уже много лет назад. Как можно догадаться, уникальный номер автономной системы играет в этом основную роль. Протокол внешнего шлюза (External Gateway Protocol — EGP) использует такие номера и выполняет всю необходимую работу.

Определение автономных систем и используемых для них номеров было изменено в 1996 г. Провайдерам делегируются полномочия на большие блоки адресов, а далее провайдеры предоставляют своим клиентам подблоки адресов. Трафик к провайдеру можно маршрутизировать с использованием более краткого префикса. Затем провайдер добавляет более длинный префикс для идентификации клиента во внешнем мире.

Для маршрутизации номер автономной системы идентифицирует весь кластер сети, состоящий из сети провайдера и всех сетей его клиентов. Как отмечено в RFC 1930, новое определение для автономной системы такое:

Автономной системой является соединенная вместе группа из одного или нескольких префиксов IP для одной или нескольких сетей, имеющих единую и строго определенную политику маршрутизации.

Многие подключенные к Интернету сети имеют очень простую политику маршрутизации, т.е. один провайдер обеспечивает обмен данными с другими сетями Интернета. Такие сети не имеют отдельного номера автономной системы.

Однако коммерческие организации могут иметь несколько провайдеров или использовать Интернет как недорогое средство для общения с клиентами и поставщиками, или ограничивать коммуникационные возможности своих сайтов. Таким организациям необходим собственный номер автономной системы, который будет использован как индекс при определении и реализации политики маршрутизации.

IANA определила один из блоков IP-адресов для личного (не общедоступного) использования. Для получения личного номера автономной системы можно воспользоваться зарезервированным IANA диапазоном от 64 512 до 65 535.

Датаграмма IP следует по пути, состоящему из участков попаданий, первый из которых формируется при выходе из узла в смежную с ним локальную или региональную сеть. Маршрутизаторы, отстоящие друг от друга на одно попадание, называются соседями (neighbor).

В заголовок IP можно поместить заранее определенный список попаданий (маршрутизация от источника). Однако такой способ используется крайне редко (чаще — хакерами, поэтому многие маршрутизаторы конфигурируются на отбрасывание всех датаграмм с маршрутизацией от источника). Обычно датаграммы маршрутизируются посредством выбора следующего попадания для точки назначения в каждом из маршрутизаторов по пути следования.

Маршрутизация по следующему попаданию гибка и надежна. Изменения сетевой топологии обычно проводятся при изменении только в одном или нескольких маршрутизаторах, которые могут информировать друг друга о временных или постоянных изменениях в сети и динамически переключать трафик на альтернативный маршрут.

Для сравнения и выбора лучшего из двух маршрутизаторов используется определенный тип метрик (удаленных изменений).

Самый простой протокол для сравнения маршрутизаторов использует счет попаданий между конечными точками пути. Некоторые улучшенные варианты оценивают стоимость или вес каждого из участков по пути следования. Например, участок попадания через высокоскоростную локальную сеть имеет вес, равный 1, а участок через низкоскоростной носитель (линия "точка-точка" на 19,2 Кбайт/с) имеет вес 10. Таким образом, путь по скоростному участку предпочтительнее пересылки по низкоскоростной связи. Протокол RIP оценивает маршрут по счетчику попаданий.

При вычислении метрики маршрутизации более совершенные протоколы комбинируют характеристики, подобные полосе пропускания, задержку, надежности, текущей загрузке или стоимости оплаты. Протоколы IGRP и EIGRP используют настраиваемые метрики.

Алгоритмы для принятия решения при маршрутизации, основанные на значениях метрик, называются векторами расстояния (distance vector).

Ранее большое внимание уделялось алгоритмам маршрутизации по состоянию связи (link state). Работающие по этому принципу маршрутизаторы создают карту сети и исследуют пути от себя до каждой из точек сети.

Для каждой связи карты формируется метрика стоимости. Общая стоимость для каждого начинающегося от маршрутизатора пути вычисляется как сумма стоимостей каждого участка. Затем можно выбрать наилучший путь для направления трафика.

При изменениях в топологии маршрутизаторы посылают сведения об обновлениях другим маршрутизаторам. После обмена пересчитываются стоимости всех путей. Протоколами по состоянию связи являются OSPF и IS-IS .

Алгоритмы вычисления состояния связи часто первым именуют кратчайший путь (Shortest Path First — SPF). Это же название дается компьютерному алгоритму, вычисляющему наиболее короткие пути от одного узла до всех остальных узлов сети.

При направлении датаграммы в удаленную точку назначения хост или маршрутизатор использует сведения из таблицы маршрутизации. Таблица отражает соответствие между каждой из точек назначения и маршрутизатором следующего попадания на пути к этой точке.

Перечисленные в таблице точки назначения могут включать в себя суперсети (бесклассовый блок IP-адресов с единым префиксом), сети, подсети и отдельные системы.

Точка назначения по умолчанию представляется как 0.0.0.0.

Не существует стандартов на формат таблиц маршрутизации, однако наиболее простая из них должна содержать следующие элементы:

■ Адрес сети, подсети или системы назначения

■ IP-адрес используемого маршрутизатора следующего попадания

■ Сетевой интерфейс для доступа к маршрутизатору следующего попадания

■ Маску для точки назначения

■ Расстояние до точки назначения (количество попаданий)

■ Время в секундах от последнего изменения маршрута

Для сокращения размера таблицы многие или все элементы идентифицируют только суперсети, сети или подсети назначения. Смысл этого в том, что, если известно, как добраться до маршрутизатора сети нужного хоста, а затем до маршрутизатора подсети, то вопрос с маршрутизацией будет решен. Иногда несколько элементов таблицы содержат полные IP-адреса отдельных систем. Для изучения работы таблиц маршрутизации рассмотрим два примера.