Родерик Смит - Сетевые средства Linux

Для решения данной задачи используется понятие метрики. Значение метрики, определяющее стоимость передачи пакета по сети, содержится в стандартной таблице маршрутизации Linux, которая заполняется с помощью команды route. На рис. 24.2 показано содержимое простой таблицы маршрутизации (на реальных маршрутизаторах размер таблицы гораздо больше, но ее формат остается неизменным). Обратите внимание на столбец под названием Metric. В нем указано, что число маршрутизаторов, которые пакет посетит по пути следования в сети 127.0.0.0/8 ( localhost) и 192.168.1.0/24 (локальная сеть), равно нулю, а оставшийся маршрут проходит через один маршрутизатор. Данный пример чрезвычайно прост. Для маршрутизаторов, показанных на рис. 24.1, в таблице маршрутизации содержалась бы информация о разных маршрутах, отличающихся значениями в поле Metric. К сожалению, стандартные средства маршрутизации системы Linux игнорируют значение метрики; для того, чтобы метрика учитывалась, необходимо использовать один из протоколов маршрутизации, рассматриваемых в данной главе.

Рис. 24.2. Значение в поле Metricопределяет стоимость передачи пакета по данному маршруту

Протоколы маршрутизации позволяют маршрутизаторам обмениваться информацией о маршрутах, в том числе передавать значения метрики. Если все маршрутизаторы, показанные на рис. 24.1, будут поддерживать протокол маршрутизации, они сообщат друг другу сведения об имеющихся маршрутах и каждый из них построит таблицу маршрутизации, в которой будут указаны реальные значения метрики. Если один из маршрутизаторов выйдет из строя, остальные маршрутизаторы получат информацию об этом и перенаправят трафик в обход неисправного участка сети.

Протоколы маршрутизации используют следующие алгоритмы.

• Дистанционно-векторный алгоритм. Этот алгоритм отслеживает число маршрутизаторов, находящихся между текущим маршрутизатором и узлом назначения. При передаче пакета в некоторую сеть выбирается такой путь, на котором число маршрутизаторов будет минимальным. Данный алгоритм используется при работе протокола RIP (Routing Information Protocol — протокол маршрутной информации).

• Алгоритм маршрутизации по состоянию канала. Данный алгоритм связывает информацию о стоимости передачи пакета с каждым соединением. Маршрутизатор, использующий такой алгоритм, выбирает путь к целевой сети, для которого значение стоимости минимально. Стоимость не обязательно должна быть равна числу маршрутизаторов, при ее определении могут также учитываться различия в быстродействии сетевых соединений. Данный алгоритм используется при работе протокола OSPF (Open Shortest Path First — первоочередное открытие кратчайших маршрутов).

В системе UNIX традиционно используется протокол RIP. В Linux он реализуется демоном routed, входящим в состав одноименного пакета. Маршрутизаторы, поддерживающие RIP, обмениваются адресами сетей (например, 172.22.0.0) и связанными с ними метриками (в качестве метрики принимается число маршрутизаторов между маршрутизатором, который должен отправить пакет, и целевой сетью). Значения метрики могут лежать в пределах от 0 до 15. Если на пути к целевой сети лежит больше 15 маршрутизаторов, длина маршрута считается бесконечной и информация об этом маршруте удаляется из таблицы. При работе протокола RIP используется дистанционно-векторный алгоритм, а значение метрики оценивается очень грубо. Протокол RIP в основном применяется в небольших и средних сетях; для управления передачей данных по магистралям Internet он не используется.

Когда маршрутизатор получает информацию от другого маршрутизатора, он либо добавляет запись о маршруте в таблицу, либо заменяет существующую запись с более высоким значением метрики, либо удаляет маршрут, если полученное значение метрики, увеличенное на единицу, превышает 15.

При использовании программы routedв системе Linux обычно не возникает проблем. Для ее запуска применяются средства, рассмотренные в главе 4. Работой сервера управляет конфигурационный файл /etc/gateways, в котором содержится список начальных маршрутов. Пример записи в файле /etc/gatewaysприведен ниже.

net 0.0.0.0 gateway 172.22.7.1 metric 1 active

В данном примере определяется маршрут по умолчанию ( net 0.0.0.0), для которого задан шлюз 172.22.7.1. Метрика маршрута равна 1. Ключевое слово activeуказывает на то, что этот маршрут может быть обновлен. Если вы хотите, чтобы маршрут сохранялся в таблице в неизменном виде, надо заменить ключевое слово activeна passive. Для работы routedможно использовать файл /etc/gateways, поставляемый в составе пакета. В процессе работы демон routedможет, передавая широковещательные запросы, находить другие маршрутизаторы, использующие протокол RIP. После обнаружения маршрутизатора с ним начинается обмен информацией о маршрутах.

Несмотря на то что протокол RIP традиционно используется в системе UNIX, область его применения ограничена. Одно из ограничений связано с тем, что пакет не может быть передан по маршруту, насчитывающему больше маршрутизаторов; это не позволяет использовать данный протокол в больших сетях. Еще одна проблема связана с медленной сходимостью алгоритма. При изменении структуры сети для достижения стабильного состояния таблицы маршрутизации может потребоваться несколько минут. И наконец, RIP не поддерживает маски подсетей, поэтому он может использоваться только для сетей, соответствующих классам А, В и С. Если, например, сеть класса С разбита на несколько подсетей, маршрутизатор, поддерживающий RIP, передает адрес подсети как адрес всей сети класса С. В результате возникают проблемы при обмене данными между различными подсетями.

В версии 2 протокола RIP (RIPv2) была добавлена поддержка маски подсети. Для хранения данных о маске использовалось поле, которое в исходном варианте RIP было зарезервировано. Протокол RIPv2 реализован в программе GateD ( http://www.gated.net). Работой GateD управляет конфигурационный файл /etc/gated.conf. Для изменения конфигурации GateD используется утилита gdc, которая поставляется в составе того же пакета. Настройка GateD не требует много усилий. В процессе выполнения программа взаимодействует с другими маршрутизаторами, поддерживающими протокол RIP или RIPv2, и модифицирует содержимое таблицы маршрутизации. Подобно другим демонам, GateD запускается с помощью сценария SysV либо локального сценария запуска.

Помимо RIP и RIPv2, GateD также поддерживает протокол маршрутизации OSPF. Другие средства маршрутизации, например Zebra, также поддерживают несколько протоколов.