КОНСПЕКТ_ЛЕКЦИЙ_Сети_и_телекоммуникации (853866), страница 20

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 20)

Установка маршрутов

До сих пор рассматривались функции использования таблиц маршрутизации для передачи IP-пакетов сети. Далее рассмотрим методы, позволяющие поддерживать корректность таблиц маршрутов.

Фиксированные маршруты - простейший способ проведения маршрутизации состоит в установке маршрутов при запуске системы с помощью специальных команд. Этот метод можно применять в относительно маленьких IP-сетях, в особенности, если их конфигурации не часто меняются.

На практике большинство машин автоматически формирует таблицы маршрутов. Например, UNIX добавляет записи о IP-сетях, к которым есть непосредственный доступ. Стартовый файл может содержать команды:

ifconfig ie0 128.6.4.4 netmask 255.255.255.0

ifconfig ie1 128.6.5.35 netmask 255.255.255.0

Они показывают, что существуют два сетевых интерфейса, и устанавливают их

IP-адреса. Система может автоматически создать две записи в таблице маршрутов (табл 8.10):

Табл.8.10.

Автоматически создаваемые записи маршрутов

Эти записи определяют, что IP-пакеты для локальных подсетей 128.6.4 и 128.6.5 должны посылаться через указанные интерфейсы.

В стартовом файле могут быть команды, определяющие маршруты доступа к другим IP-сетям. Например,

route add 128.6.2.0 128.6.4.1 1

route add 128.6.6.0 128.6.5.35 0

Эти команды показывают, что в таблицу маршрутов должны быть добавлены две записи. Первый адрес в командах является IP-адресом сети, второй адрес указывает шлюз, который должен использоваться для доступа к данной IP-сети, а третий параметр является метрикой. Метрика показывает, на каком "расстоянии" находится описываемая IP-сеть. В данном случае метрика - это количество шлюзов на пути между двумя IP-сетями. Маршруты с метрикой 1 и более определяют первый шлюз на пути к IP-сети. Маршруты с метрикой 0 показывают, что никакой шлюз не нужен - данный маршрут задает дополнительный сетевой номер локальной IP-сети.

Таким образом, команды, приведенные в примере, показывают, что для доступа к IP-сети 128.6.2 должен использоваться шлюз 128.6.4.1, а IP-сеть 128.6.6 - это просто дополнительный номер для физической сети, подключенной к интерфейсу 128.6.5.35.

Табл. 8.11

Записи, добавляемые в таблицу маршрутов

Можно определить маршрут по умолчанию, который используется в тех случаях, когда IP-адрес места назначения не встречается в таблице маршрутов явно. Обычно маршрут по умолчанию указывает IP-адрес шлюза, который имеет достаточно информации для маршрутизации IP-пакетов со всеми возможными адресами назначения.

Если рассматриваемая IP-сеть имеет всего один шлюз, тогда все, что нужно сделать, - это установить единственную запись в таблице маршрутов, указав этот шлюз как маршрут по умолчанию. После этого можно не заботиться о формировании маршрутов в других узлах. (Конечно, сам шлюз требует больше внимания.)

9. МАРШРУТИЗАЦИЯ ПРОТОКОЛА IP

9.1. Сетевая маршрутизация

Большинство сетей, работающих в государственном или частном секторе в нашей стране, давно превратились в серьезный инструмент. За сравнительно быстрое время они выросли из небольших локальных сетей в большие распределенные сети с огромным числом пользователей. В таких сетях ключевой характеристикой является надежность, так как задачи, решаемые с их помощью, зачастую напрямую влияют на успешность работы всей организации.

Существует несколько методов повышения надежности сети.

Например, разделение всей сети на подсети и введение маршрутизации способно обеспечить требуемую надежность и достаточно простую схему поиска нужного абонента.

Другой метод использует виртуальные локальные сети, которые позволяют повысить надежность за счет объединения пользователей в широковещательные домены. Для расширения таких доменов (сегментов или подсетей) с включением в них разнообразных сетевых устройств обычно применяются коммутаторы и протоколы остовых деревьев (spanning tree). И хотя такие схемы по заявлениям производителей позволяют практически неограниченно расширять подсети, при этом получается сеть, которой намного труднее управлять и в которой сложнее устранять неисправности.

В реальной жизни именно маршрутизаторы являются основными узлами сложных сетей, например Internet. В подавляющем большинстве случаев именно они, а не широко рекламируемые коммутаторы ATM, Ethernet или FDDI, являются базовыми устройствами распределенных корпоративных сетей. Это особенно справедливо в российских условиях. В данной связи разговор о маршрутизации чрезвычайно актуален.

Как известно, протокол IP работает на сетевом уровне. Именно на этом уровне реализуется межсетевое взаимодействие, в частности, маршрутизация дейтаграмм в Internet. Но главное, что именно на сетевом уровне принимается решение о маршрутизации.

Маршрутизатор соединяет несколько различных физических сетей. Для каждого поступающего пакета маршрутизатор принимает решение о том, куда его переслать. Пакет «летает» от маршрутизатора к маршрутизатору, пока не достигнет сети, в которой находится станция-адресат. В роли маршрутизатора может выступать специальный компьютер. В большинстве реализаций стека TCP/IP рабочая станция с несколькими сетевыми интерфейсами также может выполнять функции маршрутизатора, однако для этого она должна быть специальным образом сконфигурирована.

Программное обеспечение протокола IP выполняет функции маршрутизации, выбирая путь для передачи информации в сложной схеме физических сетей. На маршрутизаторах и на конечных станциях для определения маршрута поддерживаются специальные таблицы маршрутизации. Выбор маршрута осуществляется на основе адреса сети назначения, который определяется по адресу получателя. Протокол IP определяет маршрут отдельно для каждой дейтаграмммы, не гарантируя надежной доставки в нужном порядке. Он непосредственно отображает данные на нижележащий физический уровень. Тем самым достигается высокая эффективность доставки дейтаграмм.

Распределенную сеть можно рассматривать как набор сетевых устройств и сетей, связанных между собой маршрутизаторами. Стек протоколов TCP/IP разработан для взаимодействия удаленных систем в сложных, распределенных сетях. Отдельные сети с коммутацией пакетов связываются маршрутизаторами.

Два устройства, подключенные к одной сети, могут посылать пакеты друг другу. Кроме того, сеть получает пакеты из удаленной сети и доставляет их определенному получателю в локальной сети или передает дальше, другим сетям. Если два устройства, расположенные в разных сетях, хотят переслать друг другу информацию, отправитель посылает пакеты определенному маршрутизатору. Тот передает пакет через систему маршрутизаторов и сетей до тех пор, пока пакет не достигнет маршрутизатора, который подключен напрямую к сети получателя. Этот конечный маршрутизатор затем передаст пакет получателю по известному физическому адресу. Маршрутизаторы передают пакеты, основываясь на номере (адресе) сети получателя, а не на его физическом адресе. Поэтому информация, необходимая маршрутизатору, зависит от числа сетей, составляющих общую распределенную сеть, но не от числа устройств.

Выделяют два типа маршрутизации: прямую и косвенную. При прямой мар­шрутизации отправитель в определенной IP-сети может напрямую передавать кадры любому получателю в той же сети. При этом не требуется функциональность IP-маршрутизации.

Для передачи дейтаграммы с использованием прямой маршрутизации, отпра­витель инкапсулирует эту дейтаграмму в кадр канального уровня, определяет с помощью протокола ARP физический адрес получателя по известному IP-адресу и, используя сетевое аппаратное обеспечение, доставляет дейтаграмму.

Косвенная маршрутизация происходит в том случае, если отправитель и получатель находятся в разных IP-сетях. Косвенная маршрутизация требует, чтобы отправитель передавал дейтаграммы маршрутизатору для доставки их через рас­пределенную сеть. Косвенная маршрутизация — это процесс более сложный, чем прямая маршрутизация, ввиду следующих двух причин:

 Отправитель должен определить маршрутизатор, которому необходимо адресовать дейтаграммы для доставки;

 Маршрутизатор должен уметь доставлять дейтаграммы к целевой сети, в которой располагается получатель.

Поясним на простом примере отличия прямой и косвенной маршрутизации. Предположим, что какой-либо маршрутизатор связывает две сети и, следовательно, он имеет два IP-адреса и два физических адреса для каждого из своих портов, присоединенных к этим сетям. Когда отправитель в любой из сетей направляет свой пакет маршрутизатору, то это будет прямой маршрутизацией. Если маршрутизатор отправляет пакет получателю в любой из сетей — это также прямая маршрутизация. Однако, если рассматривать взаимную работу отправителя и получателя через маршрутизатор, то их взаимодействие осуществляется с помощью косвенной маршрутизации. Маршрутизация выполняется маршрутизатором на уровне протокола IP. Этот процесс полностью прозрачен для протоколов TCP, UDP и сетевых приложений.

Перед отправкой пакета отправитель проверяет сетевой префикс IP-адреса получателя, сравнивая его с префиксом своей сети. Совпадение означает, что дейтаграмма может быть послана напрямую. Если номера сетей не совпадают, отправитель должен послать дейтаграмму маршрутизатору.

Обычно параметр «маршрутизатор по умолчанию» (default router) настраивается на каждой рабочей станции сетевым администратором. Маршрутизатор по умолчанию отвечает за доставку дейтаграмм всем устройствам, которые не подключены к сети отправителя.

Маршрутизатор принимает решение о передаче каждой дейтаграммы на основании своей таблицы маршрутизации. В качестве индекса таблицы используется номер сети, полученный из поля «Адрес получателя» в заголовке IP-дейтаграммы. Если получатель располагается в сети, подключенной к одному из портов маршрутизатора, последний может доставить дейтаграмму напрямую, не посылая ее другим маршрутизаторам. В противном случае маршрутизатор должен отослать дейтаграмму другому маршрутизатору, который находится ближе к получателю.

Существует два подхода к выбору маршрута:

 одношаговый подход;

 маршрутизация от источника.

Согласно методу одношаговой маршрутизации каждый маршрутизатор и конечный узел принимает участие в выборе только одного шага передачи дейтаграммы. В каждой строке таблицы маршрутизации указывается не весь маршрут (в виде последовательности IP-адресов маршрутизаторов, через которые должна пройти дейтаграмма), а только один IP-адрес следующего маршрутизатора (маршрутизатора на том пути, по которому нужно передать дейтаграмму). Вместе с дейтаграммой этому маршрутизатору передается и ответственность за выбор следующего шага. Такой подход распределяет задачу выбора маршрута и снимает ограничение на максимальное количество маршрутизаторов в пути. Кроме того, за счет использования маршрутизатора по умолчанию (который обычно занимает в таблице маршрутизации последнюю строку) существенно сокращается объем таблицы. Все дейтаграммы, номера сетей которых отсутствуют в таблице маршрутизации, передаются маршрутизатору по умолчанию. Подразумевается, что маршрутизатор по умолчанию передает дейтаграмму в магистральную сеть, а маршрутизаторы, подключенные к магистральной сети, имеют полную информации о ее топологии.

Характеристики

Список файлов лекций