Internet - лк 5,6 - маршрутизация

Харьковский национальный университет радиоэлектроники

Кафедра ЭВМ

Основы построения и функционирования Internet

ЛЕ К Ц И Я 5 . П Р О Т О К О Л Ы

МА Р Ш Р У Т И З А Ц И И .

ЛЕКТОР: ДОЦ.КАФ.ЭВМ БАРКОВСКАЯ ОЛЕСЯ ЮРЬЕВНА

Харьков 2015

Определение маршрутизатора

Маршрутизатор (router) – устройство межсетевого взаимодействия, соединяющими две вычислительные сети. Маршрутизатор действует на уровне 3 (сетевом) модели OSI.

Функции маршрутизаторов:

Обмен информацией о локально-подключенных хостах и сетях

Сравнение альтернативных путей

Согласование топологии сети

Первый сетевой маршрутизатор (сеть

ARPANET)

Interface Message Processor (IMP) – первый роутер для ARPANET (предшественница Интернет).

Внутри помещался миникомпьютер Honeywell 516 под управлением программы размером 6 000 слов (мониторинг сети, сбор статистики).

Первый трафик в сети ARPANET пошёл между University of California (ЛосАнджелес) и Stanford Research Institute (Менло Парк, Калифорния) в 22:30 29 октября 1969 г.

Скорость: ~0.5 млн.оп./с Память: 12K Стоимость: 82 200 $

Определение маршрутизации

Маршрутизация (routing) – процесс построения, сравнения и выбора маршрута в сети по произвольному IP-адресу.

Алгоритм маршрутизации должен обладать следующими свойствами:

надежностью,

корректностью,

стабильностью,

простотой,

оптимальностью

Принципы маршрутизации

Решение по какому пути пойдет пакет принимается маршрутизатором на основе принципа оптимальности маршрута:

если маршрутизатор В располагается на оптимальном маршруте от маршрутизатора А к маршрутизатору С, то оптимальный маршрут от маршрутизатора В к маршрутизатору С совпадет с частью первого маршрута.

Следствие принципа оптимальности маршрута:

оптимальные маршруты от всех отправителей к общему месту назначения образуют дерево, лишенное циклов. И оно может быть не единственным. Задача маршрутизатора – нахождение и использование

такого дерева

Критерии маршрутизации

Выбор маршрута осуществляется по критериям минимальной стоимости, минимального числа транзитных участков, максимальной пропускной способности канала, минимальной текущей нагрузке канала, а также по некоторой комбинации этих критериев - по метрики сегментов маршрута.

Главным параметром при маршрутизации пакета в Интернет является IP-адрес его места назначения

В общем случае для формирования оптимального маршрута нужно владеть информацией обо всех сетевых сегментах, что реально только для локальных сетей малого и среднего

размера. Полная же таблица маршрутов всей глобальной сети может содержать (109)! записей (количество узлов в Интернет) и поэтому не поддается никакой обработке

Решения проблемы маршрутизации

Одной из радикальных мер решения проблемы может стать географическая маршрутизация, которая будет возможна при полном массовом внедрении адресации IPv6. При таком принципе каждая из стран получит равные по численности блоки IP-адресов

Для уменьшения маршрутных таблиц локальные сети группируют в автономные системы, имеющие одного администратора и единую маршрутную политику

Автономная система (АС) может содержать множество маршрутизаторов, но взаимодействие с другими автономными системами осуществляется только через один пограничный маршрутизатор (или внешний шлюз) (если АС имеет более одного внешнего канала) или через порт внешнего подключения (в случае одного внешнего канал)

Решения проблемы маршрутизации

Между внешними шлюзами разрешается использовать только один протокол маршрутизации, который в данное время признается сообществом Интернета в качестве стандартного для внешних шлюзов – внешний шлюзовый протокол – и

отвечает за выбор маршрута между АС

Все остальные протоколы являются внутренними шлюзовыми протоколами и отвечают за выбор маршрута внутри АС

Если адресат достижим более чем одним путем, маршрутизатор должен сделать выбор на основании оценки (метрики) сегментов маршрута, составляющего путь

При выборе маршрута всем сегментам пути должны быть даны сопоставимые значения метрики

Решения проблемы маршрутизации

Заметно сокращают размер маршрутной таблицы маршруты по умолчанию, используемые тогда, когда маршрутизатор имеет ограниченный объем памяти или по какой-либо иной причине не имеет полной таблицы маршрутизации. Экономия на памяти для маршрутных таблиц считается дурным тоном

Конечные узлы в большей степени, чем маршрутизаторы, пользуются маршрутизацией по умолчанию

Ситуация, когда узел не владеет исчерпывающей маршрутной информацией, в сочетании с использованием маршрутов по умолчанию может привести к зацикливанию пакетов

Алгоритм выбора маршрута универсален и не зависит от протокола маршрутизации, который применяется лишь для формирования маршрутной таблицы

Количество промежуточных маршрутизаторов, которые необходимо преодолеть пакету до сети назначения носит название количество хопов.

Алгоритм выбора оптимально маршрута на основе метрик сегментов пути

1.Извлечь IP-адрес места назначения из дейтограммы.

2.Вычислить IP-адрес сети назначения (N) .

3.Если N соответствует какому-либо адресу локальной сети – послать дейтограмму по этому адресу;

4.Если п.3 не выполняется и если N присутствует в маршрутной таблице – послать дейтограмму к серверу, указанному в таблице;

5.Если пп.3-4 не выполняются и если описан маршрут по умолчанию – послать дейтограмму к этому серверу;

6.Если пп.3-5 не выполняются – выдать сообщение об ошибке маршрутизации (недоступность адресата)

Если сеть включает в себя субсети (подсети), то для каждой записи в маршрутной таблице производится побитная операция <И> для N и маски субсети. Если результат этой операции совпадает с содержимым адресного поля сети, дейтограмма посылается шлюзу субсети

Машины одной и той же субсети не должны подключаться к разным интерфейсам маршрутизатора