Лабораторная работа № 2-8.
Принципы маршрутизации в составных сетях
Время выполнения – 4 часа.
Цель работы: изучить принципы маршрутизации в составных сетях.
ЗАДАЧИ РАБОТЫ
Рассмотреть работу протоколов маршрутизации: RIP, OSPF.
Научиться строить таблицы маршрутизации для маршрутизаторов в небольших составных сетях.
ПЕРЕЧЕНЬ ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ СРЕДСТВ
ПК.
Учебно-методическая литература.
Задания для самостоятельного решения.
ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
1. Принципы маршрутизации в составных сетях
В сложных составных сетях почти всегда существует несколько альтернативных маршрутов для передачи пакетов между двумя конечными узлами. Задачу выбора маршрута решают как конечные узлы – компьютеры, так и промежуточные узлы – маршрутизаторы на основе таблиц маршрутизации. Сетевой уровень обеспечивает возможность перемещения пакетов по сети, используя тот маршрут, который в данный момент является более рациональным.
Маршрут – это последовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет от отправителя до пункта назначения [1]. Маршрутизаторы обычно автоматически создают таблицы маршрутизации, обмениваясь служебной информацией; для конечных узлов таблицы маршрутизации часто создаются вручную администраторами и хранятся виде постоянных файлов на дисках.
Маршрутизаторы имеют по несколько портов для подключения сетей, каждый порт маршрутизатора имеет свой собственный сетевой адрес и свой собственный локальный адрес. Если маршрутизатор имеет блок управления, то этот блок имеет свой собственный адрес, по которому к нему обращается центральная станция управления, находящаяся где-то в составной сети [1].
С помощью протоколов маршрутизации маршрутизаторы составляют карту связей той или иной степени подробности. На основании этой информации для каждого номера сети принимается решение о том, какому следующему маршрутизатору надо передать пакеты, направляемые в эту сеть, чтобы маршрут оказался рациональным. Результаты этих решений заносятся в таблицу маршрутизации.
Протоколы маршрутизации могут быть построены на основе разных алгоритмов, отличающихся способами построения таблиц маршрутизации, способами выбора наилучшего маршрута и другими особенностями работы.
К основным протоколам маршрутизации (отвечающим за составление таблиц маршрутизации) относятся такие протоколы, как: RIP (Routing Internet Protocol), OSPF (Open Shortest Pass First), протокол внешнего шлюза EGP (Exterior Gateway Protocol), протокол BGP (Border Gateway Protocol) и др.
К вспомогательным протоколам относятся такие протоколы, как протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol), протокол группового управления IGMP и протокол разрешения адресов ARP.
Протокол ICMP предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и узлом – источником пакета. С помощью специальных сообщений ICMP уведомляет о невозможности доставки пакета или о превышении времени жизни пакета, об изменении маршрута пересылки, о состоянии системы и т.д.
Крупные сети разбиваются на автономные системы – сети, присоединенные к магистрали, имеющие свое собственное административное управление и собственные протоколы маршрутизации.
Протоколы маршрутизации делятся на внешние и внутренние. Внешние протоколы (EGP, BGP) переносят маршрутную информацию между автономными системами, а внутренние (RIP, OSPF) применяются в пределах определенной автономной системы.
Протокол BGP позволяет распознавать наличие петель между автономными системами и исключить их из межсистемных маршрутов.
Протокол RIP является одним из наиболее ранних протоколов обмена маршрутной информацией и до сих пор чрезвычайно распространен ввиду простоты маршрутизации.
Протокол RIP имеет несколько версий, например, для протокола IP имеется версия RIPv1, которая не поддерживает масок и версия RIPv2, это протокол, который передает информацию о масках сетей. RIP успешно работает в сравнительно небольших сетях, имеющих до 15 маршрутизаторов.
Протокол OSPF (OpenShortestPathFist) был разработан для эффективной маршрутизации IP-пакетов в больших сетях со сложной топологией, включающей петли. Он основан на алгоритме состояния связей, который обладает высокой устойчивостью к изменениям топологии сети. При выборе маршрута OSPF-маршрутизаторы используют метрику, учитывающую пропускную способность составных сетей. Протокол учитывает биты качества обслуживания, для каждого типа качества строится отдельная таблица маршрутизации. Протокол обладает высокой вычислительной сложностью, поэтому чаще всего работает на мощных аппаратных маршрутизаторах.