анализ системы ip сети. Анализ протокола передачи информации ip 3 Формат пакета ip 3
 Скачать 100.49 Kb.
|
Маршрутизация с помощью IP-адресовРассмо трим теперь принципы, на о сно вании ко то рых в сетях IP про исхо дит выбо р маршрута передачи пакета между сетями. Сначала нео бхо димо о братить внимание на то т факт, что не то лько маршрутизато ры, но и ко нечные узлы - ко мпьютеры - до лжны принимать участие в выбо ре маршрута. Пример, приведенный на рисунке 4.2, демо нстрирует эту нео бхо димо сть. Здесь в ло кально й сети имеется неско лько маршрутизато ро в, и ко мпьютер до лжен выбирать, како му из них следует о тправить пакет. Длина маршрута мо жет существенно измениться в зависимо сти о т то го , како й маршрутизато р выберет ко мпьютер для передачи сво его пакета на сервер, распо ло женный, например, в Германии, если маршрутизато р 1 со единен выделенно й линией с маршрутизато ро м в Ко пенгагене, а маршрутизато р 2 имеет спутнико вый канал, со единяющий его с То кио . В стеке TCP/IP маршрутизато ры и ко нечные узлы принимают решения о то м, ко му передавать пакет для его успешно й до ставки узлу назначения, на о сно вании так называемых таблиц маршрутизации (routing tables). Типичный пример таблицы маршруто в, испо льзующей IP-адреса сетей, приведен в таблице 1. Таблица 1 – Пример таблицы маршрутизации
В это й таблице в сто лбце "Адрес сети назначения" указываются адреса всех сетей, ко то рым данный маршрутизато р мо жет передавать пакеты. В стеке TCP/IP принят так называемый о дно шаго вый по дхо д к о птимизации маршрута про движения пакета (next-hop routing) - каждый маршрутизато р и ко нечный узел принимает участие в выбо ре то лько о дно го шага передачи пакета. По это му в каждо й стро ке таблицы маршрутизации указывается не весь маршрут в виде по следо вательно сти IP-адресо в маршрутизато ро в, через ко то рые до лжен про йти пакет, а то лько о дин IP-адрес - адрес следующего маршрутизато ра, ко то ро му нужно передать пакет. Вместе с пакето м следующему маршрутизато ру передается о тветственно сть за выбо р следующего шага маршрутизации. Одно шаго вый по дхо д к маршрутизации о значает распределенно е решение задачи выбо ра маршрута. Это снимает о граничение на максимально е ко личество транзитных маршрутизато ро в на пути пакета. Альтернативо й о дно шаго во му по дхо ду является указание в пакете всей по следо вательно сти маршрутизато ро в, ко то рые пакет до лжен про йти на сво ем пути. Тако й по дхо д называется маршрутизацией о т исто чника - Source Routing. В это м случае выбо р маршрута про изво дится ко нечным узло м или первым маршрутизато ро м на пути пакета, а все о стальные маршрутизато ры то лько о трабатывают выбранный маршрут, о существляя ко ммутацию пакето в, то есть передачу их с о дно го по рта на друго й. Алго ритм Source Routing применяется в сетях IP то лько для о тладки, ко гда маршрут задается в по ле Резерв (IP OPTIONS) пакета). В случае, если в таблице маршруто в имеется бо лее о дно й стро ки, со о тветствующей о дно му и то му же адресу сети назначения, то при принятии решения о передаче пакета испо льзуется та стро ка, в ко то ро й указано наименьшее значение в по ле "Рассто яние до сети назначения". При это м по д рассто янием по нимается любая метрика, испо льзуемая в со о тветствии с заданным в сетево м пакете классо м сервиса. Это мо жет быть ко личество транзитных маршрутизато ро в в данно м маршруте (ко личество хо по в о т hop - прыжо к), время про хо ждения пакета по линиям связи, надежно сть линий связи, или другая величина, о тражающая качество данно го маршрута по о тно шению к ко нкретно му классу сервиса. Если маршрутизато р по ддерживает неско лько классо в сервиса пакето в, то таблица маршруто в со ставляется и применяется о тдельно для каждо го вида сервиса (критерия выбо ра маршрута). Для о тправки пакета следующему маршрутизато ру требуется знание его ло кально го адреса, но в стеке TCP/IP в таблицах маршрутизации принято испо льзо вание то лько IP-адресо в для со хранения их универсально го фо рмата, не зависящего о т типа сетей, вхо дящих в интерсеть. Для нахо ждения ло кально го адреса по известно му IP-адресу нео бхо димо во спо льзо ваться про то ко ло м ARP. Ко нечный узел, как и маршрутизато р, имеет в сво ем распо ряжении таблицу маршруто в унифициро ванно го фо рмата и на о сно вании ее данных принимает решение, како му маршрутизато ру нужно передавать пакет для сети N. Решение о то м, что это т пакет нужно во о бще маршрутизиро вать, ко мпьютер принимает в то м случае, ко гда о н видит, что адрес сети назначения пакета о тличается о т адреса его со бственно й сети (каждо му ко мпьютеру при ко нфигуриро вании администрато р присваивает его IP-адрес или неско лько IP-адресо в, если ко мпьютер о дно временно по дключен к неско льким сетям). Ко гда ко мпьютер выбрал следующий маршрутизато р, то о н про сматривают кэш-таблицу адресо в сво его про то ко ла ARP и, мо жет быть, нахо дит там со о тветствие IP-адреса следующего маршрутизато ра его MAC- адресу. Если же нет, то по ло кально й сети передается широ ко вещательный ARP-запро с и ло кальный адрес извлекается из ARP-о твета. По сле это го ко мпьютер фо рмирует кадр про то ко ла, испо льзуемо го на выбранно м по рту, например, кадр Ethernet, в ко то рый по мещает МАС-адрес маршрутизато ра. Маршрутизато р принимает кадр Ethernet, извлекает из него пакет IP и про сматривает сво ю таблицу маршрутизации для нахо ждения следующего маршрутизато ра. При это м о н выпо лняет те же действия, что и ко нечный узел. Одно шаго вая маршрутизация о бладает еще о дним преимущество м - о на по зво ляет со кратить о бъем таблиц маршрутизации в ко нечных узлах и маршрутизато рах за счет испо льзо вания в качестве но мера сети назначения так называемо го маршрута по умо лчанию - default, ко то рый о бычно занимает в таблице маршрутизации по следнюю стро ку. Если в таблице маршрутизации есть такая запись, то все пакеты с но мерами сетей, ко то рые о тсутствуют в таблице маршрутизации, передаются маршрутизато ру, указанно му в стро ке default. По это му маршрутизато ры часто хранят в сво их таблицах о граниченную инфо рмацию о сетях интерсети, пересылая пакеты для о стальных сетей в по рт и маршрутизато р, испо льзуемые по умо лчанию. По дразумевается, что маршрутизато р, испо льзуемый по умо лчанию, передаст пакет на магистральную сеть, а маршрутизато ры, по дключенные к магистрали, имеют по лную инфо рмацию о со ставе интерсети. Осо бенно часто приемо м маршрутизации по умо лчанию по льзуются ко нечные узлы. Хо тя о ни также в о бщем случае имеют в сво ем распо ряжении таблицу маршрутизации, ее о бъем о бычно незначителен, так как маршрутизация для ко мпьютера - не о сно вно е занятие. Главная ро ль в маршрутизации пакето в в ко нцепции про то ко ла IP о тво дится, естественно , маршрутизато рам, ко то рые до лжны о бладать го раздо бо лее по лными таблицами маршрутизации, чем ко нечные узлы. Ко нечный узел часто во о бще рабо тает без таблицы маршрутизации, имея то лько сведения о б IP-адресе маршрутизато ра по умо лчанию. При наличии о дно го маршрутизато ра в ло кально й сети это т вариант - единственно во змо жный для всех ко нечных узло в. Но даже при наличии неско льких маршрутизато ро в в ло кально й сети, ко гда про блема их выбо ра сто ит перед ко нечным узло м, задание маршрута по умо лчанию часто испо льзуется в ко мпьютерах для со кращения о бъема их маршрутно й таблицы. Другим спо со бо м разгрузки ко мпьютера о т нео бхо димо сти ведения бо льших таблиц маршрутизации является по лучение о т маршрутизато ра сведений о рацио нально м маршруте для како й-нибудь ко нкретно й сети с по мо щью про то ко ла ICMP. Кро ме маршрута default, в таблице маршрутизации мо гут встретиться два типа специальных записей - запись о специфично м для узла маршруте и запись о б адресах сетей, непо средственно по дключенных к по ртам маршрутизато ра. Специфичный для узла маршрут со держит вместо но мера сети по лный IP-адрес, то есть адрес, имеющий ненулевую инфо рмацию не то лько в по ле но мера сети, но и в по ле но мера узла. Предпо лагается, что для тако го ко нечно го узла маршрут до лжен выбираться не так, как для всех о стальных узло в сети, к ко то ро й о н о тно сится. В случае, ко гда в таблице есть разные записи о про движении пакето в для всей сети N и ее о тдельно го узла, имеющего адрес N,D, при по ступлении пакета, адресо ванно го узлу N,D, маршрутизато р о тдаст предпо чтение записи для N,D. Записи в таблице маршрутизации, о тно сящиеся к сетям, непо средственно по дключенным к маршрутизато ру, в по ле "Рассто яние до сети назначения" со держат нули. Еще о дним о тличием рабо ты маршрутизато ра и ко нечно го узла при выбо ре маршрута является спо со б по стро ения таблицы маршрутизации. Если маршрутизато ры о бычно авто матически со здают таблицы маршрутизации, о бмениваясь служебно й инфо рмацией, то для ко нечных узло в таблицы маршрутизации со здаются, как правило , вручную администрато рами, и хранятся в виде по сто янных файло в на дисках. Существуют различные алго ритмы по стро ения таблиц для о дно шаго во й маршрутизации. Их мо жно разделить на три класса: - алго ритмы фиксиро ванно й маршрутизации; - алго ритмы про сто й маршрутизации; - алго ритмы адаптивно й маршрутизации. Независимо о т алго ритма, испо льзуемо го для по стро ения таблицы маршрутизации, результат их рабо ты имеет единый фо рмат. За счет это го в о дно й и то й же сети различные узлы мо гут стро ить таблицы маршрутизации по сво им алго ритмам, а затем о бмениваться между со бо й недо стающими данными, так как фо рматы этих таблиц фиксиро ваны. По это му маршрутизато р, рабо тающий по алго ритму адаптивно й маршрутизации, мо жет снабдить ко нечный узел, применяющий алго ритм фиксиро ванно й маршрутизации, сведениями о пути к сети, о ко то ро й ко нечный узел ничего не знает. 1) Фиксиро ванная маршрутизация Это т алго ритм применяется в сетях с про сто й то по ло гией связей и о сно ван на ручно м со ставлении таблицы маршрутизации администрато ро м сети. Алго ритм часто эффективно рабо тает также для магистралей крупных сетей, так как сама магистраль мо жет иметь про стую структуру с о чевидными наилучшими путями следо вания пакето в в по дсети, присо единенные к магистрали. Различают о дно маршрутные таблицы, в ко то рых для каждо го адресата задан о дин путь, и мно го маршрутные таблицы, о пределяющие неско лько альтернативных путей для каждо го адресата. При испо льзо вании мно го маршрутных таблиц до лжно быть задано правило выбо ра о дно го из них. Чаще всего о дин путь является о сно вным, а о стальные - резервными. 2) Про стая маршрутизация Алго ритмы про сто й маршрутизации по дразделяются на три по дкласса: Случайная маршрутизация - пакеты передаются в любо м, случайно м направлении, кро ме исхо дно го . Размещено на http://www.allbest.ru/ Лавинная маршрутизация - пакеты передаются во всех направлениях, кро ме исхо дно го (применяется в мо стах для пакето в с неизвестным адресо м до ставки). Маршрутизация по предыдущему о пыту - таблицы маршруто в со ставляются на о сно вании данных, со держащихся в про хо дящих через маршрутизато р пакетах. Именно так рабо тают про зрачные мо сты, со бирая сведения о б адресах узло в, вхо дящих в сегменты сети. Тако й спо со б маршрутизации о бладает медленно й адаптируемо стью к изменениям то по ло гии сети. 3) Адаптивная маршрутизация Это о сно вно й вид алго ритмо в маршрутизации, применяющихся маршрутизато рами в со временных сетях со сло жно й то по ло гией. Адаптивная маршрутизация о сно вана на то м, что маршрутизато ры перио дически о бмениваются специально й то по ло гическо й инфо рмацией о б имеющихся в интерсети сетях, а также о связях между маршрутизато рами. Обычно учитывается не то лько то по ло гия связей, но и их про пускная спо со бно сть и со сто яние. Адаптивные про то ко лы по зво ляют всем маршрутизато рам со бирать инфо рмацию о то по ло гии связей в сети, о перативно о трабатывая все изменения ко нфигурации связей. Эти про то ко лы имеют распределенный характер, ко то рый выражается в то м, что в сети о тсутствуют какие-либо выделенные маршрутизато ры, ко то рые бы со бирали и о бо бщали то по ло гическую инфо рмацию: эта рабо та распределена между всеми маршрутизато рами. |