Wprowadzenie do tematu

Transkrypt

Wprowadzenie do tematu
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD
ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU
AUTHOR(S)
NUMBER OF PAGES
:
:
:
:
:
:
:
OWNER
: Atos IT Services
DOCUMENT NUMBER
VERSION
STATUS
SOURCE
DOCUMENT DATE
Mateusz Krupiński
Final
Atos
27 April 2013
19
© Copyright 2013, Atos IT Services All rights reserved. Reproduction in whole or in part is prohibited without the prior written consent of the copyright
owner. For any questions or remarks on this document, please contact Atos, .
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU
Contents
1
WAN Wide Area Network .............................................................................................................3
2
Dostępne technologie WAN ..........................................................................................................4
3
Urządzenia WAN.............................................................................................................................6
4
Adres IP ...........................................................................................................................................9
5
Routing i adresowanie ................................................................................................................ 10
6
Adresy prywatne a publiczne ..................................................................................................... 11
7
Przełączanie wewnątrz routera ................................................................................................. 12
8
Protokoły routingu ...................................................................................................................... 14
9
Trasy statyczne a dynamiczne .................................................................................................... 15
10
Tablice routingu........................................................................................................................... 16
11
Cele protokołów routingu .......................................................................................................... 18
12
Metryki protokołów routingu .................................................................................................... 19
13
Protokoły IGP i EGP ..................................................................................................................... 20
14
Protokoły wektora odległości i stanu łącza .............................................................................. 21
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
1
WAN Wide Area Network
Definicja:
Fizyczna albo logiczna sieć , która umożliwia pewnej liczbie niezależnych urządzeń komunikować się
nawzajem poprzez topologię większą niż ta obsługiwana przez lokalne sieci LAN.
Technologie WAN w zasadzie funkcjonują na trzech najniższych warstwach modelu OSI.
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
2
Dostępne technologie WAN
a) Point-to-point Links
Połączenia punkt-punkt zapewniają pojedynczą, wstępnie ustaloną trasę komunikacyjną WAN z
siedziby klienta za pośrednictwem sieci operatora do sieci zdalnej (destination network). Point-topoint linie są zazwyczaj dzierżawione od dostawcy internetu ISP (Internet Service Provider) i dlatego
nazywane są często łączami dzierżawionymi (leased line). Wykorzystując łącza point-to-point,
operator przydziela parę przewodów i sprzętu tylko do obsługi linii klienta. Takie rozwiązania są
zwykle drogie a ceny ustalone w oparciu o wymaganej przepustowości oraz odległość pomiędzy
połączonymi filiami. Point-to-point są z reguły droższe niż tzw. Shared media jak Frame Relay.
WAN
b) Circuit Switching
Umożliwiają przesyłanie danych, gdy są potrzebne i zakończenie transmisji gdy komunikacja jest
kompletna. Działa to bardzo podobnie do normalnych linii telefonicznych, które wciąż jeszcze
wykorzystywane są do komunikacji głosowej w naszych domach. ISDN Integrated Services Digital
Network jest dobrym przykładem komutacji łączy. Gdy router chce przesłać dane do zdalnego
serwera, przełączenie obwodu jest inicjowane z numerem linii zdalnej filii. W przypadku obwodów
ISDN, urządzenie dzwoniące faktycznie próbuje połączyć się z numerem telefonu zdalnego obwodu
ISDN. Gdy dwie sieci są połączone i uwierzytelnione, mogą przesyłać dane. Kiedy transmisja danych
jest zakończona, połączenie może zostać zakończone.
WAN
DCE
DCE
DCE
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
c) Packet Switching
Przełączanie pakietów jest technologią WAN, w której użytkownicy korzystają ze wspólnych
zasobów dostawcy internetu. W tym przypadku koszty są znacznie niższe niż przy wykupie
dedykowanej linii point-to-point. W konfiguracji przełączania pakietów, klienci są podłączeni do sieci
ISP razem z wieloma innymi. Operator może tworzyć wirtualne obwody między sieciami klientów co
umożliwia im wymianę danych. Cześć sieci providera , która jest wspólna jest często wykorzystywana
jako Cloud.
Niektóre przykłady sieci przełączania pakietów to
- Asynchronous Transfer Mode (ATM)
- Frame Relay
- Switched Multimegabit Data Services (SMDS)
- X.25.
DEMULTIPLEXING
MULTIPLEXING
WAN
DCE
DCE
d) Virtual Circuits
Obwód wirtualny jest obwodem logicznym utworzonym w ramach wspólnej sieci między dwoma
urządzeniami sieciowymi.
Istnieją dwa typy wirtualnych łączy:
- switched virtual circuits (SVC)
- permanent virtual circuits (PVC)
SVC to wirtualne obwody, które są dynamicznie tworzone na żądanie i zamykane po zakończeniu
transmisji. Komunikacja w SVC składa się z trzech faz: ustalenie obwodu, transmisja danych, i
zakończenie połączenia. Pierwsza faza wymaga utworzenia wirtualnego obwodu między źródłem i
urządzeniem docelowym. Transmisja danych polega na przesyłaniu danych między urządzeniami na
wirtualnym torze, a faza zakończenia obwodu polega na zamknięciu obwodu wirtualnego między
źródłem i urządzeniem docelowym. SVC stosuje się w sytuacjach, w których transmisja danych
między urządzeniami jest sporadyczna.
PVC jest to stały w obwód wirtualny, który składa się z jednego trybu: przesyłanie danych. PVC są
stosowane w sytuacjach, w których transmisja danych pomiędzy urządzeniami jest stała. PVC
zmniejsza wykorzystanie przepustowości związanych z ustanowieniem i zakończeniem wirtualnych
obwodów, ale wzrost kosztów z tytułu stałej dostępności wirtualnego obwodu. PVC są zwykle
konfigurowane przez operatora
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
3
Urządzenia WAN
a) WAN Switch
Przełącznik WAN jest wieloportowym urządzeniem wykorzystywany w sieciach nośnych.
Urządzenia te zazwyczaj obsługują taki ruch jak Frame Relay, X.25 i diody SMD, działają w warstwie
łącza danych w modelu OSI
WAN
b) Access Server
Serwer dostępu działa jako punktu koncentracyjny dla połączeń dial-in i dial-out
WAN
ACCESS
SERVER
c) Modem
Modem jest urządzeniem, które interpretuje sygnały cyfrowe i analogowe, dzięki czemu dane są
transmitowane przez linie telefoniczne. Na urządzeniach źródłowych, sygnały cyfrowe są
przetwarzane do postaci odpowiedniej dla transmisji analogowych urządzeń komunikacyjnych. Na
urządzeniach docelowych, te sygnały analogowe są zwracane do ich postaci cyfrowej
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
WAN
d) CSU/DSU
Urządzenie służy do podłączenia routera do cyfrowego obiegu oraz są cyfrowymi interfejsami
usług połączeń T1/E1. CSU / DSU umożliwia również taktowanie sygnału do komunikacji między
tymi urządzeniami
CSU/DSU
e) ISDN Terminal adapter
Adapter terminala ISDN jest urządzeniem służącym do podłączenia ISDN Basic Rate Interface (BRI)
do innych interfejsów, takich jak EIA/TIA-232 na routerze. Terminal adapter jest zasadniczo ISDN
modemem, choć nazywa się adapterem terminala, ponieważ w rzeczywistości nie wykonuje
konwersji sygnałów analogowych na cyfrowe
ISDN
f) Router
https://pl.wikipedia.org/wiki/Router
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
4
Adres IP
Internet Protocol address to unikatowy numer przyporządkowany urządzeniom sieci
komputerowych, protokół IP. Adresy IP są wykorzystywane w Internecie oraz sieciach lokalnych.
Adres IP zapisywany jest w postaci czterech oktetów w postaci dziesiętnej oddzielonych od siebie
kropkami.
W adresach, które zostały przypisane komputerom, część bitów znajdująca się z lewej strony 32bitowego adresu IP identyfikuje sieć. Liczba tych bitów zależy od tzw. klasy adresu. Pozostałe bity w
32-bitowym adresie IP identyfikują konkretny komputer znajdujący się w tej sieci. Taki komputer
nazywany jest hostem. Adres IP komputera składa się z części sieciowej i części hosta, które
reprezentują
konkretny
komputer
znajdujący
się
w
konkretnej
sieci.
Aby poinformować komputer o sposobie podziału na części 32-bitowego adresu IP, używana jest
druga 32-bitowa liczba, zwana maską podsieci. Maska ta wskazuje, w jaki sposób powinien być
interpretowany adres IP, określając liczbę bitów używanych do identyfikacji sieci, do której jest
podłączony komputer. Maska podsieci jest wypełniana kolejnymi jedynkami wpisywanymi od lewej
strony maski. Maska podsieci będzie zawierała jedynki w tych miejscach, które mają być
interpretowane jako adres sieci, a pozostałe bity maski aż do skrajnego prawego bitu będą równe 0.
Bity w masce podsieci równe 0 identyfikują komputer lub hosta znajdującego się w tej sieci.
Przykłady masek podsieci:
11111111000000000000000000000000 zapisana w notacji kropkowo-dziesiętnej jako 255.0.0.0 lub
11111111111111110000000000000000 zapisana w notacji kropkowo-dziesiętnej jako 255.255.0.0
W pierwszym przykładzie pierwsze osiem bitów od lewej strony reprezentuje część sieciową adresu,
natomiast pozostałe 24 bity reprezentują część adresu identyfikującą hosta. W drugim przykładzie
pierwsze 16 bitów reprezentuje część sieciową adresu, a pozostałe 16 bitów reprezentuje część
adresu identyfikującą hosta.
Zamiana adresu IP 10.34.23.134 na postać dwójkową daje w wyniku:
00001010.00100010.00010111.10000110
Wykonanie booleanowskiej operacji AND na adresie IP 10.34.23.134 i masce podsieci 255.0.0.0
prowadzi do utworzenia adresu sieciowego hosta:
00001010.00100010.00010111.10000110
11111111.00000000.00000000.00000000
00001010.00000000.00000000.00000000
00001010.00100010.00010111.10000110
11111111.11111111.00000000.00000000
00001010.00100010.00000000.00000000
Po zamianie wyniku na postać kropkowo-dziesiętną otrzymujemy sieciową cześć adresu IP -10.0.0,0
(Jeśli zastosujemy maskę 255.0.0.0).
Po wykonaniu booleanowskiej operacji AND na adresie IP 10.34.23.134 i masce podsieci 255.255.0,0
otrzymujemy adres sieciowy hosta:
Po zamianie wyniku na postać kropkowo-dziesiętną otrzymujemy sieciową część adresu IP - 10.34.0.0
(jeśli zastosujemy maskę 255.255.0.0).
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
5
Routing i adresowanie
Mianem routingu określa się wyznaczanie trasy dla pakietu danych, w taki sposób aby pakiet ten
w możliwie optymalny sposób dotarł do celu. Odpowiedzialne są za to odpowiednie protokoły
routowane, używane przez routery w tym celu. Pakiety są przede wszystkim identyfikowane poprzez
adres odbiorcy i adres nadawcy. To w jaki sposób te adresy są zdefiniowane określa odpowiedni
protokół routowany.
Podczas wysyłania danych do sieci, fragmenty danych otaczane są przez odpowiednie warstwy
sieciowe przez nagłówki i stopki (zależnie od stosowanego protokołu routingu) tak by na koniec
zostać zamienionymi na strumień bitów i przesłanych po łączu fizycznym. Proces opakowywania
danych nosi nazwę enkapsulacji i był omawiany na poprzednim wykładzie.
Routing IP oparty jest na protokole routowanym IP i działa na zasadzie porównywania docelowego
adresu IP z listą wszystkich możliwych adresów docelowych, nazywaną tablicą routingu. Protokół IP
wprowadza adresowanie hierarchiczne, które pozwala na grupowanie adresów IP w podsieci. Numer
podsieci jest wyznaczany poprzez operację bitową AND na adresie IP i na masce bitowej. W efekcie
uzyskujemy bardzo efektywny system adresowania, który rozwiązuje problem utrzymywania w
tablicy routingu informacji o położeniu każdego urządzenia.
Istnieją dwa sposoby grupowania podsieci:
• klasowy
• bezklasowy (CIDR – Classless Inter-Domain Routing)
Podział klasowy wykorzystuje pierwsze bity adresu IP do sprecyzowania klasy, do której dany
adres należy, a co za tym idzie do sprecyzowania maski bitowej. Podział bezklasowy przypisuje do
każdego adresu IP maskę bitową, która jednoznacznie określa podsieć, do której on należy.
Zaleca się korzystanie ze schematu CIDR ze względu na:
• większą elastyczność
• większą liczbę poziomów uogólniania adresów
• uproszczenie tablic routingu (zmniejszenie obszaru pamięci zajmowanej przez
router)
• większą wydajność sieci
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
6
Adresy prywatne a publiczne
Adresy prywatne zostały przyjęte jako jedno z rozwiązań problemu kończącej się puli adresów
publicznych. Prywatne, niepodłączone do Internetu sieci mogą używać dowolnych adresów hostów,
jeśli tylko adresy te są unikatowe wewnątrz sieci prywatnej. Nie zaleca się jednak używania w
prywatnej sieci dowolnych adresów, ponieważ kiedyś sieć taka może zostać podłączona do Internetu.
W dokumencie RFC 1918 zarezerwowano trzy bloki adresów IP do prywatnego, wewnętrznego
użytku.
Klasa
A
B
C
Zakresy adresów wewnętrznych zdefinIowane w RFC 1918
10.0.0.0 to 10.255.255.255
172.16.0.0 to 172.31.255.255
192168.0.0 to 192.168.255.255
207.21.24.32 /27
INTERNET
10.0.0.4 /30
10.0.0.8 /30
10.0.0.12 /30
207.21.24.0 /27
207.21.24.96 /27
ADRESY PRYWATNE MOŻNA UŻYWAĆ DLA ŁĄCZY SZEREGOWYCH POINT-TO-POINT BEZ
MARNOWANIA PUBLICZNYCH ADRESÓW IP
Adresy należące do tych zakresów nie są routowane w sieci szkieletowej Internetu. Routery
internetowe natychmiast odrzucają adresy prywatne. Przypisując adresy w niepublicznym intranecie,
sieci testowej lub domowej, można używać tych adresów zamiast adresów globalnie unikatowych.
Podłączenie do Internetu sieci używającej adresów prywatnych wymaga translacji adresów
prywatnych na adresy publiczne. Proces translacji jest określany jako translacja adresów sieciowych
NAT (Network Address Translation) i zostanie dokładniej omówiony w jednym z kolejnych wykładów.
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
7
Przełączanie wewnątrz routera
W trakcie przesyłania pakietów do miejsca docelowego nagłówki i stopki warstwy 2 są usuwane i
zastępowane nowymi w każdym routerze. Dzieje się tak dlatego, że jednostki danych warstwy 2 —
ramki — przeznaczone są do adresowania lokalnego. Jednostki danych warstwy 3 — pakiety —
przeznaczone są do adresowania typu end-to-end.
APLIKACJI
APLIKACJI
PREZENTACJI
PREZENTACJI
SESJI
SESJI
TRANSPORTOWA
TRANSPORTOWA
SIECI
SIECI
SIECI
ŁĄCZA DANYCH
ŁĄCZA DANYCH
ŁĄCZA DANYCH
FIZYCZNA
FIZYCZNA
FIZYCZNA
SIECI
ŁĄCZA DANYCH
FIZYCZNA
Po odebraniu ramki w interfejsie routera wyodrębniany jest docelowy adres MAC. Następnie
odbywa się sprawdzenie czy ten adres MAC jest adresem MAC interfejsu routera, na który trafiła
ramka lub czy jest MAC adresem rozgłoszeniowym. W obu tych wypadkach ramka jest akceptowana.
W przeciwnym razie ramka jest odrzucana. Następnie na podstawie pola CRC sprawdzana jest
poprawność ramki. Jeśli nastąpiły przekłamania na łączu ramka jest odrzucana. Jeśli rezultat
sprawdzenia jest pozytywny, nagłówek i stopka ramki są usuwane, a pakiet jest przekazywany do
warstwy 3. Tam następuje sprawdzenie, czy jest on kierowany do routera, czy też ma być przesłany
do innego urządzenia w intersieci. Jeśli docelowy adres IP odpowiada jednemu z portów routera,
nagłówek warstwy 3 jest usuwany i dane są przekazywane do warstwy 4. Jeśli pakiet ma zostać
przesłany, docelowy adres IP jest porównywany z adresami znajdującymi się w tablicy routingu. Jeśli
odpowiadający adres zostanie odnaleziony albo istnieje trasa domyślna, pakiet będzie wysłany do
interfejsu określonego w tablicy routingu. Gdy pakiet jest przełączany do interfejsu wyjściowego,
zostaje uzupełniony o odpowiedni nagłówek ramki oraz stopkę zawierającą nową wartość CRC
(dekapsulacja) i powstała w ten sposób ramka przesyłana jest dalej.
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
Po dojściu pakietu do celu następuje proces dekapsulacji danych, odwrotny do procesu
enkapsulacji. Z danych odłączane są nagłówki i stopki odpowiednich warstw i identyfikowany jest
proces, dla którego dane są przeznaczone.
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
8
Protokoły routingu
Protokół jest zbiorem reguł określających sposoby wzajemnej komunikacji komputerów w sieci.
Protokoły wykorzystywane w warstwie sieci w celu transmisji danych pomiędzy hostami za
pośrednictwem routera nazywane są protokołami routowanymi.
Protokoły routingu umożliwiają routerowi dokonanie wyboru najlepszej ścieżki prowadzącej ze
źródła do celu.
Do funkcji protokołów routowanych należą między innymi:
• właściwe adresowanie w warstwie sieci, tak aby umożliwić routerowi przesłanie danych do
następnego urządzenia, a w konsekwencji do celu
• zdefiniowanie formatu i sposobu wykorzystania pól nagłówka pakietu
Przykładami protokołów routowanych są:
• protokół IP (Internet Protocol)
• protokół IPX (Internetwork Packet Exchange) stosowany w rozwiązaniach firmy Novell
• DECnet
• AppleTalk
• Banyan VINES
• XNS (Xerox Network Systems)
Do funkcji protokołów routingu należą między innymi:
• dostarczanie procesów pozwalających na współdzielenie informacji o trasach
• umożliwienie komunikacji między routerami w celu aktualizacji i utrzymywania tablic routingu
• właściwy wybór trasy dla danej ramki
Przykładami protokołów routingu obsługujących protokół IP są:
• RIP (Routing Information Protocol)
• IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)
• OSPF (Open Shortest Path First)
• EIGRP (Enhanced IGRP)
• BGP (Border Gateway Protocol)
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
9
Trasy statyczne a dynamiczne
Routery mogą zdobyć informacje na temat dostępnych tras za pomocą routingu statycznego lub
dynamicznego. Trasy skonfigurowane ręcznie przez administratorów sieci określane są mianem tras
statycznych. Trasy, o których informacje zostały otrzymane od innych routerów za pomocą protokołu
routingu, określane są mianem tras dynamicznych.
Dodatkowo routing statyczny jest:
• dobry w sieciach wolno zmieniających się
• przydatny ze względu na bezpieczeństwo – możliwość ukrycia części sieci, czyli
decyzji, które informacje mają być rozgłaszane
• przydatny, gdy przy dostępie do sieci wykorzystywana jest tylko jedna ścieżka
• nie odporny na błędy (utrudnione korzystanie ze ścieżek alternatywnych)
• nie przydatny w rozbudowanych, szybko zmieniających się sieciach
Routing dynamiczny:
• informacje o trasach są wymieniane pomiędzy urządzeniami, które automatycznie
dokonują zmian w swoich tablicach routingu
• następuje automatyczne dostosowywanie się do zmian w topologii sieci
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
10
Tablice routingu
Routery rejestrują potrzebne informacje w swoich tablicach routingu, w tym następujące
dane:
• Typ protokołu — typ protokołu routingu, na podstawie którego został utworzony
wpis w tablicy
• Odniesienia do punktu docelowego/następnego przeskoku — odniesienia
informujące router o tym, że punkt docelowy jest połączony z routerem
bezpośrednio lub że może on zostać osiągnięty poprzez kolejny router, zwany
następnym przeskokiem na drodze do punktu docelowego
• Metryki routingu — różne protokoły routingu używają różnych metryk routingu.
Metryka służy do wyboru najlepszej sieci. Jest nią po prostu liczba wyliczona na
podstawie kilka wielkości, które charakteryzują łącze. Zazwyczaj im mniejsza tym
trasa jest lepsza. Na podstawie metryk, protokół routingu buduje tablicę routingu
złożoną z najlepszych tras prowadzących do danych sieci
• Interfejsy wyjściowe — interfejsy, przez które należy wysłać dane w celu
dostarczenia ich do punktu docelowego
Aby utrzymać tablice routingu, routery komunikują się między sobą, przekazując wiadomości
dotyczące aktualizacji tras. Niektóre protokoły routingu cyklicznie wysyłają wiadomości
aktualizacyjne, inne natomiast wysyłają te wiadomości tylko w wypadku zmiany topologii sieci.
Niektóre protokoły przesyłają pełne tablice routingu w każdej wiadomości, natomiast inne przesyłają
tylko informacje na temat zmienionych tras.
Proces opisany poniżej wykonywany jest podczas określania trasy w tablicy routingu
dla każdego pakietu:
• Router porównuje docelowy adres IP z otrzymanego pakietu z wpisami w tablicy
routingu
• W odniesieniu do adresu docelowego stosowana jest maska pierwszego wpisu z
tablicy routingu
• Zamaskowany adres docelowy i wpis w tablicy routingu są ze sobą porównywane.
• Jeżeli wartości te są równe, pakiet jest przesyłany do interfejsu odpowiadającego
wpisowi w tablicy
• W przypadku braku zgodności sprawdzany jest kolejny wpis w tablicy
• Jeżeli pakietowi nie odpowiada żaden wpis z tablicy routingu, router sprawdza,
czy została ustawiona trasa domyślna
• Jeśli tak, pakiet zostaje przesłany przez przypisany jej interfejs
• Jeśli nie istnieje domyślna trasa, pakiet jest odrzucany. Zazwyczaj do nadawcy
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
wysyłana jest wiadomość zwrotna informująca, że odnalezienie punktu
docelowego było niemożliwe
Trasa domyślna to trasa skonfigurowana przez administratora sieci, którą wysyłane są
pakiety, gdy nie zostanie znaleziony odpowiadający im wpis w tablicy routingu.
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
11
Cele protokołów routingu
Protokoły routingu projektowane są z myślą o realizacji jednego lub kilku z poniższych
założeń:
• Optymalizacja — optymalizacja określa skuteczność protokołu routingu w wyborze najlepszej
ścieżki. Ścieżka zależeć będzie od metryk i ich wag wykorzystanych w obliczeniach. Na przykład jeden
algorytm może wykorzystywać metryki liczby przeskoków i opóźnienia, przypisując metrykom
opóźnienia większą wagę
• Prostota i niski narzut — im prostszy jest protokół, tym wydajniej będzie przetwarzany przez
procesor i pamięć routera
• Odporność na błędy i stabilność — protokół routingu powinien funkcjonować poprawnie w obliczu
niecodziennych albo nieprzewidzianych okoliczności, takich jak awarie sprzętu komputerowego, duże
obciążenie
• Elastyczność — protokół routingu powinien szybko dostosowywać się do różnorakich zmian
zachodzących w sieci. Zmiany te obejmują dostępność routerów, wielkość pamięci poszczególnych
routerów, zmiany pasma i opóźnień występujących w sieci
• Szybka zbieżność — zbieżnością określa się proces uzgadniania dostępnych tras pomiędzy
wszystkimi routerami. Kiedy jakieś zdarzenie w sieci zmieni dostępność routera, niezbędne są
aktualizacje w celu przywrócenia łączności w sieci. Protokoły routingu, które charakteryzuje niska
zbieżność, mogą spowodować, że dane nie zostaną dostarczone
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
12
Metryki protokołów routingu
Metryki mogą być obliczane na podstawie pojedynczego parametru charakteryzującego
ścieżkę lub kilku różnych parametrów.
Poniżej przedstawiono parametry najczęściej wykorzystywane przez protokoły routingu:
• Szerokość pasma — przepustowość łącza
• Opóźnienie — czas potrzebny do przesłania pakietu w każdym łączu na drodze ze źródła do celu.
Opóźnienie zależy od szerokości pasma łączy pośrednich, ilości danych, które mogą być tymczasowo
przechowywane w każdym routerze, przeciążenia sieci oraz fizycznej odległości
• Obciążenie — aktywność występująca w ramach zasobu sieciowego, takiego jak router czy łącze
• Niezawodność — zazwyczaj tym mianem określana jest stopa błędów występujących w danym
łączu sieciowym
• Liczba przeskoków — liczba routerów, przez które musi być przesłany pakiet, zanim dotrze do
punktu docelowego. Każdy router, przez który muszą zostaćprzesłane dane, odpowiada
pojedynczemu przeskokowi. Ścieżka, której liczba przeskoków wynosi cztery, wskazuje, że dane
przesyłane tą ścieżką musząpokonać cztery routery nim dotrą do punktu docelowego
• Koszt — dowolna wartość przypisana przez administratora sieci, zwykle oparta na szerokości
pasma, wydatku pieniężnym lub innej mierze
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
13
Protokoły IGP i EGP
System autonomiczny jest siecią lub zbiorem sieci pod wspólną kontrolą administracyjną. System
autonomiczny składa się z routerów stanowiących spójny obraz routingu dla świata zewnętrznego.
Protokoły IGP (Interior Gateway Protocols) i EGP (Exterior Gateway Protocols) stanowią dwie
rodziny protokołów routingu.
Protokoły IGP prowadzą routing danych wewnątrz systemu autonomicznego:
• RIP i RIPv2
• IGRP
• EIGRP
• OSPF
Protokoły EGP prowadzą routing danych między systemami autonomicznymi. Przykładem protokołu z
rodziny EGP jest protokół BGP.
WIDE AREA NETWORK - PROTOKÓŁ BGP JAKO PRZYKŁAD ZEWNETRZNEGO PROTOKOŁU ROUTINGU Protokół BGP jako przykład
zewnętrznego protokołu routingu
14
Protokoły wektora odległości i stanu
łącza
Protokoły routingu mogą być przypisane do rodziny protokołów IGP lub EGP, w zależności od tego,
czy grupa routerów jest objęta wspólną administracją, czy też nie. Protokoły z rodziny IGP mogą
zostać dalej podzielone na protokoły wektora odległości i protokoły stanu łącza.
W rozwiązaniach opartych na wektorze odległości określana jest odległość oraz kierunek, wektor,
do dowolnego łącza. Routery korzystające z algorytmów routingu działających na podstawie wektora
odległości cyklicznie przesyłają do routerów sąsiadujących wszystkie pozycje swoich tablic routingu
lub ich część. Proces ten odbywa się nawet wtedy, gdy w sieci nie wystąpiły żadne zmiany. Po
otrzymaniu aktualizacji trasy router może sprawdzić wszystkie znane trasy i wprowadzić zmiany w
swojej tablicy routingu. Informacje o sieci, którymi dysponuje router, opierają się na danych
uzyskanych od sąsiadujących routerów.
Protokołami wektora odległości są na przykład RIP i IGRP.
Protokoły routingu z wykorzystaniem stanu łącza zostały zaprojektowane w celu eliminacji
ograniczeń protokołów routingu opartych na wektorze odległości. Szybko reagują na zmiany w sieci
poprzez wysyłanie wyzwalanych aktualizacji jedynie po wystąpieniu takich zmian. Wysyłają okresowe
aktualizacje, zwane także odświeżaniem stanu łącza, co pewien dłuższy czas, na przykład co 30 minut.
Algorytmy routingu według stanu łącza wykorzystują swoje bazy danych do utworzenia pozycji tablicy
routingu zawierających najkrótsze ścieżki.
Przykładem protokołu z wykorzystaniem stanu łącza jest OSPF.