Основы маршрутизации

В настоящей главе описаны принципы, лежащие в основе большинства протоколов маршрутизации. В ней рассмотрены отдельные компоненты протоколов и исполь- зуемыр Мгорщмы маршрутизации. Кроме того, выполнено краткое сравнение роли протоколов маршрутизации и маршрутизируемых, или сетевых, протоколов. Протоколы маршрутизащф будут более подробно рассмотрены в части VII "Протоколы мар- шрутизации", а сетевые протоколы, использующие протоколы маршрутизации, — в части VI "Сетевь^дротоколы".

Что такоё маршрутизация?

Маршрутизация|(гамйия) представляет собой перемещение информации по объединенной сети от источника к получателю. На этом маршруте обычно встречается как минимум один промежуточный узел. Маршрутизация часто противопоставляется соединению сетей Мостами^ которое, на первый взгляд, выполняет те же функции. Основное отличие,между нйми состоит в том, что мостовое соединение работает на 2-м (канальном) yfi&Bfte эталонной модели OSI, а маршрутизация — на 3-м (сетевом) уровне. Из фого следует, что в процессе перемещения данных от источника к получателю^ маршрутизаторы имосты используют разную информацию и, таким образом, выполняют свою задачу разными способами.

Тема маршрутизаци^не сходит со страниц книг о компьютерах уже более двух десятилетий, однако’коммерческое распространение маршрутизация получила только в середине 80-х годов XX века. Основная причина такого запоздания состояла в том, что йети 70-х ТОдов:€ь1Ли простыми, однородными средами. Крупные объединенные сети стали широко распространенными лишь сравнительно недавно.

Компоненты маршрутизации

При осуществлении маршрутизации выполняются два основных действия: определение оптимал^цых маршрутов и транспортировка информационных групп (обычно называемых пакетами) по объединенной сети. В терминах маршрутизации последняя операция нарывается коммутацией пакетов. Коммутация пакетов является относительно простым действием, однако определение оптимального маршрута может оказаться вйьма сложной задачей.

Определение маршрута

Для того чтобы определить, какой из маршрутов является лучшим для передачи пакета, протоколы маршрутизации используют метрики. Метрика представляет собой числовую характеристику маршрута, такую, например, как полоса пропускания канала, и используется алгоритмами маршрутизации для определения оптимального пути к получателю данных. Для упрощения процесса определения маршрута алгоритмы маршрутизации создают и регулярно обновляют таблицы маршрутизации, в которых содержится информация о маршрутах. Информация о маршрутах меняется в зависимости от используемого алгоритма маршрутизации.

Алгоритмы маршрутизации заполняют таблицы маршрутизации различной информацией. Пары "получатель/следующий переход" сообщают маршрутизатору о том, что для оптимальной передачи пакета требуемому получателю его следует отправить маршрутизатору, представляющему собой "следующий пункт пересылки". Когда на вход маршрутизатора поступает пакет, маршрутизатор пытается найти связь между содержащимся в нем адресом получателя и следующим пунктом передачи. Пример таблиц маршрутизации, содержащих пары адресов "получатель/следующий переход" приведен на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Оптимальный маршрут прохождения данных определяется списком пар адресов "получатель/следующий переход "

Таблицы маршрутизации могут содержать и другую информацию, например данные о более предпочтительном маршруте. Для определения оптимальных маршрутов маршрутизаторы сравнивают их метрики, которые могут быть различными, в зависимости от используемого алгоритма маршрутизации. Некоторые широко применяемые метрики будут описаны ниже в данной главе.

Маршрутизаторы взаимодействуют между собой и поддерживают таблицы маршрутизации, обмениваясь различными сообщениями. Одним из таких сообщений является сообщение об обновлении маршрутов, в котором обычно содержится вся таблица маршрутизации или ее часть. Анализируя данные об обновлении маршрутов, поступающие от других маршрутизаторов, маршрутизатор получает подробное представление о топологии сети. Другим примером сообщения, передаваемого между маршрутизаторами, является сообщение о состоянии канала, которое информирует другие маршрутизаторы о состоянии каналов отправителя. Информация о состоянии каналов связи также может быть использована для составления полной картины топологии сети, позволяющей маршрутизаторам определять оптимальные маршруты к устройствам-получателям.

Коммутация

Алгоритмы коммутации относительно просты и одинаковы для большинства протоколов маршрутизации. Как правило, получив пакет, узел определяет, что он должен отправить пакет другому узлу. Выяснив каким-либо образом адрес маршрутизатора, узел-источник посылает пакет, непосредственно по физическому адресу маршрутизатора (по МАС-адресу), однако пакет при этом также содержит протокольный адрес (сетевого уровня) узла-получателя.

Проанализировав сетевой адрес получателя пакета, маршрутизатор определяет, известен ли путь, по которому можно передать пакет на следующий переход. Если такой путь маршрутизатору неизвестен, то он обычно отбрасывает пакет. Если же путь известен, то маршрутизатор заменяет физический адрес получателя на соответствующий адрес следующего перехода и пересылает пакет в этом направлении.

Следующим переходом, если это не узел-получатель, обычно является другой маршрутизатор, который выполняет те же действия по выбору направления коммутации. Пакет, проходя по объединенной сети, изменяет свой физический адрес, но его протокольный адрес остается неизменным, как показано на рис. 6.2.

Рис. 6.2. В коммутации могут участвовать несколько маршрутизаторов

Выше описана процедура коммутации между двумя конечными системами — источником и получателем. Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization — ISO) разработала иерархическую терминологию, которая удобна для описания такого процесса. Согласно этой терминологии, сетевые устройства, которые не могут пересылать пакеты между подсетями, называются конечными системами (End System — ES), а сетевые устройства, обладающие такой способностью, — промежуточными системами (Intermediate System — IS). Промежуточные системы, в свою очередь, делятся на внутридоменные, которые могут обмениваться данными только с устройствами, находящимися внутри доменов маршрутизации, и междоменные, которые могут передавать данные как внутри доменов маршрутизации, так и между ними. Доменом маршрутизации обычно называют часть объединенной сети с единым администрированием и управляемую определенным набором административных правил. Домены маршрутизации также называют автономными системами. При помощи некоторых протоколов домены маршрутизации можно разбить на зоны маршрутизации, но для коммутации как внутри таких зон, так и между ними применяются внутридоменные протоколы маршрутизации.

Литература:

Руководство по технологиям объединенных сетей, 4-е издание. : Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. — 1040 с.: ил. – Парал. тит. англ.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100