Как сделать таблицу маршрутизации
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 05.10.2024
В прошлой статье мы с вами обсудили процесс маршрутизации между сетями, подключенными к интерфейсами одного единственного маршрутизатора (рекомендую ознакомиться с ней), сегодня же мы разберем, как осуществляется маршрутизация между сетями, подключенными к разным маршрутизаторам, связанным между собой. Пока что мы не будим лезть в дебри протоколов динамической маршрутизации, а разберемся, как пользоваться статической маршрутизацией. В качестве примеров, для демонстрации настройки будим использовать маршрутизаторы фирмы Cisco , доступные в Packet Tracer .
 |
| Объединение сетей с помощью маршрутизаторов |
Давайте сымитируем данную ситуацию в Cisco Packet Tracer , а заодно поищем пути ее решения. Для начала соберем в Packet Tracer следующую схему (как это сделать смотрите в предыдущей статье):
На данной схеме компьютер PC 0 имеет IP адрес – 192.168.1.100, PC 1 – 172.20.20.100, PC 2 – 192.168.2.100, PC 3 – 10.10.10.100. Интерфейсы маршрутизатора, к которым подключены компьютеры, имеют такие же адреса, как и сами компьютеры, только в четвертом октете стоит 1. Например, для интерфейса к которому подключен ПК с адресом 192.168.1.100 зададим IP адрес 192.168.1.1. В качестве шлюза по умолчанию у каждого компьютера указан интерфейс маршрутизатора, к которому он подключен. После настройке интерфейсов маршрутизаторов, сохраните их конфигурации, выполнив wr mem . Далее соединим маршрутизаторы между собой. Чтобы это сделать, нам потребуется добавить к маршрутизатору интерфейсную плату. В данном случае добавим к маршрутизатору плату NM-1FE-TX ( NM – Network module , 1FE – содержит один порт FastEthernet , TX – поддерживает 10/100MBase-TX ).Чтобы это сделать перейдите к окну конфигурации маршрутизатора, выключите его, щелкнув по кнопке питания изображенной на нем.
IP: s=172.20.20.100 (FastEthernet0/1), d=192.168.100.2 (FastEthernet1/0), g=192.168.100.2, len 128, forward
После того как мы разобрались с тем, как в нашей сети, в данный момент, ходят пакеты. Отключим дебаги (no debug ip packet – отключает включенный ранее дебаг, show debugging – позволяет посмотреть включенные дебаги), и перейдем к настройке маршрутизации.
В следующих командах первые 4 цифры обозначают IP адрес сети назначения, следующие 4 цифры обозначают её маску, а последние 4 цифры – это IP адрес интерфейса, на который необходимо передать пакеты, чтобы попасть в данную сеть. Если мы указываем в качестве адреса сети 0.0.0.0 с маской 0.0.0.0, то данный маршрут становится маршрутом по умолчанию, и все пакеты, адреса назначения которых, прямо не указаны в таблице маршрутизации будут отправлены на адрес, указанный в нем.
Статья про таблицу маршрутизации - тема, обещанная около четырех лет тому назад. На самом деле, давно нужно было про нее написать, но никак не мог решиться и только сейчас делаю попытку.
Манипуляции с таблицей маршрутизации позволяют тонко настраивать работу ваших сетей. Чаще всего это не нужно, но иногда требуется сделать что-то необычное, особенно, когда на комрьютере несколько адаптеров, и тогда приходится браться за таблицы маршрутизации.
Просмотр таблицы маршрутизации
Приведу вывод команды route print на моем стаионарном компьютере:
| Сетевой адрес | Маска сети | Адрес шлюза | Интерфейс | Метрика |
|---|---|---|---|---|
| 0.0.0.0 | 0.0.0.0 | 192.168.1.1 | 192.168.1.100 | 20 |
| 127.0.0.0 | 255.0.0.0 | On-link | 127.0.0.1 | 306 |
| 127.0.0.1 | 255.255.255.255 | On-link | 127.0.0.1 | 306 |
| 127.255.255.255 | 255.255.255.255 | On-link | 127.0.0.1 | 306 |
| 192.168.1.0 | 255.255.255.0 | On-link | 192.168.1.100 | 276 |
| 192.168.1.100 | 255.255.255.255 | On-link | 192.168.1.100 | 276 |
| 192.168.1.255 | 255.255.255.255 | On-link | 192.168.1.100 | 276 |
| 244.0.0.0 | 240.0.0.0 | On-link | 127.0.0.1 | 306 |
| 244.0.0.0 | 240.0.0.0 | On-link | 192.168.1.100 | 276 |
| 255.255.255.255 | 255.255.255.255 | On-link | 127.0.0.1 | 306 |
| 255.255.255.255 | 255.255.255.255 | On-link | 192.168.1.100 | 276 |
Вот так мы можем просмотреть таблицы маршрутизации. Попробуем описать, что все это означает. Каждая строчка опреедляет, куда отправлять какие пакеты. То есть для диапазона, задаваемого значениями в колонках "сетевой адрес" и "маска сети" создается сетевой маршрут. Например, адрес 192.168.0.1 и маска 255.255.255.0 означают, что имеется в виду диапазон 192.168.0.*. Маска всегда имеет вид, когда вначале стоят 255, в конце - нули, а последним ненулевым числом может быть степень двойки минус один. Например, для маски 255.255.127.0 и того же адреса 192.168.0.1 диапазон будет чуть шире, в него войдут и адреса вида 192.168.1.*. Чтобы описать это точнее, надо представить все числа в двоичном виде, но это не является целью статьи.
Итак, если мы определились с диапазоном, мы должны понять, куда же компьютер будет направлять пакеты, если они предназначены адресам из этого диапазона. Начнем с четвертой колонки. Она определяет тот адаптор, на который нужно отправлять пакеты. Например, в данном случае, в ней встречаются 192.168.1.100 - это адрес моей сетевой карты и 127.0.0.1 - так называемая обратная петля. Пакеты "на этот адаптор" компьютер даже не будет пытаться отправлять куда-либо. Если бы у меня была активна другая карта, например, WiFi, то в четвертой колонке встречался бы и е адрес.
Третья колонка определяет "шлюз" - тот маршрутизатор, которому нужно послать эти пакеты. В случае, когда там написано "On-link", имеется в виду, что никаких маршрутизаторов не нужно - адрес и так находится в прямой досягаемости. Последняя колонка - метрика. Она определяет предпочтение для маршрута, когда есть варианты. Строчки с наименьшей метрикой предпочтительны при совпадении диапазонов.
Поговорим про остальное. Три строчки про 127 - системные, связаны с тем, что эти адреса всегда должны возвращаться на сам компьютер. Адреса диапазона 192.168.1.* являются локальной сетью, 192.168.1.100 - вообще наш адрес, 192.168.1.255 - специальный адрес для широковещательных пакетов в локальной сети. Адреса 244.0.0.0 - тоже специальные зафиксированные адреса для широкого вещания, а две последние строчки определяют сами адаптеры.
Но этот случай достаточно неинтересный. Посмотрим на таблица на моем роутере. Внешний вид будет немного другой, поскольку на нем Линукс, и я вывожу соответствующие таблицы командой route -n.
| Destination | Gateway | Genmask | Flags | Metric | Ref | Use | Iface |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10.0.20.43 | 0.0.0.0 | 255.255.255.255 | UH | 0 | 0 | 0 | ppp0 |
| 192.168.1.0 | 0.0.0.0 | 255.255.255.0 | U | 0 | 0 | 0 | br0 |
| 10.22.220.0 | 0.0.0.0 | 255.255.255.0 | U | 0 | 0 | 0 | vlan1 |
| 10.0.0.0 | 10.22.220.1 | 255.224.0.0 | UG | 0 | 0 | 0 | vlan1 |
| 127.0.0.0 | 0.0.0.0 | 255.0.0.0 | U | 0 | 0 | 0 | lo |
| 0.0.0.0 | 10.0.20.43 | 0.0.0.0 | UG | 0 | 0 | 0 | ppp0 |
Заметим сразу, что колонки немного изменились. На всех мы останавливаться не будем, существенной измененной колонкой является последняя - вместо IP-адреса адаптора мы указываем его имя. Здесь lo - это "петля" (никуда не отправлять), br0 - внутренняя сеть, ppp0 - внешняя, vlan0 - установленное vpn-содениение. Итак, разберем строчки. Также в колонке с флагами буква G означает Gateway - шлюз, а H - Host, наш компьютер.
Настоящий шлюз мы видим в третей строчке - адресы диапазона 10.22.220.* отправляются на vlan1, шлюз, предоставленный провайдером, коммуникатор, с которым мы соединены сетевым кабелем напрямую. Вторая строчка говорит о том, что адреса диапазона 192.168.1.* - это локальная сеть, и пакеты к ним нужно отправлять внутрь, а не вовне. Пятая - обычная информация про "локальные адреса".
Команды таблицы маршрутизации
Я ничего не сказал про предпоследнюю строчку. А она самая интересная, ведь я ее добавил руками. В чем ее смысл? Адреса диапазона 10.1-32.*.* я отправляю на шлюз 10.22.220.1. Пакеты на эти адреса не пойдут в интернет, а останутся в локалке провайдера. Да, пакеты на диапазон 10.22.220. и так идут туда, но этого мало. Так я не получаю полноценного доступа к локальным ресурсам.
В случае Windows такой маршрут в таблицы маршрутизации был бы добавлен командой route -p add 10.0.0.0 mask 255.224.0.0 10.22.220.1. -p означает, что маршрут постоянный, он не должен удаляться после перезагрузки компьютера.
Статья и так уже получилась намного длинней обычных статей этого блога, так что я заканчиваю. Пишите свои вопросы здесь, а если же вы хотите разобрать какие-то спицифические случаи настройки, лучше обращайтесь на нашем форуме.
Большинство друзей-администраторов сети знакомы с таблицей маршрутизации маршрутизаторов, но относительно немногие люди могут знать таблицу маршрутизации окон. Сегодня мы рассмотрим таблицу маршрутизации Windows.
Один, windows Объяснение записи в таблице маршрутизации
1. Используйте ipconfig / all для просмотра информации о сетевой карте.
2. Используйте команду route print для просмотра информации таблицы маршрутизации, как показано ниже:
3. Интерпретация информации таблицы маршрутизации.
1) Разъяснение терминов:
Активные маршруты: активные маршруты
Назначение сети: целевой сегмент сети
Netmask: маска подсети
Шлюз: шлюз, также известный как маршрутизатор следующего перехода. При отправке пакетов данных IP шлюз определяет сервер следующего перехода, на который отправляются пакеты данных для определенного сетевого адреса назначения. Если локальный компьютер напрямую подключен к сети, шлюзом обычно является сетевой интерфейс, соответствующий локальному компьютеру, но в настоящее время интерфейс должен быть таким же, как и шлюз; если это удаленная сеть или маршрут по умолчанию, шлюзом обычно является определенная часть сети, к которой подключен локальный компьютер. Серверы или роутеры.
Интерфейс: Интерфейс. Интерфейс определяет конкретный сетевой адрес назначения, сетевой интерфейс, используемый локальным компьютером для отправки пакетов данных. Шлюз должен быть расположен в той же подсети, что и интерфейс (за исключением шлюза по умолчанию), в противном случае при использовании этого элемента маршрутизации необходимо вызывать другие элементы маршрутизации, что может вызвать взаимоблокировку маршрутизации.
Метрика: количество переходов, счетчик переходов используется для обозначения стоимости маршрутизации, обычно представляет собой количество переходов, которые необходимо пройти, чтобы достичь адреса назначения, а счетчик переходов представляет маршрутизатор. Чем меньше количество переходов, тем ниже стоимость маршрутизации и выше приоритет.
Постоянные маршруты: настраиваемые вручную маршруты статического лечения
2) Информация о первом маршруте: маршрут по умолчанию
Когда система получает пакет данных, адрес назначения которого отсутствует в таблице маршрутизации, система отправляет пакет данных на шлюз по умолчанию 192.168.99.1 через интерфейс 192.168.99.8.
3) Информация о втором маршруте: местная петля
Когда система получает пакет данных, отправленный в целевой сегмент сети 127.0.0.0, система получит все пакеты данных, отправленные в этот сегмент сети.
4) Третья информация о маршрутизации: записи маршрутизации напрямую подключенных сегментов сети.
Когда система получает пакет данных, отправленный в целевой сегмент сети 192.168.99.0/24, система отправляет пакет данных через интерфейс 192.168.99.8.
5) Четвертая информация о маршрутизации: маршрутизация локального хоста
Когда система получает пакет данных, целевой IP-адрес которого является IP-адресом локальной сетевой карты, система примет пакет данных.
6) Пятая информация о маршрутизации: локальная широковещательная маршрутизация
Когда система получает пакет данных локальной широковещательной рассылки, отправленный в напрямую подключенный сегмент сети, система отправляет пакет данных в форме широковещательной рассылки из интерфейса 192.168.99.8.
7) Шестая информация о маршрутизации: многоадресная маршрутизация
Когда система получает многоадресный пакет данных, система отправляет пакет данных из интерфейса 192.168.99.8 в форме многоадресной рассылки.
8) Информация о маршрутизации по статье 7: широковещательная маршрутизация
Когда система получает пакет данных абсолютной широковещательной передачи, система отправляет пакет данных через интерфейс 192.168.99.8.
9) Шлюз по умолчанию (шлюз по умолчанию)
два, windows Операции с таблицей маршрутизации
Настройка таблицы маршрутизации Windows в основном осуществляется с помощью команды route.Формат команды ROUTE следующий:
ROUTE [-f] [-p] [command [destination] [MASK netmask] [gateway] [METRIC metric] [IF interface]
Параметр -f используется для очистки таблицы маршрутизации, а параметр -p используется для постоянного сохранения определенного маршрута (то есть маршрут не будет потерян при перезапуске системы).
Команда в основном состоит из 4 команд: PRINT (печать), ADD (добавление), DELETE (удаление) и CHANGE (изменение).
Назначение представляет собой IP-адрес назначения, который необходимо достичь.
MASK - ключевое слово маски подсети. Сетевая маска представляет собой конкретную маску подсети, если она не указана, по умолчанию используется 255.255.255.255 (автономный IP-адрес). Если он представляет все исходящие маски подсети, может быть 0.0.0.0.
Шлюз означает исходящий шлюз.
Другой интерфейс и метрика соответственно представляют количество интерфейсов специального маршрута и количество переходов для достижения целевого адреса, которые обычно используются по умолчанию.
Три, пример конфигурации маршрутизации с двумя сетевыми картами
Компания имеет две сети: одна - это офисная сеть 192.168.99.0/24, шлюз - 192.168.99.1; другая - это бизнес-сеть 192.168.201.0/24, используемая для доступа в Интернет, а шлюз - 192.168.201.1. Сейчас есть компьютер с двумя сетевыми картами, одна подключена к офисной сети компании, IP-адрес 192.168.99.8, другая подключена к бизнес-сети, IP-адрес 192.168.201.254. Теперь нам нужен этот компьютер для доступа как к офисной, так и к деловой сети.
1. Мы можем использовать команду ipconfig / all для просмотра настроек сетевой карты компьютера, как показано ниже:
2. Давайте воспользуемся командой route print для просмотра информации таблицы маршрутизации компьютера. Таблица маршрутизации такая же, как таблица маршрутизации, описанная выше, за исключением того, что было добавлено несколько фрагментов информации маршрутизации для NIC 2, как показано на следующем рисунке:
3. Мы можем использовать команду ping для проверки сетевого подключения, как показано на рисунке ниже: проверка связи внутренней сети работает, а проверка связи внешней сети не работает. Другими словами, компьютер может получить доступ только к офисной сети, но не может получить доступ к бизнес-сети.
4. Как видно из таблицы маршрутизации выше, в системе есть два маршрута по умолчанию. Это также основная причина, по которой к двум сетям нельзя получить доступ одновременно. Чтобы решить эту проблему, нам необходимо изменить таблицу маршрутизации.
Сначала используйте команду route delete 0.0.0.0, чтобы удалить маршрут по умолчанию;
Затем вручную настройте два маршрута, как показано на следующем рисунке:
5. Давайте воспользуемся печатью маршрута для просмотра информации таблицы маршрутизации.Теперь мы видим, что есть еще два статических фиксированных маршрута в разделе Постоянные маршруты, как показано на следующем рисунке:
6. Давайте протестируем сетевое соединение с помощью команды ping. Как показано на рисунке ниже, офисная и бизнес-сеть могут быть проверены. Теперь компьютер может получить доступ к офисной и бизнес-сети в обычном режиме.
Таблица маршрутизации Windows на самом деле относительно проста. Знакомство с таблицей маршрутизации Windows помогает при устранении неполадок в сети, поэтому я поделюсь ею с вами здесь.
Таблица маршрутизации обычно содержит:
· адрес сети или узла назначения, либо указание, что маршрут является маршрутом по умолчанию;
· маску сети назначения (для IPv4-сетей маска /32 (255.255.255.255) позволяет указать единичный узел сети);
· интерфейс (в зависимости от системы это может быть порядковый номер, GUID или символьное имя устройства);
· метрику - числовой показатель, задающий предпочтительность маршрута. Чем меньше число, тем более предпочтителен маршрут (интуитивно представляется как расстояние);
Сеть предприятия N приведена на рис.1.1.
Рис.1.1 Сеть предприятия N (133.58.0.0)
В таблице 1.9 нет стандартного столбца "Маска" так в сети используется одна и та же маска. Таблица 1.9 упрощена, в ней нет признаков состояния маршрута, временем, в течение которого действительны записи данной таблицы. Вместо номера сети назначения может быть указан полный сетевой адрес отдельного узла назначения. Здесь указаны адреса сетей условного формата, не соответствующие какому-либо определенному сетевому протоколу.
Таблица 1.9 Таблица маршрутизации сети предприятия N для маршрутизатора M1.
Адрес сети назначения
Адрес следующего маршрутизатора
Адрес выходного интерфейса
Расстояние до сети назначения
Первый столбец таблицы содержит адреса назначения пакетов.
Перед тем как передать пакет следующему маршрутизатору, текущий маршрутизатор должен определить, на какой из нескольких собственных портов он должен поместить данный пакет. Для этого служит третий столбец таблицы маршрутизации, содержащий сетевые адреса выходных интерфейсов.
Некоторые реализации сетевых протоколов допускают наличие в таблице маршрутизации сразу нескольких строк, соответствующих одному и тому же адресу назначения. В этом случае при выборе маршрута принимается во внимание столбец "расстояние до сети назначения". При этом расстояние измеряется в любой метрике, используемой в соответствии с заданным в сетевом пакете критерием. Расстояние может измеряться временем прохождения пакета по линиям связи, различными характеристиками надежности линий связи на данном маршруте, пропускной способностью или другой величиной, отражающей качество данного маршрута по отношению к заданному критерию. Расстояние для сетей, непосредственно подключенных к портам маршрутизатора, здесь принимается равным 1.
Чаще всего в качестве адреса назначения в таблице указывается не весь IP-адрес, а только номер сети назначения. Таким образом, для всех пакетов, направляемых в одну и ту же сеть, протокол IP будет предлагать один и тот же маршрут. Однако в некоторых случаях возникает необходимость для одного из узлов сети определить специфический маршрут, отличающийся от маршрута, заданного для всех остальных узлов сети. Для этого в таблицу маршрутизации помещают для данного узла отдельную строку, содержащую его полный IP-адрес и соответствующую маршрутную информацию. Если в таблице имеются записи о маршрутах как к сети в целом, так и к ее отдельному узлу, то при поступлении пакета, адресованного данному узлу, маршрутизатор отдаст предпочтение специфическому маршруту.
Поскольку пакет может быть адресован в любую сеть составной сети, может показаться, что каждая таблица маршрутизации должна иметь записи обо всех сетях, входящих в составную сеть. Но при таком подходе в случае крупной сети объем таблиц маршрутизации может оказаться очень большим, что повлияет на время ее просмотра, потребует много места для хранения и т.п. Поэтому на практике широко известен прием уменьшения количества записей в таблице маршрутизации, основанный на введении маршрута по умолчанию (default route). В этом приеме используются особенности топологии сети. Рассмотрим, например, маршрутизаторы, находящиеся на периферии составной сети. В их таблицах достаточно записать номера только тех сетей, которые непосредственно подсоединены к данному маршрутизатору или расположены поблизости, на тупиковых маршрутах. Обо всех же остальных сетях можно сделать в таблице единственную запись, указывающую на маршрутизатор, через который пролегает путь ко всем этим сетям. Такой маршрутизатор называется маршрутизатором по умолчанию (default router).
Задачу маршрутизации решают не только промежуточные (маршрутизаторы), но и конечные узлы - компьютеры. Решение этой задачи начинается с того, что протокол IP, установленный на конечном узле, определяет, направляется ли пакет в другую сеть или адресован какому-нибудь узлу данной сети. Если номер сети назначения совпадает с номером данной сети, это означает, что пакет маршрутизировать не требуется. В противном случае маршрутизация нужна.
Структуры таблиц маршрутизации конечных узлов и транзитных маршрутизаторов аналогичны.
Конечные узлы в еще большей степени, чем маршрутизаторы, пользуются приемом маршрутизации по умолчанию. Хотя они также в общем случае имеют в своем распоряжении таблицу маршрутизации, ее объем обычно незначителен, что объясняется периферийным расположением всех конечных узлов. Конечный узел часто вообще работает без таблицы маршрутизации, имея только сведения об адресе маршрутизатора по умолчанию. При наличии одного маршрутизатора в локальной сети этот вариант - единственно возможный для всех конечных узлов. Но даже при наличии нескольких маршрутизаторов в локальной сети, когда перед конечным узлом стоит проблема их выбора, часто в компьютерах для повышения производительности прибегают к заданию маршрута по умолчанию.
Еще одним отличием работы маршрутизатора и конечного узла является способ построения таблицы маршрутизации. Если маршрутизаторы, как правило, автоматически создают таблицы маршрутизации, обмениваясь служебной информацией, то для конечных узлов таблицы маршрутизации часто создаются вручную администраторами и хранятся в виде постоянных файлов на дисках. [2]
11. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ НА ОСНОВЕ ПРОТОКОЛОВ СЕТЕВОГО УРОВНЯ
11.2. Протоколы маршрутизации
Задача маршрутизации решается на основе анализа таблиц маршрутизации, размешенных во всех маршрутизаторах и конечных узлах сети. Каким же образом происходит формирование этих таблиц? Какими средствами обеспечивается адекватность содержащейся в них информации постоянно изменяющейся структуры сети? Основная работа по созданию таблиц маршрутизации выполняется автоматически, но и возможность вручную скорректировать или дополнить таблицу тоже, как правило, предусматривается.
Для автоматического построения таблиц маршрутизации маршрутизаторы обмениваются информацией о топологии составной сети в соответствии со специальным служебным протоколом. Протоколы этого типа называются протоколами маршрутизации (или маршрутизирующими протоколами). Протоколы маршрутизации (например, RIP, OSPF, NLSP) следует отличать от собственно сетевых протоколов (например, IP, IPX). И те и другие выполняют функции сетевого уровня модели OSI. Но в то время как первые собирают и передают по сети чисто служебную информацию, вторые предназначены для передачи пользовательских данных. Протоколы маршрутизации используют сетевые протоколы как транспортное средство. При обмене маршрутной информацией пакеты протокола маршрутизации помещаются в поле данных пакетов сетевого уровня или даже транспортного уровня.
В том, что маршрутизаторы для принятия решения о продвижении пакета обращаются к адресным таблицам, можно увидеть их некоторое сходство с мостами и коммутаторами. Однако природа используемых ими адресных таблиц сильно различается. Вместо МАС-адресов в таблицах маршрутизации указываются номера сетей, которые соединяются в интерсеть. Другим отличием таблиц маршрутизации от адресных таблиц мостов является способ их создания. В то время как мо ст стр оит таблицу, пассивно наблюдая за проходящими через него информационными кадрами, посылаемыми конечными узлами сети друг другу, маршрутизаторы по своей инициативе обмениваются специальными служебными пакетами, сообщая соседям об известных им сетях в интерсети, маршрутизаторах и о связях этих сетей с маршрутизаторами . Обычно учитывается не только топология связей, но и их пропускная способность и состояние.
При изменении конфигурации сети некоторые записи в таблице становятся недействительными. От того, насколько быстро протокол маршрутизации приводит в соответствие содержимое таблицы реальному состоянию сети, зависит качество работы всей сети.
При выборе рационального маршрута определялся только следующий (ближайший) маршрутизатор , а не вся последовательность маршрутизаторов от начального до конечного узла. В соответствии с этим подходом маршрутизация выполняется по распределенной схеме — каждый маршрутизатор ответственен за выбор только одного шага маршрута. Такие алгоритмы маршрутизации называются одношаговыми.
Существует и прямо противоположный, многошаговый подход — маршрутизация от источника ( Source Routing ). В соответствии с ним узел-источник задает в отправляемом в сеть пакете полный маршрут его следования через все промежуточные маршрутизаторы . При использовании многошаговой маршрутизации нет необходимости строить и анализировать таблицы маршрутизации. Это ускоряет прохождение пакета по сети, разгружает маршрутизаторы , но при этом большая нагрузка ложится на конечные узлы. Эта схема в вычислительных сетях применяется сегодня гораздо реже, чем схема распределенной одношаговой маршрутизации. Однако в новой версии протокола IP наряду с классической одношаговой маршрутизацией будет разрешена и маршрутизация от источника.
Одношаговые алгоритмы в зависимости от способа формирования таблиц маршрутизации делятся на три класса:
- алгоритмы фиксированной (или статической) маршрутизации;
- алгоритмы простой маршрутизации;
- алгоритмы адаптивной (или динамической) маршрутизации.
В алгоритмах фиксированной маршрутизации все записи в таблице маршрутизации являются статическими. Администратор сети сам решает, на какие маршрутизаторы надо передавать пакеты с теми или иными адресами, и вручную заносит соответствующие записи в таблицу маршрутизации. Таблица, как правило, создается в процессе загрузки, в дальнейшем она используется без изменений до тех пор, пока ее содержимое не будет отредактировано вручную. Различают одномаршрутные таблицы, в которых для каждого адресата задан один путь, и многомаршрутные таблицы, определяющие несколько альтернативных путей для каждого адресата. В многомаршрутных таблицах должно быть задано правило выбора одного из маршрутов. Чаще всего один путь является основным, а остальные — резервными. Алгоритм фиксированной маршрутизации приемлем только в небольших сетях с простой топологией. Однако этот алгоритм может быть эффективно использован и для работы на магистралях крупных сетей, так как сама магистраль может иметь простую структуру.
В алгоритмах простой маршрутизации таблица маршрутизации либо вовсе не используется, либо строится без участия протоколов маршрутизации. Выделяют три типа простой маршрутизации:
- случайная маршрутизация , когда прибывший пакет посылается в первом по павшем случайном направлении, кроме исходного ;
- лавинная маршрутизация , когда пакет широковещательно посылается по всем возможным направлениям, кроме исходного ;
- маршрутизация по предыдущему опыту , когда выбор маршрута осуществляется по таблице, но таблица строится по принципу моста путем анализа адресных полей пакетов, появляющихся на входных портах.
Самыми распространенными являются алгоритмы адаптивной (или динамической) маршрутизации. Эти алгоритмы обеспечивают автоматическое обновление таблиц маршрутизации после изменения конфигурации сети. Протоколы, построенные на основе адаптивных алгоритмов, позволяют всем маршрутизаторам собирать информацию о топологии связей в сети, оперативно отрабатывая все изменения конфигурации связей. В таблицах маршрутизации при адаптивной маршрутизации обычно имеется информация об интервале времени, в течение которого данный маршрут будет оставаться действительным. Это время называют временем жизни маршрута ( Time To Live , TTL).
Адаптивные алгоритмы обычно имеют распределенный характер, который выражается в том, что в сети отсутствуют какие-либо выделенные маршрутизаторы , которые собирали бы и обобщали топологическую информацию: эта работа распределена между всеми маршрутизаторами .
В последнее время наметилась тенденция использовать так называемые серверы маршрутов. Сервер маршрутов собирает маршрутную информацию, а затем раздает ее по запросам маршрутизаторам , которые освобождаются в этом случае от функции создания таблиц маршрутизации, либо создают только части этих таблиц. Появились специальные протоколы взаимодействия маршрутизаторов с серверами маршрутов, например, Next Hop Resolution Protocol (NHRP).
Адаптивные алгоритмы маршрутизации должны отвечать нескольким важным требованиям. Во-первых, они должны обеспечивать хотя бы рациональность маршрута. Во-вторых, алгоритмы должны быть достаточно простыми, в частности, они не должны требовать большого объема вычислений и порождать интенсивный служебный трафик. И, наконец, алгоритмы маршрутизации должны обладать свойством сходимости, то есть всегда приводить к однозначному результату за приемлемое время.
Адаптивные протоколы обмена маршрутной информацией, применяемые в настоящее время в вычислительных сетях, в свою очередь делятся на две группы:
- дистанционно-векторные алгоритмы ( Distance Vector Algorithms , DVA);
- алгоритмы состояния связей ( Link State Algorithms , LSA).
В алгоритмах дистанционно-векторного типа каждый маршрутизатор периодически и широковещательно рассылает по сети вектор, компонентами которого являются расстояния от данного маршрутизатора до всех известных ему сетей (число хопов ). При получении вектора от соседа маршрутизатор наращивает расстояния до указанных в векторе сетей на расстояние до данного соседа. Получив вектор от соседнего маршрутизатора , каждый маршрутизатор добавляет к нему информацию об известных ему других сетях, о которых он узнал непосредственно или из аналогичных объявлений других маршрутизаторов , а затем снова рассылает новое значение вектора по сети. В конце концов, каждый маршрутизатор узнает информацию обо всех имеющихся в интерсети сетях и о расстоянии до них через соседние маршрутизаторы .
Дистанционно-векторные алгоритмы хорошо работают только в небольших сетях. Так как они засоряют линии связи интенсивным широковещательным трафиком, к тому же изменения конфигурации могут отрабатываться по этому алгоритму не всегда корректно, так как маршрутизаторы не имеют точного представления о топологии связей в сети. Его работа в соответствии с дистанционно-векторным протоколом напоминает работу моста, так как точной топологической картины сети такой маршрутизатор не имеет.
Наиболее распространенным протоколом, основанным на дистанционно-векторном алгоритме, является протокол RIP, который распространен в двух версиях — RIP IP, работающий с протоколом IP, и RIP IPX, работающий с протоколом IPX.
Протоколами, основанными на алгоритме состояния связей, являются протоколы IS-IS ( Intermediate System to Intermediate System ) стека OSI, OSPF ( Open Shortest Path First ) стека TCP/IP и недавно реализованный протокол NLSP стека Novell .
Читайте также: