Методы маршрутизации потоков данных
Пакет (как обобщение передаваемого блока данных), после его формирования в узле сети с "адресом отправителя/источника", с помощью процедуры маршрутизацииперемешается по сети до тех пор, пока не достигнет узла сети с "адресом получателя/назначения".
Маршрутизация- перемещение блоков данных (кадров, дейтаграмм, пакетов, сообщений) в ЛС по определенному маршруту в сети от отправителя к получателю через промежуточные узлы сети.
Маршрутизация осуществляется с помощью протоколов маршрутизации, работающих на основе выбранной метрики - критерия оптимизации, и использующих информацию из формируемых таблиц маршрутизации, обновляемых через заданные промежутки времени.
Различают следующие общие методы маршрутизации:
· статический- использует предварительно заполненную сетевым администратором и неизменяемую при работе сети таблицу маршрутизации;
· динамический- использует постоянно обновляемую маршрутизаторами таблицу маршрутизации;
· одношаговый (или прозрачный)(Hop-by-Нор или Transparent Routing), когда маршрут определяется на один шаг (до ближайшего узла, ведущего к узлу назначения) по таблице маршрутизации;
· маршрутизации от источника(Source Routing), когда маршрут определяется исходящим узлом - источником, на всю длину маршрута сразу - указываются все узлы на маршруте, которые д.б. пройдены;
· с распределениемили без распределения нагрузки, первый прокладывает несколько маршрутов и распределяет по ним нагрузку, второй - прокладывает один маршрут;
· интрадоменнуюили интердоменную, первая прокладывает маршрут внутри домена, вторая - между ними;
· маршрутизация по состоянию канала(LSR - Link State Routing) - маршрутизация на основе алгоритмов определения кратчайшего пути, которые отправляют часть таблицы маршрутизации, обновленную только состояниям собственных каналов, но всем узлам объединенной сети;
· маршрутизация по вектору расстояния(DVR - Distance Vector Routing) - маршрутизация на основе алгоритмов Беллмана-Форда, отправляющих полную таблицу маршрутизации, обновленную по всем каналам, только соседям.
Метрики
Метрики - это критерии оптимизации маршрута. Чаше используются следующие метрики:
o длина маршрута (НС - Hop Count) - число пройденных узлов от источника до назначения;
o суммарная задержка на маршруте - время, требуемое для доставки пакета от источника до назначения;
o полоса пропускания - требуется, чтобы звенья связи между узлами имели максимально возможную полосу;
o загрузка канала - маршрут выбирает звенья связи с минимальной загрузкой;
o затраты на передачу - минимизируется стоимость прохождения трафика по выбранному маршруту;
o надежность - максимизируется показатель надежности сегментов маршрута.
Таблица маршрутизации
У таблицы маршрутизации (RT) число параметров (столбцов) зависит от производителя. ПК/хосты формируют, как правило, статическую RT с небольшим числом параметров и одним (выбираемым по умолчанию) оптимальным маршрутом к подключенному маршрутизатору. Одна запись в такой таблице содержит, как минимум, следующую информацию (параметры):
· назначение/получатель (Destination) - содержит IP-адрес узла назначения;
· маску подсети (Subnet Mask) - содержит маску подсети, для определения подсети;
· следующий узел (Next Hope) - содержит IP-адрес ближайшего маршрутизатора;
· порт (Port) - содержит внутренний адрес порта, соединенного со спедующим узпом;
· метрика (Metric) - содержит тип метрики, выбранный для оптимизации пути;
· тип узла назначения (Туре) - указывает на то, соединен ли данный узел с выходным портом непосредственно (DIR) или он является удаленным (REM);
· источник (Source) - для удаленных узлов указывает, как/кем сформирован маршрут: администратором (Static), протоколом маршрутизации (RIP, OSPF, BGP); для непосредственно подключенных узлов указывает, что источник местный (LOC);
· давность (Age) - указывает время (секунды), прошедшее с момента последней модификации данных таблицы;
· информация производителя (Vendor-specific) - содержит данные для модификации выделенного маршрута.
Таблица маршрутизации RT может выглядеть так, как показано ниже.
Destination | Subnet Mask | Next Hope | Port | Metric | Type | Source | Age |
0.0.0.0 | 0.0.0.0 | 129.192.64.28 | J4.1 | DIR | Static | ||
129.192.16.0 | 255.255.0.0 | 129.192.16.3 | J3 | REM | RIP | ||
129.192.17.0 | 255.255.0.0 | 129.192.16.6 | J4.2 | REM | OSPF | ||
129.192.18.0 | 255.255.0.0 | 129.192.18.3 | J3 | REM | BGP | ||
129.192.64.0 | 255.255.0.0 | 129.192.40.3 | J4.3 | REM | BGP | ||
172.20.1.3 | 255.255.255.255 | 129.192.40.3 | J4.3 | DIR | LOC |
Прежде чем отправить пакет по маршруту, маршрутизатор (коммутатор) анализирует ад- реc назначения (Destination) и определяет по RT, существует ли маршрут следования до него. Если да, то маршрутизатор отправляет пакет по адресу следующего узла (Next Hope) из соот- ветствующего выходного порта (Port), если маршрута нет, то пакет сбрасывается.
Протоколы маршрутизации
Протоколы маршрутизации используются для составления и обновления таблиц маршрутиза- ции, а также форвардинга - продвижения пакетов по маршруту. Они делятся на две группы:
· маршрутизирующие протоколы(Routing Protocol) - (ведущие) протоколы маршрутизации, используемые промежуточными системами (IS) для составления и обновления таблиц маршрутизации; к ним относятся: BGP, EGP, EIGRP, IGRP, IS-IS, OSPF, RIP;
· маршрутизируемые протоколы(Routed/Routable Protocol) - (ведомые) протоколы маршрутизации, ответственные за передачу пакетов по выбранному маршруту; они, как правило, разработаны ведущими производителям сетевых ОС; основные из них следующие: AppleTalk (Apple), DECNet (DEC), IPX (Novel-NetWare), VINES (Banyan Systems), XNS (Xerox).