Маршруттауды ішкі хаттамалары
Маршрутталатын хаттамаларды млiметтерi маршруттау хаттамалары олданылатын бiрiккен желi бойымен таратылады. Маршрутталатын хаттамаларды желілік хаттамалар деп те атайды [2].
Маршрутталатын хаттама (routed protocol) жне маршруттау хаттамалары (routing protocol) терминдерін жиі ателесіп зара алмасатын жне зара те деп абылдайды.
Маршрутталатын хаттамаларды млiметтерi бiрiккен желiнi маршруттары бойымен таралатын хаттамалар болып табылады, мысалы Internet Protocol (IP), DECnet, AppleTalk, Novell NetWare, OSI, Banyan VINES жне Xerox Network System (XNS). Маршруттауды хаттамалары, керiсiнше, маршруттау алгоритмерін iске асыратын хаттамалары болып табылады. Баса сзбен айтанда, маршруттауды хаттамалары маршрутталатын хаттамаларды маршруттары анытайтын кестелердi растыру шiн аралы жйелермен олданылады.
Interior Gateway Routing Protocol (IGRP), Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (Enhanced IGRP), Open Shortest Path First (OSPF), Exterior Gateway Protocol (EGP), Border Gateway Protocol (BGP), Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) жне Routing Information Protocol (RIP) сияты хаттамалар маршруттау хаттамалары болып табылады. Жоарыда аталан маршруттау хаттамаларыны бірнешеуін арастырайы [3].
1.3.1 Маршруттауды ішкі хаттамасы RIP. Маршрутты апарат хаттамасы (RIP – Routing Information Protocol) — автономды жйе ішінде олданылатын маршруттауды ішкі хаттамасы. Бл хаттама маршруттауды ашытытаы векторын олдануа негізделген те арапайым хаттама болып табылады. Ары арай бастапыда RIP-те олданылатындытан маршруттауды ашытытаы вектор аидасын, соан со RIP хаттамасыны зін талылаймыз.
Маршруттауды ашыты векторы. Маршруттауды ашыты векторын олдана отырып, рбір маршрутизатор кршілерімен зіні Интернетке кіргені жайлы апаратпен блісіп отырады.Осы алгоритмді тсіну шін тменде негізгі ш аида келтірілген:
- автономды жйеге кіру туралы апаратты лестіру. рбір маршрутизатор зіні кіруі туралы апаратты кршілес автономды жйелерге лестіреді. Бастапыда бл апарат толы болмауы ммкін. Алайда апарат клемі жне сапасы маызды емес. Маршрутизатор бар апаратын жібереді;
- кршілерге ана тарату. рбір маршрутизатор апаратын тек зіні кршілеріне ана жібереді. Ол зі абылдап алан апаратты барлы интерфейстеріне жібереді;
- траты аралы сайын апаратты лестіру. рбір маршрутизатор зіні кіруі туралы апаратты кршілес автономды жйелерге траты, мысалы, рбір 30 с, аралытан со жібереді.
Маршруттауды хаттамасыны бл трі кiшiгiрiм жне салыстырмалы трде бiркелкi желiлерге арналан. Маршрут белгіленген орына дейiн ашыты векторымен сипатталады. рбiр маршрутизатор зі байланысан желiлерге дейiнгі бiрнеше маршруттарды жіберу нктесі болып табылады. Бл маршруттарды сипаттамалары маршрутты деп аталатын арнайы кестеде саталады. RIP маршруттау кестесiндегi рбiр деректер жазбасы трлi млiметтi, абылдаушы бекетiн, осы абылдаушы бекетіне баратын жолдаы келесi жiберілудi жне крсеткiшті (metric) амтамасыз етедi. Крсеткіш абылдаушы бекетіне дейінгі жіберілу санымен крсетілген араашытыты белгілейді. Маршруттау кестелерiнде бл млiметтерден баса да мліметтер, соны iшiнде берілген маршрутпен байланысты р трлi таймерлер болуы ммкін.
RIP абылдаушы бекетiне баратын маршруттарды тек е жасыларын олдайды. Егер жаа млiмет жасы маршрутты амтамасыз етсе, онда бл млiмет ескi маршрут млiметiн алмастырады. Мысалы, желiнi топологиясындаы згерiстер маршруттарды згерте алады, мысалы андай да бір жаа маршрут наты абылдаушы бекетiне дейiн жасы маршрут бола алады. Желiнi топологиясындаы згерiстерi орын алса, онда бл згерiстер маршруттауды тзету туралы хабарларында крсетіледі. Мысалы, андай да бір маршрутизатор арналарды бiреуiні немесе баса маршрутизаторды тотатылуын байаса, ол з маршруттарын айтадан есептейдi жне маршруттауды тзетуi туралы хабарламаларын жiбередi. згерiсте болатын маршруттауды жаарту туралы хабары абылдайтын рбiр маршрутизатор з кестелерiн тзетедi жне бл згерiстi таратады.
рбiр маршрутизатор периодты трде (30 секундта бір рет) з маршрут кестесiнi кшiрмесiн барлы тікелей байланысатын кршiлерге ке таратады. абылдауша маршрутизатор кестенi арап шыады.
Егер кестеде жаа жол немесе бдан да ыса маршрут бар болса немесе жолды зындытары згерсе, бл згерiстер з маршрут кестесiнде абылдаушымен бекiтіледi. RIP хаттамасы ателердi ш трi деу керек:
- циклды маршруттар;
- RIP трасыздытарын басу шін ммкiн болатын максималды адымдарды саныны (аспайтын 16) аз мн олдануы керек;
- желi ішінде маршрут апаратыны баяу таралуы маршрут ахуалыны динамикалы згерiстер кезінде проблема рады. Метриканы е аз шектi мнi жинатылыты жасартады, бiра мселенi жоймайды.
азіргі жадайа маршрут кестесіні сйкес болмауы RIP шiн ана емес, ашыты векторына негiзделетiн барлы хаттамалар шiн тн: актулизацияны актуализацияны апарат хабарламалары тек ана екі кодтарды тасымалдайды: таайындалан орынны мекенжайы жне оан дейiндi ашыты.
ашыты вектор алгоритмыны негiзгi артышылыы - оны оайлыы. Шынымен, маршрутизатор жмыс істеу барысында периодты трде з маршруттау кестелерiнi кшiрмелерiмен алмасып, тек ана кршiлермен атынасады. маршрутизатор барлы кршiлес тйiндерден ммкін болатын маршруттар туралы млiметтi алып, баасы е тмен жолды тадайды жне оны з кестесiне кiргiзедi.
1.3.2 RIP кемшіліктері:
- RIP субжелiлердi мекенжайларымен жмыс iстемейдi. Егер В класты ЭЕМ-ні алыпты 15 - битті идентификаторы 0-ге те емес болса, онда RIP нлдiк блiк субжеліні ID-і немесе толы IP – адресі болу-болмауын анытай алмайды;
- маршрутизаторды істен шыуынан кейiн желіні байланысын алпына келтiру шiн RIP кп уаытты (минут) ажет етедi. Тртiптi орнату процесінде циклдер болуы ммкiн;
- адымдарды саны маызды, бiра маршрутты жалыз параметрi емес жне де азiргi желiлер шiн 15 адымдарды шек емес.
RIP (Routing Information Protocol) ашыты база векторы негізінде олданылатын е кп тараан хаттама болып табылады.
RIP хаттамасыны негізгі крсеткіштері:
- ашытыты -векторлы маршруттау хаттамасы;
- метрика – санды тулер;
- тулерді максималды – 15 саны;
- кежолаты таратуда маршруттауды деуге ажетті уаыт – 30 секунд.
1.3.3. RIP хаттамасыны дамуы маршруттау хаттамасыны класты трінен (RIPv1) маршруттау хаттамасыны классыз (RIPv2) басталан болатын. Осыан сйкес RIPv2:
- масканы айнымалы зындыын олдауы;
- маршруттауды жаалаан кезде ішкі желі маскасын бірге жібереді;
- топты тарату (RIPv1 – ке жолаты тарату);
- маршруттау осындысын олмен деу;
- поддержка аутентификации (тпнса тексеру процедурасы).
Класты маршруттауды классыз маршруттаудан андай айырмашылыы бар. Ішкі желі маскасы бар ол биттерден ралан, бл биттерді IP-адресте желі адресін ал осы желідегі торап адресін крсететінінде. Бл биттер мынандай 0 жне 1 тізбектілігінен трады:
Хостты IP адресі 13.14.49.121:
13 14 49 121
00001101.00001110.00110001.01111001
Маскасы:
255 255 255 0 = /24
11111111.11111111.11111111.00000000
желі хосттар
Бірге жазса:
Хостты IP адресі –13.14.49.121/24;
Желіні IP адресі – 13.14.49.0.
Класты адрестеу желіні кіші желіден бліп алуда олданылады жне осы кезде «стандартты» маскалар олданылады.
А класты желі шін – маска 255.0.0.0, B класты желі шін – маска 255.255.0.0, ал С класты желі шін – маска 255.255.255.0.
С класында крсетілгеннен де кіші желілер кбірек, сондытан да классыз адрестеуді енгізген. Осындай адрестерді йымдастыруда айнымалы зындыты маскалар олданылады.
Осыны ескере келе, RIPv2 хаттамасы классыз маршруттауда кп ммкіндіктерге ие. RIP хаттамасыны жмыс істеу пинципі. Маршрутизаторлар маршруттау хабарламасын тек кршілес тораптармен алмаса алады да оны (тікелей осылу) деп атайды. Бл деулер периодты боландытан, желі топологиясы згерсе де маршруттау кестесі рылады. Кестені абылдааннан кейін маршрутизатор белгілі згерістерді з кестесіне енгізеді. RIP хаттамасымен жмыс істегенде бірнеше иындытар кездеседі.
Мысалы, бір – бірімен тізбектелп осылан ш маршрутизатор бар (1.1 сурет). рбір маршрутизаторды з р желіге маршруттау кестесі. Келесіз, №4 желі атынауды олдамаса, сйкесінше №3 маршрутизаторда осы желіге дестелерді жіберуді тотатады. Ал №1 жне №2 маршрутизаторлар №4 желіні абылдамауы туралы білмейді.
№1 маршрутизатор желіні № 2 маршрутизатор арылы ммкін екенін креді яни маршруттау кестесінде №4 желі 2 метрикасымен крсетіледі. Бл желі екінші желіде де жазыла береді. Маршруттау кестесі №3 маршрутизатора ал оны №4 желіге №2 маршрутизатор арылы атынай алады.
Осылай метрика шексіз айнала береді. Бл кемшілік максимум мнге ие, ол 16 тпеге те [4].
1.1 сурет – Маршрутизаторларды тізбектеліп осылуы
Кейбір кезде RIP хаттамасын олданан желілер рмек трінде де болады. 1.1 суреттен кріп отыранымыздай, №4 желі абылдамаан №1 желіден десте берілген кезде №2 жне №3 желі арасында айналып жре береді. Сондытан да рмектен тылуды бірнеше дістерін ашып крсетуге болады:
а) Split Horizon. Бл дісте маршрутизатор маршруттау мліметтерін кері байланыста таратпауында;
б) Route Poisoning. №4 желі маршрутизаторы абылдамаан жадайда №3 желі маршрутизаторы 16 ауысуды яни (желі олжетімді боланда) жне де желі бос болмаан жадайда да осы тпені (метрика) сатап алуында. Осындай жмысты нтижесінде маршрутизатор келіп тскен жаа мліметтерді жаартусыз а тарата алады;
в) стау таймеры. рмекті пайда болмауын адаалайды, біра желілерді бірінен састы уаыты (время сходимости сети) жоарлайды. RIP хаттамасында стандартты стап тру уаыты 180 секунда те. Біра бл уаытты згертуге де болады. Тиімді шешім ол берілген желіні жаарту уаытын максималды уаыттан осы периодты лкенірек етіп алуында. Ал егер, №4 желі бас тартса ,онда сол мезетте – а №3 маршрутизаторда стап търу таймері іске осылады да №4 желі бос емес деп крсетіледі. Егер кршілес маршрутизаторлардан жасы метрикамен жаартулар келсе, онда желі олжетімді болып, таймер шіріледі. Осыны нтижесінде желіні згерісі туралы мліметті таратуа уаыт кбейеді.
1.3.4 Арнаны кйіне байланысты маршруттау хаттамасы. Арнаны кйіне байланысты маршруттау хаттамасына OSPF хаттамасын жазуа болады. Бл классыз маршруттау хаттамасы боып табылады. Хаттаманы негізгі жмыс істеу принцинпі ол арнаны кйін баылап, дестені тарату шін е ыса жолды (Shortest Path First – SPF) табуында. Ол Дейкстр алгоритмі бойынша жмыс істейді. Хаттама крделі топологиялы мліметтер базасынан трады. йткені, бл хаттама ашытытаы желілерді жадайы туралы да мліметтерді біліп отырады.
Берілген хаттамада арнаны кйі деп интерфейстерді жазылуын айтады (мысалы, IP-адрес, маска, желі типі т с. с.) жне оны кршілес маршрутизаторлармен арым – атынасы туралы мліметтер. Осы айтыландарды ескере келе арналарды жадайы туралы мліметтер орталыы рылады.
Арналарды жадайы туралы мліметтер (Link-State Advertisement – LSA), кмегімен толтырылады. Хабарламаларды таратуда желі топологиясы мен маршрутизаторды жадайы да ескеріледі.
Бл хабарлар кішірек дестелер райды. LSA осылан интерфейстер, метрикалар жне де баса параметрлер туралы апарат саталынады.
абылданан хабарламалар негізінде LSA маршрутизаторы SPF алгоритмін олданады да ыса жолдар бтаын (дерево) райды. Алгоритмні масаты барлы ммкін болатын жолдарды шіріп, тек ыса, тиімді жолды алдыру. алан маршруттар маршруттау кестесіне жазылады. OSPF хаттамасы – ішкі маршруттау хаттамасына жатады, сондытан бір автономды жйені ішінде жмыс істейді. Оны бірнеше аймаа блуге болады, блінген айматар автономды жйені логикалы блігі ретінде крсетіледі.
зіндік жмыс істеу принципі бар маршрутизаторларды екі дегейлі желілік иерархиясын арастырайы.
1.2 суретте бір автономды жйе крсетілген. Суретте сырты желімен байланысатын бір шектік маршрутизаторы (марш. №0) крсетілген.
1.2 сурет – Екідегейлі желілік иерархия
Автономды айма мынандай зоналардан ралады:
- зона 0 – кейбір кезде магистральды айма деп те атайды, ол барлы айматарды байланыстыру шін ажет.Берілген суретте маршрутизатор №1 бл аймата магистарльды айма болма;
- зона 1-3 – айматаы маршрутизатолар магистральды емес деп аталады. Себебі мндаы маршрутизаторлар айматы топологиясын біліп, арналарды жадайына сйкес (з аймаыны) кесте рады;
- зона 0 жне зона 1-3 тйісуінде №2-4 погран маршрутизаторлары бар. Бл маршрутизаторлар здері осылан барлы айматарды мліметтер базасын рады;
- маршрутизатор №0 ол да автономды жйе шін погран маршрутизатор болып есептеледі.
OSPF келесі функцияларды атарады:
- кршілес маршрутизаторлармен жадайды алыптастырады;
- барлы маршрутизаторларда мліметтер базасын ру шін LSA –ны таратады;
- те жасы маршрутты барлы олданушылара жіберуде жне есептеуде SPF таратады;
- маршруттау кестесін рады.
Атап айтанда, OSPF хаттамасыны кршілес маршрутизаторлармен ара – атынасты жасарту оларды бір – бірін круінде болып табылады. Бл процес Hello хаттамасы кмегімен іске асады да OSPF хаттамасы бар маршрутизаторлар hеllo-дестесін таратады (кп адресті тарату – 224.0.0.6 барлы интерфейстерге таратады), олар келесідей апараттан трады:
- Router ID – маршрутизатор идентификаторы – маршрутизатор шін 32 битті тиімді номер. Ол белсенді интерфейсті е лкен IP-адресі алынады;
- Hello жне Dead интервалы – амандасу жне алып ою интервалдары. Амандасу интервалы hello-дестесін жіберуді крсетеді. алыпты жадайда ол 10 секундка те. алып ою интервалы бл кршілес маршрутизаторды hello-дестесін кту уаыты. Ол уаыт амандасу уаытнан трт есеге дейін кп болады. Бл интервалдар кршілес маршрутизаторлармен бірдей болуы керек;
- Neighbors – кршілер, екі жаты осылуды амтамасыз етеді;
- Area ID – айма идентификаторы. Бір – бірімен байланыста болу шін маршрутизаторалар бір сегментте болуы керек жне де оларды интерфейстері OSPF аймаыны бір аймаында болуы тиіс. Сонымен атар, кршілес тораптар бірдей ішкі желіден (подсеть) жне маскадан олдану керек;
- Router priority – маршрутизаторды приоритеті – ол 8 битті номер, блінген маршрутты (designated router, DR) тадау шін ажет. Бл маршрутизаторлар желіде кейбір кемшіліктерді жою шін ажет;
- DR – желіде LSA тарату процесін басарады. DR – ден желідегі барлы згерістер туралы барлы маршрутизаторлара апарат таратылады. BDR – істен шыса оны ызметін DR атарады, ал DR істен шыса оны ызметін BDR атарады. DR ролі (BDR) является свойством интерфейсті рамы болып табылады;
- DR жне BDR ip-адрестер – белгілі болса;
- Authentication password – аутентификация шін пароль, егер аутентификация осылулы болса. Барлы маршрутизаторлардаы пароль бірдей болуы керек;
- Stub area flag – соы айма жалауы. Соы айма – OSPF ерекше аймаы болып табылады. Екі маршрутизатор соы аймата hello-дестесі арылы з жалауын тауып алуы керек.
Барлы айматарды hello-десте бір – біріне сйкес келуі – Hello interval, Dead interval, Area ID, Authentication Password и Stub Area Flag жйесіні рылу принципі бадарламалы рылыларды немесе аппараттарды жаартуды толы трып алу уаытынсыз жзеге асыруа ммкіндік береді. німділікті жоарлату, аппаратты амтама модулін астыру, олданыстаы бадарламаны жаалау немесе тіпті жаасын орнату операциялары жйе деп тран трафикке минимал серде жргізіледі.
Жаа бадарламалы амтама орнату керек болса, істеп тран бір модулі тотатылып, жаа трін жктейді. Бл рдісті жйе брыны бадарламалы амтама кшірмесімен жмыс істеп транда іске асыруа болады. Жаа бадарлама жазылып, жмыса тексерілген со, негізгі модульден резервтегі модульге кшу жреді, жаа бадарлама трафикті деуге жктеледі.
андай да бір мселе туатын болса, кері кшу жргізіледі. Бадарламаны жмыс істеу ммкіндігі бден аныталанда, ол келесі модуль кшірмесіне жктеледі. Бл діс операторлара рдісті трып алусыз жзеге асыруа ммкіндік береді.
Осыан сас прцедура аппаратты ралдарды жаарту шін де олданылады: бір блік уаытша жйеден ажыратылады, ол кезде басасы з функцияларын жасап жатады. Жаарту аяталан со жне тексеру біткен со жаартылан жйе іске осылады да, келесі блшекті жаартуа ммкіндік туады [5].