Сырты маршруттау алгоритмі

Сырты маршруттау хаттамасына BGP (Border Gateway Protocol) жатызуа болады. Казіргі кезде тртінші версиясы олданылады, ал аландары ескірген діске жатады. Хаттама классыз адрестеуді ажет етеді.

Хаттама автономды жйеде транспортты дегейді функцияларын атарады, ол (TCP, порт 179) деп беріледі.

Жоарыда айтылып кеткендей автономды жйе (Autonomous System, AS) барлы желілерді осындысы болып табылады, яни бір ережеге байланысты маршрутизаторларды маршруттау жолы болып табылады. рбір автономды жйені з нмірі бар. Оны ндірістегі з нмірі бар Internet Assigned Numbers Authority (IANA). Сол фирма немесе ндіріс 16 – битті комбинацияны, яни 1 ден 65535 – ке дейінгі сандар Оны ішінде 64512 ден 65535 – ке дейінгі аралы жиіліктік олдануларда резервтелген.

BGP-де жмыс істейтін маршрутизаторлар кез – келген желіні кйі туралы млімет жібереді де жолдар атрибутын тадай алады. Бл атрибуттар автономды жйені барлы трлері осылан. Сонымен атар келесі автономды жйені IP-адреса де крсетіледі. BGP хаттамасыны маршруттауы тек автономды жйе негізінде ана ережелерді сатай алады. Нтижесінде осы хаттама негізінде жмыс істейтін маршрутизатор кршілес автономды жйеге тек зі олданан жолдарды ана бере алады.

Мысалы, бізде бірнеше автономды жйе болсын (1.3 сурет).

 

 

1.3 сурет – Бірнеше автономды жйе

 

306 автономды жйеден 311 – шы автономды жйеге апаратты жіберу шін бірнеше жолдар варианттары бар. Олар:

- 306-307-308-311;

- 306-307-310-311;

- 306-309-310-311;

- 306-309-310-307-308-311.

306 – шы автономды жйе бл варианттарды барлыын крмейді, 311- ші маршрутке дейінгі араашытыты ана круге ммкіндігі бар. Мысалы, 307 маршрутизатор шін е жасы маршрут ол 307-308-311. 306 – шы автономды жйе 307 ден кмек сраса, онда оны тек 307-308-311кре алады яни трафик жібере алады. Осындай маршруттау дісі «бірте - бірте» («шаг за шагом») дісі болып табылады.

Автономды жйеде олданылатын хаттама екіге блінеді:

а) IBGP (Internal BGP) – егер бір автономды жйе ішінде;

б) EBGP (External BGP) егер р трлі автономды жйеде болса.

Оpen хабарламасын жібере отырып, BGP хаттамасыны , TCP-осылуларын жзеге асырады. Бл хабарлама keepalive хабарламасымен расталуы керек. Содан кейін «арым – атынас» осылулары 60 секунд уаытта keepalive хабарламасы периодты таратылады.

Маршруттау кестесінде е жасы маршруттармен байланысу шін керек команда. рі арай рбір маршрутизатор осы маршруттарды жинатап BGP топологиясындаы мліметтер базасына енгізеді. Жасы маршруттау рбір маршруттау кестесінен тадалынып алынады. Сырты BGP маршруты кімшілік араашытыы - 20 ал ішкі 200.

Маршруттау кестесі растырыланнан кейін маршрутизаторлар тек желідегі жаартылан хабарлар (Update) туралы ана млімет береді. Осылайша маршрутизаторлар баса ызметтік хабарлар (notification messages) туралы апарат жібереді. BGP хаттамасын мынандай жадайларда олданылады:

- автономды жйе транзитті болып табылады, йткені баса автономды жйе шін баса да дестелер олжетімді болу керек;

- автономды жйе бірнеше автономды жйелерге осылан;

- кіріс жне шыыс трафиктер шін жолды тадауда оай басарылатын болуы керек.

BGP хаттамасын мынандай жадайларда олдануа болмайды:

- Интернет немесе баса автономды жйеге тек бір ана осылулар боланда;

- BGP маршрутизациясын олдананда ресурстарды жеткіліксіз болуы;

- провайдерді маршруттау политикасы олданылатын автономды жйедегі маршруттаумен те болан жадайда.

Шекаралы маршруттау хаттамасы (BGP — Border Gateway Protocol) – бл автономды жйелерді маршруттау хаттамасы болып табылады [21, 41]. Ол векторлы маршруттау хаттамасы негізінде олданыс тапан.

 

 

1.7 Жіберуді басару хаттамасы (TCP – Transmission Control Protocol)

Кліктік дегейді олданбалара крсететін толы ызметін амтамасыз ететін хаттама болып табылады. TCP — аынны наыз кліктік хаттамасы. Ол логикалы осылуды таайындайтын дуплексттік байланыс режиміне баытталан. Ол шін р жіберілетін пакет реттік нмірмен амтамасыз етіледі, жне оны дрыс абылдануын абылдаушы жа малдауы керек. Осы жадайда «аын» термині мынаны білдіреді: екі жатаы хабарлар жіберілуден брын алдымен осылу орнатылады. Протокол TCP хаттамасыны кодасы 6 (оналтылы кодада – 0x06) жне ол апаратты жіберуді кепіліділігі ретінде олданылады.

Желілік дегейде (аныыра айтанда, желіаралы дегейде) TCP/IP желіаралы атынастарды амтамасыз ететін (IP) хаттаманы олдайды, ал ол з рамында трт хаттама стайды: адресті анытау хаттамасы (ARP — Address Resolution Protocol), жне орналасуы бойынша желілік адресті анытау хаттамасы (RARP– Reserve Address Resolution Protocol), Internet басару хабарларыны хаттамасы (ICMP — Internet Control Message Protocol) жне топтарды басаруды желіаралы хаттамасы (IGMP – Internet Group Message Protocol). Осы аталан дегейде маршруттау хаттамалары олданылады: маршрутты апараттар алмастыру хаттамасы (RIP — Routing Information Protocol), «ыса жолды бірінші ашу» (OSPF — Open Shortest Path First), маршрутты шекаралы хаттамасы (BGP — Border Gateway Protocol).

Желіаралы атынастарды амтамасыз ететін (IP) хаттамасы — TCP/IP хаттамалары пайдаланатын жіберу механизмі. Бл дейтограмманы жеткізетін біра осылу орындалмаан аса сенімді емес ызмет трі, біра «жіберу кші барынша кп» (best-effort).

Мндаы «жіберу кші барынша кп» термині мынаны білдіреді: апаратты ажетті орнына жеткізу шін бкіл бар ммкіндіктер пайдаланылады, біра IP ешандай атені тексермейді де оны сзгіден ткізбейді. IP негізгі дегейлерде аса сенімді емес, ол сервис дегейіне кепілдік бере алмайды [7].

1.8 Наыз уаыт масштабында жмыс істейтін клікттік хаттама (Real-time Transport Protocol — RTP)

Бл хаттама наыз уаыт масштабында жмыс істейтін трафикті Интернетке ыайластыру шін рылан. RTP хаттамасында атынау механизмі жо (циркулярлы шаыру, порт нмірлері жне таы баса); бл хаттама UDP хаттамасымен бірге олданылуы керек. RTP хаттамасы TCP/IP жне UDP хаттамалары стектері мен олданба бадарламаларды арасында болады. RTP хаттамасыны негізгі жетістігі — уаыт табасын, тізбектелген нмірлеуді немесе араластыруды амтамасыз ететін механизмді енгізген. Жолдарды маршрутты векторы 1.3 кестеде крсетілген.

 

 

1.3 кесте – Жолдарды маршрутты векторы

Желі	Келесі маршрутизатор	Жол
N01	R01	AS14,AS23, AS67
N02	R05	AS22,AS67, AS05, AS89
N03	R06	AS67,AS89, AS09, AS34
N04	R12	AS62,AS02, AS09

 

1.8.1 Жолдарды маршрутты векторыны хабарламалары. Автономдышекарашы маршрутизаторолдарды тиімді маршруты кмегімен дестелерді тарата алады.

Осындай сенімді таратуларда кмекке келетін RIP жне OSPF хаттамалары болып табылады.

рбір мартшрутизатор мліметті таратпас брын жоллы бос немесе бос еместігін шекрашы маршутизатор кмегімен тадай алады. Осы процесті мысал трінде арастырайы (1.4 сурет).

1.4 суретте Интернет желісінде трт автономды жйеден тратынын кріп трмыз. R1 маршрутизаторы жолдар векторыны хабарламасын жне N1 жетістігін крсетеді де маршруттау кестесін рады. Нтижесінде автономды жйеге наты жолды енгізеді. Тадап алынан жол арылы R2 маршрутизаторына содан кейін тура осындай діспен R3 маршрутизаторына хабар жібере алады. Хабарды алан R3 маршрутизатор зіні маршруттау кестесін жаалайды. Осы процестен кейін R4 маршрутизаторына маршруттау кестесін жібереді.

 

 

1.4 сурет – Жолдар векторыны алыптасу принциптері

 

рмектен тылу шін е тиімді діс ол маршруттау векторы болып табылады. Маршрутизатор хабарды аланнан кейін оны автономды жйесінде жолдарды тізімі бар ма соны тексереді. Егер тізімде бар болса, онда рмекті пайда болу ытималдыы тмендейді.

Маршрутизации политикасы. Маршрутизация политикасы те арапайым, себебі ол жолдар векторын олданады. Маршрутизатор хабарды абылдаанда ол жолды тексереді. Егер тізімдегі автономды жйе марщрутизаторды политикасымен сйкес келмесе, онда ол осы жолмен соы торапты абылдамайды. Маршрутизатор зіні маршрутизация кестесін демей – а з тораптарына апарат жібермейді. Бл дегеніміз маршруттау кестесінде жне маршруттау дісінде е ыса жолды жне минималды метриканы ажет етпеуі деп тсіну керек. Себебі, кімшілік маршруттауды кмегіне жгінеді.

Жолдар атрибуттары. Жоарыдаы айтыландарды ескерсек жол автономды жйе тізімі ретінде арастырамыз, біра шын мнінде ол ол атрибуттар тізімі.

Атрибуттар тізімі абылдаушы маршрутизатора андай шешім абылдау керектігіне шешім абылдайды.

Атрибуттар екі категорияа блінеді: бекітілген (закрепленный) (well-know) жне опциональды.

Бекітілген атрибут — бір, рбір BGP-маршрутизатор айындау ажет. Опциональды атрибут — бір, которую не надо распознавать каждому BGP-маршрутизаторды айындауы ажет емес.

Бекітілген атрибутты зі екі категорияа блінеді: міндетті атрибут жне арасты (усмотрению). BGP дестесіні таырыбыны мысалы 1.5 суретте крсетілген.

 

 

1.5 сурет – BGP дестесіні таырыбыны зындыы

 

1.5 суреттегі белгілеулер:

- маркер бл 4-байттан тртаын ріс;

- зынды 2 байттан трады да хабарды барлы зындыын басымен оса аланда 2 байта те;

- типі 1 байт ол десте биті. Оны трт типі бар 1 ден 4 – ке дейін.

Дестелер типі.BGP хабарды трт типі белгілі: Олар ашы, жаарту, кезекші, белгі.

"Ашы" хабарлар. Маршрутизаторларды жадайы туралы апартты алу шін BGP хаттамасы TCP осылуын йымдастырады. Осы осылулар ашы деп аталады. "Ашы" пішімделіуі 1.6 суретте крсетілген.

 

1.6 сурет – Ашы хабарлар

 

"Ашы" рісі тменде крсетілген:

- нса – BGP нсасын анытайтын пішімі 1 байт;

- олданыстаы нсасы — 4;

- мені автономды жйем. Бл ріс 2 байт, ол автономды жйені нмірін анытайды.

- стап тру уаыты. Бл ріс 2 байт, максималды секундтарды саны. Егер маршрутизатор бірде бір хабар алмаса, онда ол екінші жа істен шыты деп ойлайды. Жаартылан хабарлама пішімі 1.7 суретте крсетілген.

 

 

1.7 сурет – Хабарламаны жаарту

 

Хабарламаны жаарту блігі келесідей болады:

- маршруттауды анытау зындыы. Ол зінен кейінгі рісті зындыын білу шін ажет мн;

- берілген маршрут. Хабарды тарату шін белгілі бір ыса жолды тадап алу. Тадалынан жол резервте болады;

- жолдар атрибутыны зындыы. Бл ріс 2 байт, ол келесі дестені рісіні зындыын білдіреді;

- жолдар атрибуты –бл желідегі маршрутты жолын крсетумен шектеледі.

- желілік дегейдегі апаратты жатамасы. Бл желіні рісін анытап хабарды адресін крсетуінде. Оны зындыы IP-адрес префиксі жне ріс зындыын анытайды. Префикс ол желілік адресті барлы блігін алады. Мысалы, 153.18.7.0/24.

Префикс 153.18.7, префиксты зындыы – 24 битке те. Бл BGP4 – ті CIDR (Classes InterDomain Routing – классыз доменді маршрутизациясын олданады).

Кезекші хабар. Маршрутизатор (BGP тілінде бірдей – peers деген атауа ие), себебі ол жерде де BGP-хаттамасы олданылады да кршілес маршрутизаторлармен стап тру уаыты аяталана дейін хабарлар алмаса алады. 3 типті хабарлар 1.6 суретте крсетілгендей тек орта бастан (заголовок) трады.

Хабарды жетуі рашан да ателер табылан жадайда жне маршрутизатор з жмысын аятаан кезде беріледі. Ол хабарды пішімі 1.8 суретте крсетілген.

 

 

1.8 сурет –Хабарды жетуі

 

ате коды ол 1 байттан трады жне атені категориясын анытайды.

Кіші ате. 1 байт жне атені типін анытайды. ателер туралы млімет. Ол ателер туралы наты апарат береді. Яни атені орнын, ай тораптан келенін т.с.с.

BGP TCP-сегменттеріне инкапсуляцияланып, 179 порта бекітіледі. Бл дегеніміз атені баылауды жне аынды басаруды керегі жо екенін крсетеді. Когда TCP-осылуы ашыланда хабар алмасу процесі басталып, хабар жетті командасы келмейінше осылу режимінде болады. Осы бліну кодтары 1.3 кестеде крсетілген.

 

1.3 кесте – ате кодтары

ате коды	Кіші код ателіктерді крсету	Кіші код ателіктерді крсету
	Хабар таырыбыны (заголовок) ателігі	Негізігі ш кіші код ателіктерді крсетуге болады:синхронизациялар(1), хабарды нашар зындыы (2), (3)
	Хабарды ашудаы ателіктер	6 трлі кіші кодтар бар: олдау крсетілмейтін нсалар (1), тікелей нашар АС (2), BGP нашар идентификатор (3), олдау крсетілмейтін мідеттелмейтін параметрлер (4), табу ателегі (5), олайсыз уаытты стау(6)
	Хабарды жаарту ателігі	6 трлі кіші кодтар бар: олдау крсетілмейтін нсалар:плохо атрибуттерді алыптасан тізбегі(1), белгілі портты алыптасан атрибуттері (3), атрибут флагыны ателігі (5), атрибут зындыыны ателігі (6), АС- маршрутизацияны жолы (7), келесі айматы дрыс емес (8), ошибка міндетті емес атрибут (9), желіні жарамсыз рісі (10), AS_PATH (11)нашар алыптасан
	стап тру уаыты аяталды	Ішкі код аныталмаан
	Кйді аыры саны	Это определенная процедурная ошибка. Подкод не определен.
	Тотату	Кіші код аныталмаан

 

1.7.2 Байланыс кйiні хаттамасы OSPF. OSPF хаттамасы (Open Shortest Path First) жзеге асырылан (ол 1991 жылда абылданан) байланыс кйіні алгоритмі болып табылады жне кптеген ерекшелiктерге ие болатын, лкен гетерогендi желiлерде олдануа баытталан.

OSPF хаттамасы маршрут млiметтеріні алмасу хаттамаларын згертпей, сатай отырып, IP желiлеріндегі маршрутты анытайды.

Тiкелей байланысан маршрутизаторлар "кршілер" деп аталады. рбiр маршрутизатор, з пiкiрi бойынша, кршiні халі туралы апаратты сатайды. Маршрутизатор кршi маршрутизаторлара ара сйейдi жне олара тек олар дрыс жмыс істейтіндігіне сенімді болсы ана, апаратты дестелерін жібереді. Крші-маршрутизатор байланысыны жадайын білу шін, олар жиі ыса HELLO хабарламаларымен алмасады.

Байланыс кйi туралы апараттарды желi ішінде таратылуы шiн маршрутизаторлар баса хабарламалар трімен алмасады. Мндай хабарламалар router links advertisement – маршрутизатор байланыстары туралы (длірек айтанда, байланыстарды кйi туралы) хабарлау деп аталады. OSPF – маршрутизаторлары тек зіні байланыстар туралы хабарлауларымен ана емес, бтен хабарлаулармен де алмасады. Сйтіп ол е соында желiнi барлы байланыстарыны кйі туралы апаратты алады. Бл апарат байланыс желiсінi графын растырады жне барлы маршрутизаторлар шін бірдей болады.

Маршрутизатор з хабарлауында, кршiлер туралы млiметтерден баса, зі тiкелей байланысатын IP-желілерді атап теді. Сондытан байланыс желiсінi графы туралы апаратты аланда, рбiр желiге дейiнгі маршрут осы граф бойынша Дэйкстра алгоритмымен есептелінеді. Натыра айтанда, маршрутизатор наты желiге дейiн емес, сол желі осылан маршрутизатора дейінгі жолды есептейдi. рбiр маршрутизаторды, байланыстар кйi туралы хабарлауларында крсетілетін, айталанбайтын идентификаторы болады. Маршрутизатор рбір баытталатын желiге дейiн оптималды маршрутты есептейді, бiра рбiр маршрутты тек ана бiрiншi аралы маршрутизаторын есте сатайды. Сйтіп оптималды маршруттарды есептеуді нтижесі желiнi нмiрi жне осы желі шiн дестені жіберу керек болатын, маршрутизаторды идентификаторы крсетiлетін жолдарды тiзiмi болып табылады. Аталан жолдарды тiзiмi маршрут кестесi болып табылады [8].