CC BY
116СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ МАРШРУТИЗАЦИИ Дубенко К.И.
Дубенко Кирилл Игоревич - аспирант, кафедра связи на железнодорожном транспорте, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ростовский государственный университет путей сообщения, г. Ростов-на-Дону
Аннотация: в статье анализируются существующие методы маршрутизации и пределы их применимости.
Ключевые слова: статическая маршрутизация, динамическая маршрутизация, топология сети, протокол маршрутизации.
Когда инженер имеет базовое понимание того, как пакеты переадресуются и маршрутизируются, следующим шагом следует перейти к методам настройки маршрутизации.
Эта статья описывает основные категории конфигураций маршрутизации, рассматривая различные типы протоколов динамической маршрутизации, которые доступны и часто используются.
Существует два основных способа осуществления маршрутизации: статический и динамический. Статический способ обычно применяется на очень маленьких сетях, где количество маршрутов, которые необходимо проложить, так же мало. При этом статическая маршрутизация иногда применятся и на больших сетях в качестве составной части общей динамически контролируемой инфраструктуры маршрутизации. Динамическая маршрутизация создана, чтобы реагировать на изменения композиции сети автоматически.
Разберём на примере топологии, изображённой на рисунке 1. Этот пример показывает нам количество различных путей, по которым может пройти сообщение, выходя из и направляясь в Я6. Так, пакет может пройти по пути К1-К2-Я4-Я6 или же К1-Я3-Я4-Я6. Таким образом, чтобы настроить маршрут от до Я6, используя путь через Я2 и Я4, статический маршрут должен быть прописан на узлах Я1, Я2 и Я4 для прямого направления и ещё один маршрут на Яб, Я4 и Я2 для обратного. И это, по сути, только для одного направления.
R2 №
И
Рис. 1. Топология сети
Для того чтобы обеспечить доступность каждого направления, которое может существовать в сети, инженеру необходимо просчитать лучшие варианты путей для каждого направления вручную. Очевидно, что этот процесс при определённых
9
размерах сети становится слишком тяжёлым, и ошибка в расчёте будет постоянно замедлять работу всей сети.
Именно по этим причинам динамические протоколы маршрутизации применяются на больших сетях, а статические - на малых или в каких-то особых случаях. Динамические протоколы маршрутизации позволяют избежать проблемы ручной настройки.
После выбора динамического метода маршрутизации, инженер должен принять ещё некоторые решения, приняв конкретный тип протокола динамической маршрутизации: протокол внешнего шлюза (EGP) или протокол внутреннего шлюза (IGP). Протоколы EGP соединяют несколько сетевых доменов. Они называются внешними, потому что протокол по отношению к сетевым доменам является внешним фактором. Протоколы IGP оперируют с маршрутами внутри этих сетевых доменов. Данные протоколы наиболее распространены, так как каждая организация, имеющая сеть, имеет свой собственный сетевой домен.
Современные сети используют только один протокол EGP: протокол граничного шлюза (BGP). Среди протоколов IGP же есть выбор в зависимости от необходимости конкретной сети. Наиболее популярные протоколы IGP:
• Open shortest path first (OSPF);
• Enhanced interior gateway routing protocol;
• Intermediate system to intermediate system (IS-IS);
• Routing information protocol (RIP).
Все EGP и IGP протоколы подразделяются на три типа:
• дистанционно-векторные;
• протоколы состояния каналов связи;
• векторно-путевые.
Между этими типами существуют большие различия. Рассмотрим каждый тип протоколов маршрутизации отдельно.
Перечислим некоторые основных атрибутов, присущих данному типу:
• виденье роутером сети ограничено знанием маршрутов своих роутеров-соседей ("сарафанная маршрутизация");
• роутер отправляет полную версию своей таблицы маршрутов роутерам-соседям с постоянным интервалом;
• есть много времени, чтобы исправить ошибки, так как обновление данных происходит только по временному интервалу;
• в сравнении с протоколами состояния каналов связи, дистанционно-векторные имеют больший риск появления проблемы цикла маршрутизации.
Единственный современный протокол, являющийся дистанционно-векторным -RIP. Он распространяет полную копию своей таблицы маршрутов через все подключенные интерфейсы, каждые 30 секунд.
При получении роутером обновления от «соседа», он обновляет свою таблицу маршрутов (в случае, если нет конфликтов). Если что-то происходит и роутер становится недоступен, маршруты, связанные с ним, остаются неизменными в течение 180 секунд (по умолчанию) прежде чем будут помечены как недоступные. Такой вариант не позволяет сети достаточно быстро среагировать на обрыв маршрута и замедляет трафик, не пропуская его сразу по альтернативному пути.
Протоколы состояния каналов связи обеспечивают каждый маршрут в сети виденьем всей сети целиком, давая возможность каждому роутеру рассчитывать лучший путь через сеть. Все современные протоколы такого рода используют алгоритм Дейкстры для укорочения путей.
OSPF и IS-IS являются протоколами состояния каналов и оба используют алгоритм Дейкстры для нахождения наилучшего пути. При всём этом, настройки данных протоколов сильно разнятся и непосредственный выбор зависит от
потребностей конкретной сети. Протокол OSPF является более распространённым на предприятиях, а IS-IS более популярен в сетях провайдеров.
В настоящее время применяется лишь один-единственный векторно-путевой протокол - BGP. Единожды настроенный, этот протокол, имеет копии всех доступных автономных систем (термин, обозначающий сетевые домены в описании протокола BGP) и путей их достижения. Эта информация даёт протоколу полноценное видение того, какие сети доступны и объявленные пути к каждой из них.
Роутер BGP также использует множество различных свойств пути для определения, какой использовать для достижения нужного узла. Поскольку BGP относится к протоколам EGP и применяется для маршрутизации между сетевыми доменами, часто несколько путей приводят к одному и тому же узлу. Проверяя комбинации свойств путей, роутер уже выбирает конкретный маршрут, который будет использоваться для конкретного случая.
Статический или динамический способ маршрутизации следует использовать, часто определяется размером сети. Если сеть очень мала (насчитывает несколько узлов), статическое решение может найти своё применение. При этом, даже на маленькой сети могут применяться также и динамические протоколы маршрутизации. Как положительный момент, они требуют в таком случае меньшей настройки и могут быть мягко расширены при увеличении масштабов сети, без смены парадигмы маршрутизации.
Тип протокола динамической маршрутизации, которые есть возможность использовать, сильно зависит от конкретной марки коммутационного оборудования, находящегося в использовании. OSPF и EIGRP - наиболее популярные протоколы маршрутизации, применяемые на сетях предприятий. Из них EIGRP обычно считают более простым в настройке, но до сих пор он был собственностью Cisco не поддерживался на оборудовании других производителей.
Список литературы
1. Леинванд А., Пински Б. Конфигурирование маршрутизаторов Cisco. 2-е изд. М.: «Вильямс», 2001. 368 с.
2. Филимонов А. Построение мультисервисных сетей Ethernet. СПб.: BVH-Петербург, 2007. 318 с.
