© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 1 Маршрутизация в IP сетях Основы маршрутизации
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 2 СОДЕРЖАНИЕ Основные понятия марщрутизции: маршрутизатор, алгоритм, протокол, таблица Принцип маршрутизации L2 коммутация и L3 маршрутизация Алгоритмы (и протоколы) и маршрутизации Одношаговые и многошаговые Статические и динамические Классовые и бесклассовые Дистанционно-векторные и состояния связей Внутренние и внешние ASs + Core
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 3 Основные понятия (1) Маршрутизация ( routing ) это процесс перемещения пакета от источника к приемнику через через сеть передачи данных Выполняет маршрутизатор Аппаратно – старшие модели Программно - аппаратно Программно – младшие модели Маршрутизатор ( Router ) это устройство, передающее пакет в нужном направлении (через нужный интерфейс) далее по тексту роутер (короткая запись) называют также шлюз ( gateway в терминологии IETF) Маршрутизируемый протокол (Routed Protocol) Существует в каждом маршрутизаторе для передачи пакета в нужном направлении Нужное направление передачи маршрутизатор определяет на основании таблицы маршрутизации
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 4 Основные понятия (2) Таблицы маршрутизации ( forwarding tables ) формируются протоколами маршрутизации Протокол маршрутизации (Routing Protocol) это распределенный протокол работающий координировано с другими роутерами с целью изучения и формирования глобального представления сети непротиворечивым и законченным способом Протоколы маршрутизации работают по алгоритмам маршрутизации Алгоритмы маршрутизации Одношаговые и многошаговые Статические и динамические Классовые и бесклассовые Дистанционно-векторные и состояния связей Внутренние и внешние
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 5 Протоколы маршрутизации (Routing Protocols)
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 6 Примеры роутеров Cisco 2611 и 7604 Роутеры имеют следующие типы интерфейсов физический (порт) Ethernet /FastE / GE Serial (S) - последовательные интерфейсы Синхронные, Асинхронные (Async), Консольные ( CON, AUX) Виртуальные Loopback, Null, Dialer, Virtual - Template, Multilink Обозначение интерфейсов: < тип, номер порта > Например: e5, s3 < тип, номер модуля/номер порта > Например e0/1, s1/3 В модульных устройствах
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 7 Требования к процессу маршрутизации В процессе маршрутизации роутеру необходимо: Иметь требуемый стек или стеки протоколов ( IP, IPX, DECnet) Иметь информацию о сети получателя соответствующие записи в маршрутной таблице; если записи о маршруте нет - отказаться от передачи пакета и сформировать ICMP сообщение о недостижимости сети назначения Информацию об оптимальном пути к получателю Соответствующие записи в таблице маршрутизации используется метрика (число); оптимальный путь содержит минимальную метрику
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 8 Процесс формирования маршрутной таблицы При инсталляции роутеров запускаются протоколы маршрутизации протоколы маршрутизации обмениваются маршрутной информацией с соседями Информация о маршрутах “ соседей ” используется для формирования своих таблиц маршрутизации Таблица маршрутизации, основные компоненты < Пункт назначения > < Путь доставки > < пункт назначения > = “ адрес сети /подсети назначения ” пункт назначения - это IP- адрес подсети, в которой находится хост < путь доставки > = “ next-hop router” + “ исходящий интерфейс ( порт )” IP- и MAC- адреса исходящего интерфейса роутера (порта) известны роутеру из своих системных таблиц По IP- адресу “next-hop router” (следующий ближайший роутер) определяется MAC- адрес с помощью ARP -таблицы Протоколы маршрутизации могут сформировать один или несколько путей для доставки пакетов в пункт назначения
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 9 Пример таблицы маршрутизации Хост 192.168.1.2 Хост 192.168.5.2 s0 s1 e0 Хост 192.168.6.2 Путь движения пакета Хост 192.10.1.2 - > до Хост 192.10.6.2 R3 192.168. 2.2 192.168. 3.2 R2 R1 Таблица маршрутизации R1 (RIP) Пункт назначения Путь доставки пакета Число хопов Сеть Next-hop Порт Метрика 192.1 68.1.0 /24 local e 0 0 192.168.2.0 /24 local s0 0 192.168.3.0 /24 local s1 0 192.1 68.4.0 / 24 192.1 68.2.2 s0 1 192.168.4.0/24 192.1 68.3.2 s1 1 192.168.5.0/24 192.1 68.2.2 s0 1 192.168.6.0/24 192.1 68.3.2 s1 1 192.1 68.4.0/24 192.1 68. 5.0/24 192.1 68. 3.0/24 192.1 68. 1.0/24 192.1 68. 2.0/24 192.1 68. 6.0/24
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 10 Пример таблицы маршрутизации 1 72.1 7.0.0 R1 R2 R3 R 4 e0 172.18.0.0 1 76.1 6.0.0 172. 1 9.0.0 192.1 68.2.0 192. 168.3.0 192.1 68.1.0 s0 s1 192.1 68.1.1 Таблица маршрутизации R3 Сеть Next-hop Порт Метрика (hops) 1 72.1 6. 0.0 /16 local e 0 0 1 72.1 7. 0.0 /16 192.1 68. 1.1 s0 1 1 72.1 8. 0.0 /16 192.1 68.3.2 s1 1 1 72.1 9. 0.0 /16 192.1 68.3.2 s1 2 192.1 68. 1.0/24 local s0 0 192.1 68. 2.0/24 192.1 68.1.1 s0 1 192.1 68. 2.0/24 192.1 68.3.2 s1 1 192.1 68. 3.0/24 local s1 0 192.1 68.3.2
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 11 Структура записи в маршрутной таблице Записи в таблице маршрутизации формируются одним или более протоколами маршрутизации Каждая запись содержит: Механизм, по которому был распознан маршрут (динамический или статический) Адрес сети или подсети получателя. В некоторых случаях может содержать адреса хостов Адрес роутера на пути к получателю ( Next-hop ) Исходящий интерфейс – порт, через который пакет покидает маршрутизатор Метрика – оценка стоимости всего пути “ Административное расстояние ” – мерило доверия к записи о маршруте. Кто породил запись? Периодичность подтверждения информации о пути
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 12 Хост: прямая / косвенная доставка пакета Что задается в IP- настройках интерфейса Хоста ??? (след. слайд) « IP- адрес Хоста» и «маска подсети» Подсеть Хоста (своя сеть) определяется логической операцией “ И ” Например, « IP- адрес хоста A » = 1 72. 18.23.37 «Маска подсети» = 255.255. 0. 0 -------------------------------------------------------- Логическая операция “ И ” = 172. 18. 0. 0 подсеть хоста А IP- адрес шлюза, IP- адреса DNS Как Хост A узнает, прямая или косвенная доставка ??? Анализирует IP- адреса сети получателя: Если «сеть получателя» = «сеть отправителя» прямая доставка Например, « IP- адрес DNS1- сервера» = 1 72.18.23.101 «Маска подсети» = 255.255.0.0 -------------------------------------------------------------------- Логическая операция “ И ” = 172.18.0.0 DNS1 в сети хоста А Если «сеть получателя» ≠ «сеть отправителя» косвенная доставка Например, « IP- адрес DNS2- сервера» = 1 72.1 7.2 1.101 «Маска подсети» = 255.255.0.0 -------------------------------------------------------------------- Логическая операция “ И ” = 172.17.0.0 DNS2 не в сети хоста А
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 13 Хост: прямая/косвенная доставка пакета 1 72.1 7.0.0 e0 172.18.0.0 1 76.1 6.0.0 192.1 68.2.0 192. 168.3.0 192.1 68.1.0 s0 s1 Прямая Косвенная через шлюз ( GW по умолчанию) Хост А 172.18.23.37 255.255. 0.0 172.18.23.3 172.18.23.101 Конфигурирование сетевого интерфейса хоста А DNS1 172.1 7.2 1. 101 DNS2 172.1 7.2 1.101 172.18.23.37 172.1 8.2 3. 101 172.18.23.3 R2 R1
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 14 Процесс принятия решения о маршруте При поступлении пакета в роутер Выделяется IP- адрес получателя Сопоставляется IP- адрес получателя с информацией в таблице маршрутов и получает сведения об: исходящем интерфейсе (через какой порт передавать) адресе следующего роутера ( next-hop ), откуда можно попасть в пункт назначения Выполняет все необходимые дополнительные функции уменьшение “ времени жизни ” - TTL управление параметрами “ тип сервиса ” – TOS фрагментация при необходимости отработка “ опций ” при необходимости Маршрутизаторы НИКОГДА не передают broadcast или flood пакеты если они не имеют маршрута, они "перекладывают ответственность" на другой роутер, передавая пакет по маршруту «по умолчанию» или «убивая пакет»
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 15 Метрика маршрутизации Решение о лучшем маршруте выполняется на основании метрики маршрута Метрика – это стандарт измерения (число), используемый протоколами маршрутизации Определение лучшего пути к получателю присуще любому протоколу маршрутизации Каждый протокол маршрутизации имеет свою собственную меру того, что является лучшим Маршрутизаторы характеризуют путь к сети назначения с помощью метрики Примеры метрик: Число узлов (hop count) Комплексная метрика, учитывающая пропускную способность, задержку, надежность, нагрузку, максимальный модуль передачи ( MTU )
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 16 Административное расстояние Административное расстояние ( Administrative Distance ) рассматривается как мера достоверности источника информации IP -маршрутизации ( Cisco ) Имеет смысл, когда более одного пути к получателю Малые значения предпочтительней больших значений Значения, вводимые вручную, предпочтительней значений, формируемых автоматически (статические маршруты приоритетны) Протоколы маршрутизации со сложной метрикой предпочтительней протоколов с простыми метриками Сравнение стандартных административных расстояний Источник маршрута (пути) Стандартное административное расстояние Подключенный интерфейс 0 Статический маршрут из интерфейса 0 Статический маршрут к следующему устройству 1 Суммарный маршрут EIGRP 5 Внешний протокол BGP 20 Внутренний протокол EIGRP 90 Протокол IGRP 100 Протокол OSPF 110 Протокол IS-IS 115 Протокол RIP v1 / v2 120 Протокол EGP 140 Внешний протокол EIGRP 170 Внутренний протокол BGP 200 Неизвестный 255
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 17 Принцип маршрутизации (1) В основе маршрутизации лежит коммутация пакетов Коммутация пакета – это перемещение пакета через роутер Пакет коммутируется (ретранслируется) на основании L3- адреса получателя в заголовке поступившего пакета, который не изменяется в процессе коммутации пакета (движения пакета через IP -сеть передачи данных) L3- адреса следующего узла ( next-hop ) в таблице маршрутизации После инсталяции протоколов маршрутизации роутеры Устанавливают соседские отношения с ближайшими роутерами Разные протоколы это делают по разному. Обычно формируются широковещательные кадры и..... “ устройства увидели друг друга ” Обмениваются данными о топологии сети для ее изучения и формирования оптимальной таблицы маршрутизации обмениваются приветствиями ( hello- пакетами) или периодическими обновлениями ( Update- пакетами ) Формируют таблицы маршрутизации с оптимальными путями к получателям для последующей ретрансляции пользовательского трафика к этим получателям
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 18 Принцип маршрутизации (2) При коммутации пакета роутеру необходимо сформировать L3- и L2- адреса L3- адреса ( IP- адреса) отправителя и получателя берутся из входящего пакета и не изменяются при формировании исходящего пакета L2- адреса (MAC- адреса ) отправителя и получателя необходимо сформировать Для формирования L2- адресов используется Таблица маршрутизации, для определения Исходящего интерфейса (МАС - адреса порта отправителя роутера) Роутер “ знает ” свой МАС - адреса порта, через который пакет передается Соседнего роутера на пути к получателю ( IP- адрес Next-hop роутера ) IP- адрес “Next-hop роутера ” используется для получения “MAC- адреса Next-hop роутера ” “MAC- адреса Next-hop” роутера ищется в ARP- таблице роутера, которая формируется ARP протоколом В ARP -таблице хранятся IP- адреса “ прямо подключенных устройств ” и соответствующие им MAC- адреса
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 19 Таблица маршрутизации ( RIP ) М ( 6 0) – метрика 60, обратно пропорциональна скорости, не учитывается в RIP Хост 192.10.1.2 Хост 192.10.5.2 192.10.1.0/24 М (10) 192.10. 5.0/24 М (10) 192.10. 4.0/24 М ( 6 0) 192.10. 2.0/24 М ( 2000 ) 192.10. 3.0/24 М ( 60 ) S0 S1 E0 E0 192.10.6.0/24 М (1 0 ) Хост 192.10.6.2 Хост 192.10.1.2 - > Хост 192.10.6.2 R3 192.10. 2.2 192.10. 3.2 R2 R1 Таблица маршрутизации R1 (RIP) Сеть Next-hop Порт Метрика 192.10.1.0 /24 directly e 0 - 192.10.2.0 /24 directly s0 - 192.10.3.0 /24 directly s1 - 192.10.4.0 / 24 192.10.2.2 s0 1 192.10.4.0/24 192.10.3.2 s1 1 192.10.5.0/24 192.10.2.2 s0 1 192.10.6.0/24 192.10.3.2 s1 1
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 20 Пример маршрутизации ( OSPF ) М ( 6 0) – метрика 60, обратно пропорциональна скорости, учитывается в OSPF Хост 192.10.1.2 Хост 192.10.5.2 192.10.1.0/24 М (10) 192.10. 5.0/24 М (10) 192.10. 4.0/24 М ( 6 0) 192.10. 2.0/24 М ( 2000 ) 192.10. 3.0/24 М ( 60 ) S0 S1 E0 E0 192.10.6.0/24 М (1 0 ) Хост 192.10.6.2 Хост 192.10.1.2 - > Хост 192.10.5.2 R3 192.10. 2.2 192.10. 3.2 R2 R1 Таблица маршрутизации R1 (OSPF) Сеть Next-hop Порт Метрика 192.10.1.0 /24 directly e 0 10 192.10.2.0 /24 directly s0 2000 192.10.3.0 /24 directly s1 60 192.10.4.0 / 24 192.10.2.2 s0 2060 192.10.4.0/24 192.10.3.2 s1 120 192.10.5.0/24 192.10. 3.2 s0 130 192.10.6.0/24 192.10.3.2 s1 70
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 21 L2 коммутация и L3 маршрутизация (1) L2 коммутатор работает только с MAC адресами хостов/узлов (ничего не знает об IP-адресах) формирует в процессе “ самообучения по source МАС-адресам ” таблицу MAC-адресов хостов, называемой таблицей коммутации в таблице коммутации содержатся пары “MAC- адрес - -- порт коммутатора ” L2 коммутация, применяемая в LAN, для передачи пакетов по IP- адресу назначения, связана с понятием широковещательный домен (broadcast domain) в широковещательном домене каждый хост “ видит IP- адреса ” других хостов посредством соответствующих им MAC- адресов в ARP -таблицах в ARP -таблице содержатся пары IP и MAC-адресов L3 маршрутизация предназначена для передачи пакетов между широковещательными доменами, посредством таблицы маршрутизации Таблица маршрутизации формируется каждым маршрутизатором и содержит информацию о маршрутах к сетям
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 22 L2 коммутация и L3 маршрутизация (2)
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 23 ARP- таблицы и таблицы маршрутизации ARP - таблица формируется каждым хостом (и роутером), подключенных к Ethernet коммутаторам необходима для поддержки L 2 коммутаций внутри широковещательного домена, к которому подключено данное устройство содержит пары IP и MAC-адресов Таблица маршрутизации формируется каждым маршрутизатором необходима для доставки данных за пределы широковещательного домена содержит информацию о маршрутах к сетям: IP-адреса доступных сетей Признак подключения этих сети прямо (непосредственно) подключенная сеть (обозначена символом ‘‘C’’) Косвенно подключенная сеть (обозначена символом ‘‘R’’ – по RIP протоколу), IP- адрес следующего роутера, через который доступна сеть Интерфейсы, через которые информация будет отправлена в нужную сеть Метрика - значение счетчика транзитных узлов до этих известных сетей (Win) arp -a Interface: 172.18.16.76 --- 0x2 ( порт ) Internet Address Physical Address Type 172.18.16.169 00-20-ed-59-b4-d2 dynamic 172.18.18.1 00-15-17-24-e5-c7 dynamic
r1.lab#show ip route Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2 i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2 ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route o - ODR, P - periodic downloaded static route Gateway of last resort is not set 10.0.0.0/8 is variably subnetted, 8 subnets, 2 masks C 10.10.0.0/16 is directly connected FastEthernet 0/0 R 10.30.0.0/16 [120/1] via 10.20.0.2 FastEthernet 0/1 C 10.20.0.0/16 is directly connected FastEthernet 0/1 R 10.40.0.0/16 [120/1] via 10.70.0.2 Serial 0/1/0 R 10.60.0.0/16 [120/2] via 10.70.0.2 Serial 0/1/0 R 10.50.0.0/16 [120/1] via 10.70.0.2 Serial 0/1/0 C 10.70.0.0/16 is directly connected Serial 0/1/0 C 10.70.0.2/32 is directly connected Serial 0/1/0 Пояснения: “ R ” – маршрут изученный по RIP В скобках – [Administrative Distance/ Metric] После “Via” – IP адрес net hop и исходящий интерфейс © Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 24
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 25 Процесс формирования кадра Для передачи кадра и инкапсулированного в него пакета хост/роутер отправитель должен сформировать MAC- и IP -адреса отправителя и получателя MAC- и IP -адреса отправителя хост/роутер знает из своих конфигурационных настроек IP -адрес получателя в роутере берется из пришедшего пакета, подлежащего маршрутизации Процесс формирования MAC -адреса получателя в хосте отправитель и получатель расположены в одном широковещательном домене по “IP -адресу получателя ” хост находитв ARP -таблице “ MAC-адрес получателя ”, формирует кадр и предается через нужный интерфейс отправитель и получатель расположены в разных широковещательных доменах хост отправителя использует стандартный шлюз-маршрутизатор ( IP- адрес шлюза прописывается в компьютере при установке стэка протоколов TCP/IP По “IP -адресу шлюза ” находит в ARP -таблице “ MAC-адрес шлюза ” и предает кадр через нужный интерфейс этому шлюзу-маршрутизатору Процесс формирования MAC -адреса получателя в роутере Из пришедшего пакета изымается IP- адрес получателя Находится в таблице маршрутизации сеть (строка таблицы), наиболее точно описывающая маршрут Если прямо адресуемая сеть назначения по “IP -адресу получателя ” ищется в ARP -таблице “ MAC-адрес получателя ”, формируется кадр и предается через нужный интерфейс Если косвенно адресуемая сеть по “IP -адресу next-hop” ищется в ARP -таблице “ MAC-адрес next-hop” роутера, формируется кадр и предается через нужный интерфейс
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 26 Процесс выбора маршрута Роутер берет IP- адрес получателя из заголовка пришедшего пакета Берется маска сети из первой записи ( строчки ) в таблице маршрутизации Выполняется логическая операция ‘‘И’’ (определяется номер сети) Выполняется сравнение полученного результата с сетью в первой записи таблицы маршрутизации Если совпали адреса сети, пакет пересылается на интерфейс (порт) маршрутизатора, с которым связана данная запись в таблице маршрутизации Если не совпали адреса сети, проверяется на совпадение следующая запись в таблице маршрутизации описанным выше образом Если адрес пакета не соответствует ни одной из записей в таблице маршрутизации, роутер проверяет, есть ли у него маршрут по умолчанию если в роутере сконфигурирован маршрут по умолчанию, пакет передается на соответствующий ему порт роутера Маршрут по умолчанию (default route) — это маршрут, который конфигурирует в устройстве системный администратор и который будет использоваться устройством в том случае, если не найдены соответствия ни одной записи в таблице маршрутизации; если же маршрута по умолчанию нет, то пакет будет отброшен роутером в обратном направлении роутер отправит ICMP- сообщение о том, что сеть получателя недоступна
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 27 Разница между МАС- и IP- адресами MAC-адреса не организованы по какому-то определенному принципу нет проблем с управлением сетями, поскольку отдельные сетевые сегменты не содержат большого количества узлов L2 коммутируемые сети не блокируют широковещательные рассылки третьего уровня Вследствие этого L2 сети могут быть подвержены широковещательным штормам. IP-адреса иерархически организованы, позволяют рассматривать группы адресов как единое целое до тех пор, пока не потребуется определить адрес конкретного узла L3 маршрутизаторы обычно блокируют широковещательные рассылки, ограничивая зону действия широковещательных штормов локальным широковещательным доменом Поэтому маршрутизаторы предоставляют более высокий, чем коммутаторы, уровень защиты и контроль полосы пропускания
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 28 CIDR (Бесклассовая междоменная маршрутизация), Правило “ длиннейшего ” маршрута
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 29 CIDR Дефицит класса В в ыделяют несколько классов С вместо одного адреса класса B Проблема: каждая сетка класса C нуждается в отдельной строке маршрутизации ! Решение : бесклассовая междоменная маршрутизация [ Classless Inter-domain Routing ( CIDR )] Также называемая “ суперсеть ” Ключевой момент : надо так распределить адреса, чтобы они в итоге могли быть просуммированы, то есть, расположены рядом необходимо совместное использование одних и тех же старших бит при делении сети на подсети (то есть префикс) Таблицы маршрутизации должны иметь маски подсететей и протоколы маршрутизации должны быть способны к переносу маски подсети. Система обозначений: 128.13.0/23 Когда IP - адресу ( 194.0.22.1), соответствует много строк (записей), выбирается строка с самым длинным префиксным соответствием
© Masich G.F. 30 RFC 1519: Бесклассовая междоменная маршрутизация (CIDR) IP Address : 12.4.0.0 IP Mask: 255.254.0.0 00001100 00000100 00000000 00000000 11111111 11111110 00000000 00000000 Адрес Маска Хост Префикс сети До CIDR: Граница сети заканчивалась на 8-, 16, 24- бите CIDR: Граница сети может закончится на любом бите Network Prefix обычно пишется как 12.4.0.0/15, или “ суперсеть ”
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 31 00001100 00000100 00000000 00000000 11111111 11111110 00000000 00000000 12.4.0.0/15 00001100 00000101 00001001 00010000 00001100 000001 1 1 00001001 00010000 12.5.9.16 12.7.9.16 12.5.9.16 покрывается префиксом 12.4.0.0/15 12.7.9.16 не покрывается префиксом 12.4.0.0/15 Префикс маска
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 32 Service Provider Global Internet Routing Mesh 204.71.0.0 204.71.1.0 204.71.2.0 204.71.255.0 …...……. 204.71.0.0 204.71.1.0 204.71.2.0 204.71.255.0 …...……. Междоменная маршрутизация без CIDR Service Provider Global Internet Routing Mesh 204.71.0.0 204.71.1.0 204.71.2.0 204.71.255.0 …...……. 204.71.0.0/16 Междоменная маршрутизация с CIDR Иллюстрация суммирования маршрута в CIDR
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 33 Правило длиннейшего маршрута Destination =12.5.9.16 ------------------------------- нагрузка Prefix Interface Next Hop 12.0.0.0/8 10.14.22.19 ATM 5/0/8 12.4.0.0/15 12.5.8.0/23 attached Ethernet 0/1/3 Serial 1/0/7 10.1.3.77 Таблица IP маршрутизации 0.0.0.0/0 10.14.11.33 ATM 5/0/9 Еще лучше OK лучше Наилучший !
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 34 Алгоритмы (и протоколы) и маршрутизации
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 35 Протоколы и алгоритмы маршрутизации Протоколы маршрутизации могут быть построены на основе разных алгоритмов, отличающихся способами построения таблиц маршрутизации, способами выбора наилучшего маршрута и другими особенностями своей работы Протоколы маршрутизации можно классифицировать так: Одношаговые и многошаговые Статические и динамические Классовые и бесклассовые Дистанционно-векторные и состояния связей Внутренние и внешние
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 36 Алгоритмы маршрутизации: одношаговые При выборе рационального маршрута определяется только следующий (ближайший) маршрутизатор, а не вся последовательность маршрутизаторов от начального до конечного узла Маршрутизация выполняется по распределенной схеме: каждый маршрутизатор ответственен за выбор только одного шага маршрута а окончательный маршрут складывается в результате работы всех маршрутизаторов, через которые проходит данный пакет Такие алгоритмы маршрутизации называются одношаговыми
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 37 Алгоритмы маршрутизации: многошаговые Многошаговый подход - маршрутизация от источника (Source Routing) Идея: узел-источник задает в отправляемом в сеть пакете полный маршрут его следования через все промежуточные маршрутизаторы Поэтому нет необходимости строить и анализировать таблицы маршрутизации в каждом маршрутизаторе И это ускоряет прохождение пакета по сети, разгружает маршрутизаторы, но при этом большая нагрузка ложится на конечные узлы Эта схема в сетях применяется сегодня гораздо реже, чем схема распределенной одношаговой маршрутизации В новой версии протокола IP наряду с классической одношаговой маршрутизацией будет разрешена и маршрутизация от источника Далее в курсе не рассматривается
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 38 Одношаговые алгоритмы маршрутизации В зависимости от способа формирования таблиц маршрутизации делятся на три класса: Алгоритмы фиксированной (или статической) маршрутизации Алгоритмы простой маршрутизации Алгоритмы адаптивной (или динамической) маршрутизации
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 39 Алгоритмы маршрутизации: статические (1) Статические маршруты заносит Администратор сети вручную (например, с помощью утилиты route ОС Unix или Windows NT) 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 многомаршрутные таблицы, определяющие несколько альтернативных путей для каждого адресата должно быть задано правило выбора одного из маршрутов чаще всего один путь является основным, а остальные – резервными Статическая (фиксированная) маршрутизация приемлема только в небольших сетях с простой топологией Однако может быть эффективно использован на магистралях крупных сетей, если имеет простую структуру с очевидными наилучшими путями следования пакетов в подсети, присоединенные к магистрали
© Masich G.F. 17.02.2019 L30 Основы IP технологии 40 172.17.0.0 172.18.0.0 172.16.0.0 172.19.0.0 Есть маршрутная информация по WAN линкам ( не USER пакеты - издержки ) динамическая маршрутизация, (например, RIP) статическая маршрутизация Статическое задание маршрута: 172.19.0.0 interface s2 s2 s0 “Stub” Нет маршрутной информации по этому линку Статическое задание маршрута: 172.16.0.0 interface s 0 172.17.0.0 interface s 0 172.18.0.0 interface s 0 Или статическая маршрутизация по умолчанию: 172.19.0.0 interface s 1 0.0.0.0/0 interface s 0 Используются при подключении конечных сетей (не транзитных – ”Stub” ) Отсутствует routing - update сообщения (разгружаем сеть) s 1
© Masich G.F. 17.02.2019 L30 Основы IP технологии 41 172.16.0.0 s0 s1 s2 s3 “Hub” 172.17.0.0 172.18.0.0 172.19.0.0 172.20.0.0 Один из “Spoke” Статическое задание маршрута: 172.16.0.0 interface s0 Коммуникации возможны только между hub and spoke, но не между двумя spoke Статическое задание маршрута: 172. 17.0.0 interface s 0 172.1 8.0.0 interface s 1 172.1 9. 0.0 interface s 2 172. 20. 0.0 interface s 3 s0 s0 s0 s0 s1 s1 s1 s1 При подключении к сети вышестоящего провайдера, например, в соединениях точка-точка, например по технологии X.25, ISDN, Frame Relay, ATM Обмен возможен только между сетями оконечной системой и узлом ( hub )
общий принцип маршрутизации Трафик неизвестным адресатам будет отклонен маршрутизатором (ICMP сообщение!!!) поведение может быть изменено заданием маршрута по умолчанию принцип маршрутизации значения по умолчанию трафик неизвестным адресатам пошлют в заданный по умолчанию маршрут (заданная по умолчанию сеть) подразумевается, что другой маршрутизатор знает о большем количистве сетей permits routers для передачи не полных таблиц маршрутизации заданная по умолчанию сеть, отмечается сетевым префиксом, равным 0.0.0.0 В таблицах маршрутизации В routing updates, используемых динамической маршрутизацией © Masich G.F. 17.02.2019 L30 Основы IP технологии 42
© Masich G.F. 17.02.2019 L30 Основы IP технологии 43 172.17.0.0 172.18.0.0 172.16.0.0 172.19.0.0 динамическая маршрутизация статическая маршрутизация Статическое задание маршрута: 172.19.0.0 interface s2 s2 s0 Статическое задание маршрута: 0.0.0.0/0 interface s0 (это и есть “default route” ) Вопрос: что происходит с трафиком, сгенерированным в сети 172.19.0.0 с неизвестным адресом назначения? Что это означает для WAN link ?
© Masich G.F. 17.02.2019 L30 Основы IP технологии 44 172.16.0.0 s0 s1 s2 s3 172.17.0.0 172.18.0.0 172.19.0.0 172.20.0.0 Статическое задание маршрута: 0.0.0.0 /0 interface s0 Коммуникации возможны между любыми сетями Статическое задание маршрутов: 172. 17.0.0 interface s 0 172.1 8.0.0 interface s 1 172.1 9. 0.0 interface s 2 172. 20. 0.0 interface s 3 s0 s0 s0 s0 В случае использования маршрута по умолчанию в оконечных системах обеспечивается обмен меду любыми сетями через роутер HUB “Hub”
Internet Маршрут по умолчанию - доступ в Интернет © Masich G.F. 17.02.2019 L30 Основы IP технологии 45 192.20.2.16 /28 192.20.2.32 /28 192.20.2.48 /28 динамическая маршрутизация статическая маршрутизация Статическое задание маршрута по : 0.0.0.0 /0 interface s2 s2 s0 Корпоративная сеть Internet Service Provider (ISP) Статическое задание маршрута: 192.20.2.0 /24 interface s0 В случае подключения корпоративной сети к Интернет также целесообразно использовать статический маршрут по умолчанию на роутере, подключенном к провайдеру
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 46 Алгоритмы маршрутизации: простые 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 попавшем случайном направлении, кроме исходного; лавинная маршрутизация, когда пакет широковещательно посылается по всем возможным направлениям, кроме исходного (аналогично обработке мостами кадров с неизвестным адресом); 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
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 47 Алгоритмы маршрутизации: динамические (1) Адаптивная (или динамическая) маршрутизация самая распространенная имеет распределенный характер (работа распределяется между всеми маршрутизаторами сети) Каждый маршрутизатор: собирает и рассылает соседям информацию о топологии связей оперативно отрабатывает все изменения конфигурации связей обеспечивает автоматическое обновление таблиц маршрутизации формирует для каждого маршрута время его жизни
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 48 Алгоритмы маршрутизации: динамические (2) Таблицы маршрутизации формируют протоколы маршрутизации, например, RIP, EIGRP, OSPF, BGP
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 49 Алгоритмы маршрутизации: адаптивная ( 3 ) ПРИМЕЧАНИЕ 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)
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 50 Алгоритмы маршрутизации: адаптивные ( 4 ) Адаптивные алгоритмы маршрутизации должны: обеспечивать, если не оптимальность, то хотя бы рациональность маршрута быть достаточно простыми, чтобы не тратилось много сетевых ресурсов (не слишком большой объем вычислений, не большой / не интенсивный служебный трафик) обладать свойством сходимости, то есть всегда приводить к однозначному результату за приемлемое время Адаптивные алгоритмы маршрутизации и реализующие их протоколы в свою очередь делятся на две группы: дистанционно-векторные алгоритмы ( Distance Vector Algorithms, DVA); алгоритмы состояния связей ( Link State Algorithms, LSA).
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 51 DVA - дистанционно-векторные (1) Каждый роутер периодически и широковещательно рассылает по сети вектор, в котором показывает известные ему сети расстояния до них под расстоянием обычно понимается число хопов. возможна метрика не только числом хопов, но и, например, временем прохождения пакетов по сети между соседними узлами При получении вектора от соседа роутер увеличивает расстояния до указанных в векторе сетей на расстояние до соседа добавляет к вектору информацию об известных ему других сетях, о которых он узнал непосредственно (если они подключены к его портам) или из аналогичных объявлений других роутеров рассылает новое значение вектора по сети В конце процесса сходимости протоколов маршрутизации каждый роутер узнает информацию обо всех имеющихся сетях и о расстоянии до них через соседние роутеры
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 52 DVA - дистанционно-векторные ( 2 ) DVA хорошо работают только в небольших сетях В больших сетях что плохо? засоряют линии связи интенсивным широковещательным трафиком изменения конфигурации могут отрабатываться не всегда корректно, так как нет представления о топологии сети, а работа выполняется “ по слухам ” Наиболее распространенные DVA -протоколы: RIP (Routing Information Protocol), который распространен в двух версиях RIP IP, работающий с протоколом IP RIP IPX, работающий с протоколом IPX IGRP (Cisco, Interior Gateway Protocol) Apple Talk RTMP (Routing Table Maintenance Protocol)
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 53 LSA - алгоритм состояния связей (1) Каждый роутер имеет точный граф сети (домена маршрутизации) Все роутеры работают на основании одинаковых графов поэтому процесс маршрутизации более устойчив к изменениям топологии «Широковещательная» рассылка используется только при изменениях состояния связей в графе в надежных сетях изменения происходят не так часто Вершины графа роутеры и объединяемые ими сети Распространяемая по сети информация о графе информация содержит сведения о связях различных типов: роутер - роутер, роутер - сеть
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 54 LSA - алгоритм состояния связей (2) Как представлен граф сети в роутере В каждом роутере формируется топологическая база данных ( “roadmap” ), в которой представлена информация о всех роутерах, линках (каналах связи между роутерами) и их стоимостях (метрика) Принцип “roadmap” сетевая дорожная карта Таблица маршрутизации Вычисляется роутером по сформированной у него топологической базе данных ( roadmap ) Вычисление коротких путей ( SPF ) Используется алгоритм SPF ( Shortest Path First, разработчик - Dijkstra's ), алгоритм по “roadmap” ищет наиболее короткий путь к сети назначения короткий путь сохраняется в таблице маршрутизации Изменение топологии (включение или отключения линка, изменение линка) Каждый роутер “ видит ” изменения своих линков И распространяет ( flooding ) в сеть эти изменения ( L ink S tate A dvertisements - LSAs )
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 55 LSA - алгоритм состояние связей (3) Как роутер видит изменение состояния связи ( LSAs) ? Маршрутизатор периодически обменивается короткими пакетами HELLO со своими ближайшими соседями для проверки их достижимости (проверка каналов/портов/интерфейсов ) Этот служебный трафик засоряет сеть не в такой степени как, например, RIP-пакеты, так как пакеты HELLO имеют намного меньший объем Как происходит Flooding LSAs ? Передача роутером сообщений об изменении связей ( LSAs ) выполняется по Multicast технологии Приводят к изменению топологической базы данных в других роутерах и, как следствие, к изменению таблиц маршрутизации Если изменений в топологии нет Используются только короткие Hello сообщения для наблюдения за линками (тестируется достижимость соседних роутеров) Поэтому полоса пропуская линка меньше загружается в сравнении Updates сообщениями дистанционно-векторных протоколов, в которых предается вся таблица маршрутизации
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 56 LSA - алгоритм состояние связей ( 4 ) Примеры LSA протоколов маршрутизации: IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) стека OSI OSPF (Open Shortest Path First) стека TCP/IP PNNI (ATM технология ) APPN (IBM) NLSP стека Novell
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 57 Сравнение протоколов маршрутизации
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 58 Внутренние и внешние протоколы маршрутизации в IP-сетях
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 59 ASs + Core = Internet Интернет происходит от своей предшественницы -ARPANET Интернет изначально строилась как сеть, объединяющая большое количество существующих систем С самого начала в ее структуре выделяли магистральную сеть (core backbone network) автономные системы (autonomous systems, AS) - сети, присоединенные к магистрали Автономная система (AS) - это сеть находящаяся под единым административным управлением Каждая AS использует собственные протоколы маршрутизации значит внутри каждой AS своя политика маршрутизация Все AS имеют уникальный ( 2 16 ) номер 2 байта отводится по номер AS Магистральные сети также являются автономными системами со своими номерами AS
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 60 Core / магистраль / точка обмена трафиком Core / ядро /магистраль - набор роутеров, которые имеют непротиворечивую и полную информацию обо всех адресатах Роутеры в сетях S1, … Sn могут иметь “ частичную информацию ” (не полную информацию обо всех адресатах), если они указывают заданные по умолчанию маршруты на core Таким образом, отдаленные роутеры (пограничные роутеры в сетях S1, S2 … ) Поставляют Core информацию о своих сетях Используют маршруты по умолчанию к Core Частичная информация позволяет администраторам производить локальные изменения маршрутизации по месту нахождения независимо друг от друга CORE S 1 S 2 S n ...
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 61 Маршрутизация внутри ( intra ) AS и между (inter) AS a b b a a C A B d Gateways : Выполняет маршутизацию между AS ( inter-AS ) Выполняет маршрутизацию внутри AS ( intra-AS) между роутерами этой AS A.c A.a C.b B.a c b c inter-AS, intra-AS Маршрутизация в Роутере A.c Сетевой уровень Канальный уровень Физический уровень Gateways – пограничный роутер в AS Внешний протокол маршрутизации Внутренний протокол маршрутизации A, B, C Автономные системы ( AS ) C
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 62 Внутренние и внешние роутеры / протоколы ШЛЮЗЫ / РОУТЕРЫ : Внутренние шлюзы (interior gateways) используются для образования сетей и подсетей внутри AS Внешние шлюзы (exterior gateways) Используются для подключения AS друг к другу или к магистрали ПРОТОКОЛЫ МАРШРУТИЗАЦИИ : Протоколы внутренних шлюзов (interior gateway protocol, IGP ) используются внутри автономных систем (AS) будем далее по тексту называть внутренний протокол маршрутизации Внутри AS допустим любой внутренний протокол IGP ( RIP, OSPF и т.д.) Протоколы внешних шлюзов (exterior gateway protocol, EGP ) Используются между AS Между AS работает, в настоящее время (2009), внешний протокол маршрутизации BGP-4
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 63 Зачем нужны AS ? Смысл разделения Интернет на автономные системы ( AS ): Возможность реализации политик маршрутизации Способность к расширению в больших масштабах ( МАСШТАБИРОВАНИЕ ) Изменение протоколов маршрутизации внутри какой-либо AS никак не должно влиять на работу остальных AS Деление Internet на AS способствует агрегированию маршрутов в магистральных и пограничных роутерах Внутренние роутеры строят достаточно подробные графы связей между собой, чтобы выбрать наиболее рациональный маршрут внутри AS Однако детальная топология внутри AS не нужна другим AS Это обстоятельство позволяет представить содержимое одной AS другой AS, как правило, одной строчкой таблицы маршрутизации Пограничные роутеры представляют AS как единое целое для остальной части Интернета Пограничные маршрутизаторы обмениваются минимальной маршрутной информацией: адрес(а) IP-сети(ей) AS и внутреннее расстояние до этих сетей от данного пограничного роутера
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 64 Автономные системы Autonomous Systems (AS)
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 65 Сегодняшняя карта сети Большой ISP Большой ISP Dial-Up ISP Сеть доступа Средний ISP Заглу шка Заглу шка Заглу шка Большое количество иных сетей
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 66 Цель EGP EGP R2 R1 R3 A AS1 AS2 Вы можете достигнуть сеть А через меня traffic to A Разделяемая информационная коннективность через ASes R border router – Пограничный маршрутизатор internal router – внутренний маршрутизатор Табл маршрутизации R1: dest next hop A R2
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 67 Как формируется Inter-AS маршрутизация? Два типа маршрутизаторов Пограничный маршрутизатор (фронтальный) [ Border router (Edge)] Внутренний маршрутизатор (центральный) [ Internal router (Core)] Два пограничных маршрутизатора различных AS имеют BGP-сессии R border router internal router BGP R2 R1 R3 AS1 AS2
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 68 Intra-AS в сравнении с Inter-AS Автономная система ( AS ) - домен маршрутизации В пределах AS : Может выполнятся протокол маршрутизации link-state / “ состояние связи ” Доверие к другим маршрутизаторам Масштаб сети относительно мал Между AS : Отсутствие информации о топологии сети другой AS Предполагается пересечение границ Протокол маршрутизации “ состояния связей ” (LSA) не масштабируем до размеров Интернет Протокол маршрутизации базируется на распространении / размножении маршрута
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 69 Требования к междоменной ( Inter-AS ) маршрутизации Масштабироваться до размера глобального Internet Фокус на достижимости, а не оптимальности использование технологии агрегации адресов для уменьшения размеров таблиц маршрутизации и связанного с ним трафика управления В то же самое время, это должно обеспечить гибкости топологической структуре (eg: не ограничится деревьями и т.д) Позволить политики маршрутизации между AS Политика обращается к произвольному предпочтению среди меню располагаемых маршрутов (основанный на атрибутах маршрутов) Полностью распределенная маршрутизация (в противоположность сигнализируемой технологии) - единственная возможность Удовлетворение возникающих потребностей в более новой политики
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 70 Autonomous Systems (AS) Автономные системы Internet - не одна сеть Коллекция сетей, которые контролируют различные администраторы Автономная система ( AS ) - сеть под единственным административным управлением А S - имеет IP-префикс Каждая AS имеет уникальный AS номер Каждая AS должна иметь коннективность с inter-network (международной сетью), образуя единственную виртуальную глобальную сеть Нуждается в общем протоколе для связи
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 71 Autonomous Systems (ASes) Автономная система (AS) - автономная маршрутная область (домен маршрутизации), которой назначен Номер AS Все части в пределах автономной системы связаны RFC 1930: Guidelines for creation, selection, and registration of an Autonomous System администрирование автономной системы видно в других автономных системах, имеет единственную когерентную внутреннюю схему маршрутов связи и представляет непротиворечивое изображение того, какие сети являются доступными
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 72 Internet регистратуры IANA www.iana.org RFC 2050 – Принципы распределения IP регистратурами Internet RFC 1918 - Распределение адресов для Частных Internet RFC 1518 - Архитектура для IP- адреса CIDR ARIN www.arin.org APNIC www.apnic.org AfriNIC www.ripe.org Распредел яется национальным и локальным регистраторам поставщикам Internet-сервиса () Адреса, назначенные клиент ам поставщиками Internet-сервиса RIPE www.ripe.org LACNIC www.apnic.org Internet регистратуры занимаются распределением и выдачей IP- адресов, AS, обратных доменных зон
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 73 AS нумерация (ASNs) Значение из 16 бит Диапазон « 64512 – 65535 » - “private” Genuity: 1 MIT: 3 Harvard: 11 UC San Diego: 7377 AT&T: 7018, 6341, 5074, … UUNET: 701, 702, 284, 12199, … Sprint: 1239, 1240, 6211, 6242, … ИМСС 8775, RBNET – 5568, ПГТУ -, ПГУ - … AS представляют модули политики маршрутизации В настоящее время используется около 11000
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 74 AS “ и ” Учреждение Нет одинаковых AS Многие учреждения имеют несколько AS Некоторые учреждения не имеют собственного номера AS Владелец (собственник) AS точно определяется (Whois) Нет одинаковых блоков IP-адресов (префикс) Многие учреждения имеют несколько (не смежных) префиксов Некоторые учреждения - маленькие части большего адресного блока Владелец (собственник) префикса точно определяется (Whois) Нет одинаковых доменных имен (att.com) Некоторые сайты можно разместить ( hosted ) в других институтах Некоторые учреждения имеют несколько доменных имен (att.net)
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 75 Характеристика AS -графа Структура AS -графа Высокая изменчивость: степень числа узлов ("степенной закон") Только несколько очень высоко-связанных AS Много AS имеют несколько подключений 1 10 100 1000 CCDF 1 0.1 0.01 0.001 AS подключения Все ASes имеют подключения хотя бы одно подключение ( >= 1 ) Очень немногие имеют степень > = 100
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 76 Откуда получают BGP -маршруты : Public Servers 80 701 7018 4 1221 3786 7 BGP сессии 9.184.112.0/20 3.0.0.0/8
© Masich G.F. 77 Типы AS : не транзитные и транзитные ISP 1 ISP 2 Не транзитная AS Может быть корпоративный или сеть университетского Городка (комплекса зданий). NET A Трафик от ISP 1 НИКОГДА не достигнет ISP 2 через NET A Интернет сервис провайдеры (ISPs) Имеют, как правило, транзитные сети
© Masich G.F. 78 NET B NET C NET A предоставляет транзит между: NET B и NET NET D и NET C NET A NET D NET A не предоставляет транзит между: NET D и NET B Большинство транзитных AS предоставляют только выборочный транзит: на коммерческой основе Транзит cелективный/выборочный
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 79 Клиент и провайдер Клиент платит провайдеру за доступ в Интернет провайдер клиент IP трафик Провайдер Клиент
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 80 Иерархия клиент-провайдер IP трафик Провайдер Клиент
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 81 Пиринговые отношения peer peer customer provider Peer обеспечивает транзит между их соответствующими клиентами Peer не обеспечивает транзит между Peer Peer (часто) не заменяют $$$ трафик разрешенный Трафик не разрешенный Пиринг (англ. peering ) — соглашение интернет-операторов об обмене трафиком между своими сетями, а также техническое взаимодействие, реализующее данное соглашение: соединение сетей и обмен информацией о сетевых маршрутах по протоколу BGP.
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 82 Пример: Служба America Online ( AOL’s ) Междоменная политика, свободная от взаиморасчетов Эксплуатационные требования к пиринговым сетям Выход из строя одного узла не приводит к потере трафика Единственный номер AS Укомплектованность центра эксплуатации сети Базовая емкость Не менее 10 Гбит/с между 8 или больше городами Минимальное быстродействие принговых каналов - 622 M бит/с Пиринг локализации (в США) Не менее четырех Размещенных в: округ Колумбия (1), середина страны (2), участок “ Залив ” - Bay area (3), и Нью Йорк Сити или Атланты (4)
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 83 AOL требования к маршрутизации Непротиворечивые объявления В с е клиенты маршрутизируются Со всеми точками пиринга С той же самой длиной AS - path Блок адресов Агрегация маршрутов в максимально возможной степени Блоки адресов не меньшие чем /24 Адресные блоки зарегистрированы (например, в RIPE ) Нет маршрутизации по умолчанию (в точку пиринга ) Трафик посылается только по назначению, объявленному службой America Online ( AOL )
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 84 Пиринговые воины Уменьшает транзитные затраты в восходящем потоке данных Может увеличить end-to-end параметры (рабочие характеристики) Может быть единственным способом подключения ваших клиентов к некоторой части Internet (“Уровень 1”) Вы предпочитаете быстрее иметь клиентов Peers – являются вашими конкурентами Peering зависимости необходимо периодически пересматривать Пиринговая ( Peering ) борьба - безусловно самая спорная проблема в мире поставщиков Internet-сервиса! Пиринговые ( Peering ) договоры являются часто конфиденциальными Пирится ( Peer ) Не пирится ( Don’t Peer )
© Masich G.F. 17.02.2019 IP-маршрутизаци 85 Информация о топологии затопляет ( flooded ) домен маршрутизации Лучший end-to-end путь вычисляется локально в каждом маршрутизаторе Лучший end-to-end путь определяет следующий next-hops Основан на минимизации некоторого понятия расстояния Работает только если политика разделяется всеми и однородна Примеры: OSPF, IS-IS Каждый маршрутизатор знает немного о топологии сети Каждым маршрутизатор выбирает только лучший next-hops для каждой destination-сети Лучший end-to-end путь является результатом композиции всех выбранных next-hop Не требует никакого понятия расстояния Не требует однородной политики во всех маршрутизаторах Примеры: RIP, BGP Вспомним: Распределенные методы маршрутизации Состояние связей ( Link State ) Векторные ( Vectoring )
