Протоколы маршрутизации в мультисервисных сетях

Поскольку протоколы маршрутизации определяют пути следования IP-пакетов, от них напрямую зависит, будет ли пакет доставлен вовремя и будет ли доставлен вообще. Они определяют и эффективность работы протоколов более высокого уровня, например TCP или SMTP, - будут ли те «страдать» от задержек или потери пакетов, дублирования дейтаграмм и прочих казусов, ответственность за возникновение которых несут службы маршрутизации. Проще говоря, успешная работа IP и элементов более высокого уровня зависит от эффективности IP-маршрутизации: если ее базовые службы не справляются со своими задачами, то нарушается работа всей системы. А если нарушается работа всей системы, то онлайновые покупатели не захотят возвращаться на ваш сайт, а ваши бизнес - подразделения не смогут вовремя получить нужную информацию.

Протокол OSPF

OSPF (англ. Open Shortest Path First) - протокол динамической маршрутизации, основанный на технологии отслеживания состояния канала (link-state technology) и использующий для нахождения кратчайшего пути Алгоритм Дейкстры (Dijkstra’s algorithm).

Протокол OSPF был разработан IETF в 1988 году. Последняя версия протокола представлена в RFC 2328. Протокол OSPF представляет собой протокол внутреннего шлюза (Interior Gateway Protocol - IGP). Протокол OSPF распространяет информацию о доступных маршрутах между маршрутизаторами одной автономной системы.имеет следующие преимущества:

§ Высокая скорость сходимости по сравнению с дистанционно-векторными протоколами маршрутизации;

§ Поддержка сетевых масок переменной длины (VLSM);

§ Оптимальное использование пропускной способности (т.к. строится минимальный остовный граф по алгоритму Дейкстры);

Описание работы протокола

1. Маршрутизаторы обмениваются hello-пакетами через все интерфейсы, на которых активирован OSPF. Маршрутизаторы, разделяющие общий канал передачи данных, становятся соседями, когда они приходят к договоренности об определённых параметрах, указанных в их hello-пакетах.

2. На следующем этапе работы протокола маршрутизаторы будут пытаться перейти в состояние смежности со своими соседями. Переход в состояние смежности определяется типом маршрутизаторов, обменивающихся hello-пакетами, и типом сети, по которой передаются hello-пакеты. OSPF определяет несколько типов сетей и несколько типов маршрутизаторов. Пара маршрутизаторов, находящихся в состоянии смежности, синхронизирует между собой базу данных состояния каналов.

.   Каждый маршрутизатор посылает объявления о состоянии канала маршрутизаторам, с которыми он находится в состоянии смежности.

.   Каждый маршрутизатор, получивший объявление от смежного маршрутизатора, записывает передаваемую в нём информацию в базу данных состояния каналов маршрутизатора и рассылает копию объявления всем другим смежным с ним маршрутизаторам.

.   Рассылая объявления внутри одной OSPF-зоны, все маршрутизаторы строят идентичную базу данных состояния каналов маршрутизатора.

.   Когда база данных построена, каждый маршрутизатор использует алгоритм «кратчайший путь первым» для вычисления графа без петель, который будет описывать кратчайший путь к каждому известному пункту назначения с собой в качестве корня. Этот граф - дерево кратчайших путей.

.   Каждый маршрутизатор строит таблицу маршрутизации из своего дерева кратчайших путей

Протокол BGP

BGP (англ. Border Gateway Protocol, протокол граничного шлюза) - основной протокол динамической маршрутизации в Интернете.

Протокол BGP предназначен для обмена информацией о достижимости подсетей между автономными системами (АС), то есть группами маршрутизаторов под единым техническим управлением, использующими протокол внутридоменной маршрутизации для определения маршрутов внутри себя и протокол междоменной маршрутизации для определения маршрутов доставки пакетов в другие АС. Передаваемая информация включает в себя список АС, к которым имеется доступ через данную систему. Выбор наилучших маршрутов осуществляет исходя из правил, принятых в сети.поддерживает бесклассовую адресацию и использует суммирование маршрутов для уменьшения таблиц маршрутизации. С 1994 года действует четвёртая версия протокола, все предыдущие версии являются устаревшими., наряду с DNS, является одним из главных механизмов, обеспечивающих функционирование Интернета.является протоколом прикладного уровня и функционирует поверх протокола транспортного уровня TCP (порт 179). После установки соединения передаётся информация обо всех маршрутах, предназначенных для экспорта. В дальнейшем передаётся только информация об изменениях в таблицах маршрутизации. При закрытии соединения удаляются все маршруты, информация о которых передана противоположной стороной.

Протокол RIP

Протокол маршрутной информации (англ. Routing Information Protocol) - один из самых простых протоколов маршрутизации. Применяется в небольших компьютерных сетях, позволяет маршрутизаторам динамически обновлять маршрутную информацию (направление и дальность в хопах), получая ее от соседних маршрутизаторов.

Алгоритм маршрутизации RIP (алгоритм Беллмана - Форда) был впервые разработан в 1969 году, как основной для сети ARPANET.

Прототип протокола RIP - Gateway Information Protocol, часть пакета PARC Universal Packet.

Версия RIP, которая поддерживает протокол интернета была включена в пакет BSD операционной системы Unix под названием routed (route daemon), а также многими производителями, реализовавшими свою версию этого протокола. В итоге протокол был унифицирован в документе RFC 1058.

В 1994 году был разработан протокол RIP2 (RFC 2453), который является расширением протокола RIP, обеспечивающим передачу дополнительной маршрутной информации в сообщениях RIP и повышающим уровень безопасности.

Для работы в среде IPv6 была разработана версия RIPng. - так называемый протокол дистанционно-векторной маршрутизации, который, оперирует хопами (ретрансляционными «скачками») в качестве метрики маршрутизации. Максимальное количество хопов, разрешенное в RIP - 15 (метрика 16 означает «бесконечно большую метрику»). Каждый RIP - маршрутизатор по умолчанию вещает в сеть свою полную таблицу маршрутизации раз в 30 секунд, довольно сильно нагружая низкоскоростные линии связи. RIP работает на прикладном уровне стека TCP/IP, используя UDP порт 520.

В современных сетевых средах RIP - не самое лучшее решение для выбора в качестве протокола маршрутизации, так как его возможности уступают более современным протоколам, таким как EIGRP, OSPF. Ограничение на 15 хопов не дает применять его в больших сетях. Преимущество этого протокола - простота конфигурирования.

4.
Анализ функционирования мультисервисной сети с адаптивной маршрутизацией