Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Раутінг в IP-мережах
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2025
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
РАУТІНГ В IP-МЕРЕЖАХ
Раутінг (маршрутування) - короткий огляд
В системах пакетної комутації термін раутінг (маршрутування - routing) стосується до процесу вибору шляху, вздовж якого передають пакети, і термін раутер (раутер- router) стосується до комп’ютера, який здійснює пошук такого шляху. Комп’ютери в мережі ідентифікуються іменами, адресами та маршрутами. Ім’я визначає, чим є об’єкт, адреса - де він розташований, маршрут - як його осягнути.
Раутінг (маршрутування):
Процес визначення і призначення маршруту (шляху) або методу, який повинен бути використаний для встановлення сполучення або пересилання повідомлень.
Маршрут:
В операціях комунікаційних систем – це географічний шлях, який є наслідком виклику або повідомлення, і прокладений через кола, використані для встановлення послідовності сполучень.
Визначає шлях, який перебувають виклики або повідомлення в комунікаційній мережі.
Примітка: В мережах, які використовують протокол TCP/IP, кожна IP-данограма маршрутується окремо. Маршрут слідування данограми може містити багато шлюзів і багато фізичних мереж.
Раутер:
У комунікації даних – це функціональний пристрій, який вживається для взаємосполучення двох або більше мереж.
Примітка 1. Раутери діють на Мережевому рівні еталонної моделі OSI.
Примітка 2. Раутери читають Мережеві адреси всіх пакетів, які танспортуються через мережу, і висилають тільки ті пакети, які адресовані до інших мереж.
Об’єднання мереж (internet) складається із фізичних мереж, з’єднаних між собою через раутери. Кожен раутер з’єднаний безпосередньо з двома або більше мережами. Відзначимо, що вузол-станція звичайно під’єднаний до однієї фізичної мережі. Однак можливі вузли-станції, під’єднані до декількох мереж (multi-homed host). Стандарт TCP/IP проводить чітку різницю між функціями вузла-станції (host) і функціями раутера. Основна різниця між раутером і станцією (навіть коли вона приєднана до декількох мереж одночасно - multihomed), з точки зору маршрутизації є те, що станція ніколи не пересилає пакети між своїми мережевими інтерфейсами, тоді як для раутера це (IP forwarding) основна його функція. Мережа, яка пробує одночасно сумістити функції вузла і раутера в одному комп’ютері, виявляє, що цей комп’ютер здійснює несподівані взаємодії з іншими вузлами в мережі. Тому слід відділяти функції вузла-станції та раутера і прийняти, що вузол-станція не здійснює функції раутера з пересилання пакетів від однієї мережі до іншої.
Раутінг – це переміщення інформації через об’єднання мереж від джерела до призначення. Вздовж цього шляху розташований щонайменше один проміжний вузол. Раутінг в об’єднанні мереж спричиняє застосування протоколів Рівня 3 (Мережевого рівня) еталонної моделі OSI. Мережевий рівень викликає потребу застосування обидвох мережевих адрес і адрес індивідуальних станцій (вузлів). Далі, підпорядкування протоколам Мережевого рівня, які застосовують різні схеми адресації, вживається в обидвох мережевих адресах і в адресах вузла або станції. Наприклад, протокол IPX (NetWare) використовує як 4-байтову мережеву адресу, так і 6-байтову адресу станції. IPX звичайно використовує фізичну адресу мережевого адаптера (NIC), тоді як більш потужні протоколи, такі як IP, застосовують призначені адреси станцій (наприклад, IP-адреси), які є незалежними від NIC-адрес. Адреса Мережевого рівня станції та фізична адреса мережевого адаптера є різними і повинні бути розв’язані перед передаванням.
Раутінг часто протиставляється бріджінгу, який виконує подібні завдання. Основна різниця між ними полягає в тому, що бріджінг діє на Рівні 2 (Канальний рівень), тоді як раутінг працює на Рівні 3 (Мережевий рівень) еталонної моделі OSI. Ця відмінність забезпечує раутінг і бріджінг різною інформацією для використання при переміщенні інформації від джерела до призначення. В результаті бріджінг і раутінг виконують свої завдання різним чином і у дійсності існують окремі відмінні види раутінгу і бріджінгу.
Отже, ми зосереджуємося на міжмережевій маршрутизації або IP-раутінгу (internet routing, IP routing). Це називають ще IP-пересиланням (IP-forwarding) або IP-комутацією (IP-switching), а необхідну інформацію називають раутінговою інформацією IP (IP routing information).
Компоненти раутінгу
Раутінг включає два основні види дій: визначення оптимального шляху раутінгу та транспорт груп інформації (їх звичайно називають пакетами) через об’єднання мереж. Це ж саме також називають комутацією (switching). Комутація відносно проста. З іншого боку, визначення шляху може бути дуже складне.
Комутація (перемикання).
Алгоритми комутації відносно прості та в основному такі самі, як у більшості протоколів раутінгу. У більшості випадків станція визначає, що вона повинна вислати пакет до іншої станції. Отримавши певним чином адресу раутера, станція-джерело висилає пакет, адресований до конкретної MAC-адреси, однак з адресою Мережевого рівня станції-призначення.
Перевіривши Мережеву адресу призначення, раутер визначає, чи він знає, як переслати пакет до наступного стрибка. Якщо раутер не знає, як переслати пакет, він звичайно відкидає його, в іншому випадку раутер змінює MAC-адресу призначення на адресу наступного стрибка і висилає пакет.
Наступний стрибок може бути або не бути остаточною адресою станції призначення. Якщо ні, то наступний стрибок звичайно є іншим раутером, який здійснює аналогічний процес прийняття рішення. Коли пакет переміщається через мережу, то його MAC-адреса змінюється, але Мережева адреса залишається постійною. Цей процес зображений на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Процес комутації.
Вище описано комутацію між прикінцевими системами джерела та призначення. ISO опрацювала ієрархічну термінологію, придатну для описання цього процесу. Використовуючи цю термінологію, мережеві пристрої, нездатні до висилання пакетів між підмережами, називають прикінцевими системами (End System – ES), тоді як пристрої, що мають цю здатність – проміжними системами (Intermediate System - IS). IS надалі ділять на такі, що маршрутизують всередині домену (interdomain IS), і такі, що здійснюють міждоменний раутінг (interdomain IS). Домен раутінгу загалом складається з частини об’єднання мереж, адміністрованої окремою організацією з окремими правилами адміністрування. Домени раутінгу також називають автономними системами. З певними протоколами домени раутінгу можуть також бути поділені на області раутінгу, але протоколи міждоменного раутінгу можуть вживатися для комутації як всередині області так і між областями.
Визначення шляху
Метрика – це стандарт вимірювання, наприклад, довжина шляху, яка вживається в алгоритмах раутінгу для визначення оптимального шляху до призначення. Для здійснення процесу визначення шляху алгоритми раутінгу створюють і підтримують таблиці раутінгу, які містять інформацію про маршрути. Ця інформація змінюється залежно від того, який алгоритм раутінгу застосовується.
Алгоритми раутінгу заповнюють таблиці раутінгу різноманітною інформацією. Зв’язок “призначення-наступний стрибок” повідомляє раутеру, що конкретне призначення може бути осягнене оптимальним чином через висилання пакету до конкретного раутера, який репрезентує “наступний стрибок” на шляху до призначення. Коли раутер приймає вхідний пакет, то він перевіряє адресу призначення і пробує осягнути цю адресу через наступний стрибок. показує приклад таблиці раутінгу з призначенням/наступним стрибком.
Для досягнення мережі:
Вислати до:
27
вузла А
57
вузла Б
17
вузла В
24
вузла А
52
вузла А
16
вузла В
26
вузла А
…
…
Рис. 1. Таблиця раутінгу типу “призначення/наступний стрибок”.
Таблиці раутінгу також містять іншу інформацію, наприклад, про бажаність шляху. Раутери порівнюють метрики для визначення оптимального маршруту. Метрики відрізняються залежно від ідеї алгоритму маршрутизації, який використовується. Різноманітні вживані метрики буде розглянено пізніше.
Раутери комунікуються мід собою і обслуговують свої таблиці раутінгу, пересилаючи різні повідомлення. Повідомлення модифікації маршруту є одним з таких повідомлень. Модифікація маршруту загалом містить всю таблицю раутінгу або її частину. Аналізуючи модифікації маршрутів від усіх раутерів, раутер може побудувати детальну картину мережевої топології. Оголошення стану зв’язку є іншим прикладом повідомленнь, які пересилаються між раутерами. Оголошення стану зв’язку інформують інші раутери про стан зв’язків висилача. Інформація про зв’язок може також використовуватися для побудови повної картини топології мережі. Як тільки мережева топологія стає зрозумілою, раутери можуть визначати оптимальні маршрути до мережевих призначень.
Алгоритми раутінгу
Алгоритми раутінгу можуть розрізнятися на підставі окремих ключових характеристик. По-перше, конкретні цілі проектанта алгоритму впливають на операції результуючого протоколу раутінгу. По-друге, існують різні типи протоколів раутінгу. Кожен алгоритм має різний вплив на ресурси мережі та раутера. Нарешті, алгориитми раутінгу використовують різноманітні метрики, що впливає на обчислення оптимального маршруту. Нижче аналізуються ці атрибути алгоритмів раутінгу.
Алгоритми раутінгу часто мають одну або більше з таких проектних цілей:
Оптимальність;
Простота і малі власні витрати;
Стійкість до помилок і стабільність;
Швидка збіжність;
Гнучкість.
Оптимальність
Оптимальність відноситься до здатності алгоритму виділити “найкращий” маршрут. Найкращий маршрут залежить від метрик і ваг метрик, які вживаються при обчисленнях. Наприклад, один алгоритм раутінгу використовує кількість стрибків і затримку, однак однак робить вагу затримки більш вагомою при розрахунках. Звичайно, алгоритм раутінгу повинен чітко визначити свій алгоритм обчислення метрики.
Простота
Алгоритми раутінгу проектуються максимально простими, наскільки це можливо. Іншими словами, алгоритми раутінгу повинні пропонувати сввою функціональну ефективність з мінімальними власними витратами у програмному забезпеченні та використанні. Ефективність звичайно важлива, колт використання програмного забезпечення для алгоритмів раутінгу повинне виконуватися на комп’ютері з обмеженими фізичними ресурсами.
Стійкість до помилок
Алгоритми раутінгу повинні бути стійкими до помилок. Іншими словами, вони повинні коректно діяти при наявності непередбачених обставин, таких як відмови обладнання, перевантаження і некоректні впровадження. Оскільки раутери розташовані у вузлових точках мережі, слід передбачити розв’язання проблем, що виникають при їх відмові. Кращі алгоритми раутінгу – це часто ті, які мають здатність протистояти випробуванням часу і залишаються стабільними при різноманітних умовах в мережі.
Швидка збіжність
Алгоритми раутінгу повинні мати швидку збіжність. Збіжність – це процес узгодження оптимального маршруту з усіма раутерами. Коли деяка мережевий об’єкт спричиняє ліквідацію або появу маршруту, раутери поширюють повідомлення про модифікацію маршрутів. Повідомлення про модифікацію маршрутів проходять крізь мережі, викликаючи перерахунок оптимальних маршрутів і остаточно спричиняє узгодження між всіма раутерами щодо цих маршрутів. Алгоритми раутінгу, які збігаються повільно, можуть викликати появу маршрутних петель або вихід мережі з ладу.
показує маршрутну петлю. У цьому випадку пакет поступає до раутера 1 в момент t1. Раутер 1 будь-коли може бути змодифікований і так взнає, що оптимальний маршрут до призначення прямує через раутер 2 як наступний стрибок. Тому раутер 1 скеровує пакет до раутера 2. Раутер 2 ще не змодифікований і тому приймає, що оптимальним наступним стрибком є раутер 1, тому висилає пакет до раутера 1. Таким чином пакет буде циркулювати між раутерами 1 і 2, доки раутер 2 не буде змодифікований або доки пакет не буде комутований максимально прийнятну кількість разів.
Рис. 2. Повільна збіжність і маршрутні петлі.
Гнучкість
Алгоритми раутінгу також повинні бути гнучкими. Іншими словами, алгоритми раутінгу повинні швидко і точно адаптуватися до різних обставин в мережі. Наприклад, приймемо, що у мережевому сегменті виявилася несправність. Більшість алгоритмів раутінгу при появі такої проблеми швидко виявляють наступний найкращий шлях для всіх маршрутів, які звичайно використовують цей сегмент. Алгоритми раутінгу можуть бути запрограмовані для пристосування до змін у ширині смуги мережі, розміру черги раутера, затримки в мережі та до інших змінних.
Типи алгоритмів раутінгу
Алгоритми раутінгу можна класифікувати за типами. Наприклад, алгоритми можуть бути:
статичними або динамічними;
одношляховими або багатошляховими;
плоскими або ієрархічними;
орієнтованими на інтелектуальну станцію або на інтелектуальний раутер;
внутрішньодоменними або міждоменними;
типу “зв’язок-стан” або “вектор-відстань”.
Статичні або динамічні алгоритми раутінгу
Статичні алгоритми раутінгу найбільш жорсткі з усіх. Відображення таблиць раутінгу здійснює мережевий адміністратор перед початком раутінгу. Таблиці може змінювати тільки мережевий адміністратор. Алгоритми, які використовують статичний раутінг, прості для проектування і добре працюють в середовищах, де мережевий трафік відносно прогнозований і будова мережі відносно проста. Оскільки системи із статичним раутінгом не можуть реагувати на зміни в мережі, вони в загальному вважаються непридатними у сьогоднішніх великих, постійно змінни мережах. Переважна більшість алгоритмів раутінгу, які застосовуються у 90-х роках, є динамічними.
Динамічні алгоритми раутінгу достосовуються до змінних обставин у мережі в реальному часі. Це здійснюється через аналіз вхідних повідомлень про модифікацію раутінгу. Якщо повідомлення відзначає, що з’явилися зміни в мережі, то програмне забезпечення раутера перераховує маршрути і висилає нові модифікаційні повідомлення. Ці повідомлення поширюються крізь мережу, спонукаючи раутери виконувати свої алгоритми раутінгу і відповідно змінювати таблиці раутінгу.
Алгоритми динамічного раутінгу можуть використовувати статичні маршрути. Наприклад, раутер останнього звертання (раутер, до якого висилаються всі незмаршрутизовані пакети) може бути призначеним. Цей раутер діє як склад для всіх незмаршрутизованих пакетів, забезпечуючи, що всі повідомлення будуть нарешті обслужені певним чином.
Одношляхові або багатошляхові алгоритми раутінгу
Окремі складні протоколи раутінгу підтримують багато шляхів до того самого призначення. Ці багатошляхові алгоритми дозволяють мультиплексування трафіку через багато ліній, чого не роблять одношляхові алгоритми. Переваги багатошляхових алгоритмів очевидні; вони можуть забезпечити суттєво кращу пропускну здатність і надійність.
Плоскі або ієрархічні алгоритми раутінгу
Певні алгоритми раутінгу оперують у плоскому адресному просторі, тоді як інші використовують ієрархію раутінгу. У плоскій системі раутінгу всі раутери рівнозначні. В ієрархічній системі раутінгу певні раутери формують щось рівнозначне до магістралі раутінгу. Пакети від позамагістральних раутерів переміщаються до магістральних, далі пересилаються через магістраль, доки не досягають загальної області призначення. У цій точці пакети переміщаються від останнього магістрального раутера через один або більше позамагістральних раутерів до кінцевого призначення.
Системи раутінгу часто позначають локальні групи вузлів, які називають доменами, автономними системами або областями. В ієрархічних системах певні раутери в доменах можуть комунікуватися з раутерами в інших доменах, тоді як інші можуть комунікуватися тільки з раутерами всередині свого домену. У дуже великих мережах можуть існувати додаткові ієрархічні рівні. Раутери на найвищому рівні ієрархії формують магістраль раутінгу.
Основна перевага ієрархічного раутінгу полягає в тому, що він імітує організацію більшості компаній і тому дуже добре підтримує їх взірці трафіку. Більшість мережевих комунікацій існують всередині малих груп компаній (доменів). Внутрішньодоменні раутери потребують тільки знати про інші раутери всередині домену, тому їх алгоритми раутінгу можуть бути спрощені. Залежно від того, який алгоритм раутінгу вживається, трафік модифікації маршрутів може бути суттєво скорочений.
Інтелектуальна станція або інтелектуальний раутер
Окремі алгоритми раутінгу приймають, що кінцевий вузол-джерело може визначати цілий маршрут. Це звичайно називають раутінгом від джерела. В системах з раутінгом від джерела раутери діють просто як пристрої з буферизацією, висилаючи пакет до наступного стрибка без виконання будь-яких інтелектуальних функцій. Інші алгоритми приймають, що станції нічого не знають про маршрути. У цих алгоритмах раутери визначають шлях через об’єднання мереж, базуючись на своїх власних обчисленнях. У перших системах станції мають власний маршрутизаційний інтелект, у других він наявний у раутерів.
Конкуренція між раутінгом з інтелектуальними станціями та з інтелектуальними раутерами є одним із шляхів оптимізації надлишкового трафіку. Системи з інтелектуальними станціями частіше вибирають кращі маршрути, оскільки вони звичайно виявляють всі можливі маршрути до призначення перед висиланням пакету. Вони вибирають найкращих шлях, базуючись на власних означеннях оптимальності. Однак акт визначення всіх маршрутів часто вимагає суттєвого дослідження трафіку і значних витрат часу.
Внутрішньодоменний чи міждоменний раутінг
Певні алгоритми раутінгу діють тільки всередині домену, інші – як всередині домену , так і між доменами. Природа цих типів алгоритмів відмінна і базується на принципі, що оптимальний алгоритм внутрішньодоменного раутінгу не обов’язково є оптимальним для міждоменного раутінгу.
Алгоритм “зв’язок-стан” чи “вектор-відстань”
Алгоритми типу “зв’язок-стан” (відомі також під назвою алгоритмів з пріорітетом найкоротшого шляху) висилають інформацію про маршрути до всіх вузлів в об’єднанні мереж. Однак кожен раутер висилає лише частину таблиці маршрутизації, яка описує стан його власних зв’язків. Алгоритми типу “вектор-відстань” (відомі також під назвою алгоритмів Беллмана-Форда) звертаються до кожного раутера за висиланням цілих таблиць або частин їх таблиць раутінгу, але тільки для своїх сусідів. По суті, алгоритми типу “зв’язок-стан” висилають малі модифікації всюди, тоді як алгоритми типу “вектор-відстань” висилають великі модифікації тільки до сусідніх раутерів.
Внаслідок більшої швидкості збіжності алгоритми типу “зв’язок-стан” є досить мало схильні до утворення петель раутінгу, ніж алгоритми з векторною відстанню. З другого боку, алгоритми типу “зв’язок-стан” більш вимогливі до потужності центрального процесора і пам’яті. Через це алгоритми “зв’язок-стан” дорожчі для впровадження та підтримки. Незалежно від цих відмінностей, обидва типи алгоритмів добре працюють у більшості ситуацій.
Метрики
Таблиці раутінгу містять інформацію, вживану комутаційним програмним забезпеченням для вибору найкращого шляху. Однак як будуються таблиці раутінгу? Яку особливу інформацію вони містять? Як алгоритми раутінгу визначають переваги одного маршруту перед іншими?
Алгоритми раутінгу можуть використовувати різні метрики для визначення найкращого маршруту. Складні алгоритми раутінгу можуть базувати вибір маршруту на багатьох метриках, поєднуючи їх в одну гібридну метрику. Застосовуються всі з вказаних нижче метрик:
довжина шляху;
надійність;
затримка;
ширина смуги;
завантаженість;
вартість комунікації.
Довжина шляху
Довжина шляху – це найбільш поширена метрика раутінгу. Окремі протоколи раутінгу дозволяють мережевому адміністратору приписувати довільну вартість кожному мережевому зв’язку. У цьому випадку довжина шляху дорівнює сумі вартостей, пов’язаних із проходженням кожного зв’язку. Інші протоколи раутінгу визначають лічильник стрибків як метрику, яка визначає кількість переходів через пристрої для об’єднання мереж (такі як раутери), які повинен здійснити пакет на маршруті від джерела до призначення.
Надійність
Надійність у сенсі алгоритмів раутінгу відноситься до надійності (звичайно описаної через коефіцієнт помилкових бітів) кожного мережевого зв’язку. Окремі мережеві зв’язки можуть відмовляти частіше за інші. При відмові певні мережеві зв’язки можуть бути відновлені простіше або швидше від інших. Будь-який коефіцієнт надійності може бути врахований при призначенні коефіцієнтів надійності. Коефіцієнти надійності звичайно приписують мережевим зв’язкам мережеві адміністратори. Звичайно це довільні числові значення.
Затримка
Затримка раутінгу відноситься до інтервалу часу, що вимагається для переміщення пакету від джерела до призначення через об’єднання мереж. Затримка залежить від багатьох факторів, включно із шириною смуги проміжних мережевих зв’язків, черг на портах кожного раутера вздовж шляху, перевантаження мережі на всіх проміжних мережевих зв’язках, а також від фізичної відстані, яку треба подолати. Оскільки це конгломерат окремих важливих величин, затримка є поширеною і широко вживаною метрикою.
Ширина смуги
Ширина смуги відноситься до наявної ємності зв’язку щодо трафіку. Якщо інші фактори еквівалентні, то 10-мегабітний зв’язок через Ethernet переважає 64-кілобітну виділену лінію. Хоч ширина смуги є мірою максимальної пропускної здатності зв’язку, однак маршрути через зв’язок із більшою шириною смуги не обов’язково кращі від маршрутів через повільніші зв’язки. Якщо, наприклад, швидший зв’язок більш зайнятий,то реальний час, потрібний для пересилання пакету до призначення, може бути більший, ніж при пересиланні через повільніший зв’язок.
Завантаженість
Завантаженість стосується до ступеня зайнятості мережевих ресурсів (таких, як раутери). Завантаженість може бути обчислена для різних шляхів включно з використанням центральних процесорів і обробкою кількості пакетів за секунду. Неперервний моніторінг таких параметрів сам може інтенсивно споживати ресурси.
Вартість комунікації
Вартість комунікації є іншою важливою метрикою. Окремі компанії можуть не турбуватися цими характеристиками настільки, наскільки вони піклуються про операційні витрати. Навіть якщо затримка у лінії більша, вони можуть висилати пакети через власні лінії замість публічних, якщо використання останніх коштує більше.
Маршрутовані протоколи і протоколи раутінгу
Поширена плутанина між поняттями маршрутованих протоколів та протоколів раутінгу (маршрутизації). Маршрутованими протоколами є протоколи, які дозволяють маршрутувати свої пакети через об’єднання мереж. Прикладами таких протоколів є Internet Protocol (IP), DECnet, AppleTalk, NetWare, OSI, Banyan VINES і Xerox Network System (XNS). Протоколи раутінгу (маршрутизації) – це протоколи, які впроваджують алгоритми маршутування. Приклади таких протоколів – це Interior Gateway Routing Protocol (IGRP), Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP), Open Shortest Path First (OSPF), Exterior Gateway Protocol (EGP), Border Gateway Protocol (BGP), OSI Routing, Advanced Peer-to-Peer Networking, Intermediate System to Intermediate System (IS-IS) та Routing Information Protocol (RIP).
Прямий і непрямий раутінг.
Концептуально IP-маршрутування є простим, особливо для робочої станції. Якщо призначення безпосередньо під’єднане до робочої станції (наприклад, через PPP-зв’язок), або міститься в одному і тому ж сегменті мережі (наприклад Ethernet), то IP-данограма безпосередньо пересилається до місця призначення, інакше станція пересилає IP-данограму до раутера і покладається на те, що він доручить данограму за призначенням. Відповідно до цього розрізняють прямий і непрямий раутінг.
Прямий раутінг і використання ARP
Прямиий (локальний) раутінг або пряме доручення – це пересилання IP-данограми від одного вузла безпосередньо до іншого в рамках однієї фізичної мережі з використанням однієї фізичної передавальної системи (наприклад, тільки Ethernet). Пряме доручення, як правило, не використовує раутерів. Передавач упаковує IP-данограму в фізичні рамки, позначає IP-адресу призначення фізичною адресою і висилає ці рамки безпосередньо за призначенням. Передавач може встановити, що можна використати пряме доручення за співпадінням мережевих префіксів IP-адрес: власної та адресата, тобто коли мережеві частини адрес ідентичні. Пряме доручення здійснюється у такій послідовності:
Станція-джерело порівнює мережеву частину адреси призначення з мережевою частиною адреси власної мережі.
Якщо ці мережеві частини адрес тотожні, то станція здійснює пошук у власній таблиці протоколу ARP або здійснює ARP-запит для знаходження фізичної адреси станції-призначення.
Коли інформація отримана, станція відображає фізичну адресу на IP-адресу і висилає цю інформацію на Канальний рівень для подальшого інкапсулювання в рамку Ethernet і пересилання.
Наприклад, розглянемо малу IP-мережу, яка містить один Ethernet-сегмент і три вузли (рис.4.2). Нехай мережева IP-адреса цього Ethernet-сегмента дорівнює 200.1.2. Номери станцій A, B і C відповідно дорівнюють 1, 2, 3. Це адреси класу C і тому всього у мережевому сегменті можна мати до 254 вузлів. Кожен із цих вузлів має відповідну Ethernet-адресу довжиною 6 байтів (48 бітів). На цьому і наступних рисунках мережева частина IP-адреси виділена товстим шрифтом.
Рис. 4.2. Приклад прямого раутінгу в односегментній мережі.
Приймемо, що станція A висилає пакет до станції C і що вона знає IP-адресу станції C. Щоб вислати такий пакет через Ethernet, станція A повинна знати Ethernet-адресу станції C. Для цього станція A вживає протокол ARP, який має внутрішню таблицю IP-адрес і відповідних їм Ethernet-адрес. При відсутності потрібного входу в таблиці протокол ARP висилає широкомовну Ethernet-рамку через сегмент до всіх вузлів у сегменті (4.3, а).
Рис. 4.3. Розв’язання адрес за допомогою ARP.
Якщо один із вузлів має потрібну IP-адресу (в даному випадку це вузол C), то він повідомляє свою Ethernet-адресу станції A у рамці-відповіді (рис.4.2, б). Тоді станція A модифікує свою таблицю ARP і використовує Ethernet-адресу для скерування пакету, інкапсульованого в рамку Ethernet, безпосередньо до станції C.
Непрямий раутінг
Непрямий (віддалений) раутінг або непряме доручення стосується до ситуації, коли станція-джерело і станція-призначення мають різні мережеві адреси. У цьому випадку використовується раутер. Непряме доручення значно складніше від прямого, бо в загальному випадку вузол-передавач мусить ідентифікувати раутер, до якого слід переслати IP-данограму, а цей раутер повинен вислати данограму в напрямку до мережі-призначення.
Нехай станція-джерело висилає повідомлення за фізичною адресою раутера, визначивши на Мережевому рівні мережеву адресу віддаленої мережі. Завдання раутера полягає, по-перше, в утриманні таблиці раутінгу і, по-друге, у висиланні пакету до наступного придатного раутера. Цей процес продовжується до досягнення мережі-призначення. Якщо мережева адреса станції повинна бути пов’язана з її фізичною адресою, то раутер здійснює кроки, вказані вище в п.п. 1) та 2).
Щоб коректно передавати IP-данограми, станція і раутер керуються інформацією щодо призначення (мережі, підмережі, станції) і способу її досягнення. Ця інформація утримується в таблиці раутінгу у кожній станції або в раутері. Станції звичайно зберігають тільки мінімум інформації, залишаючи раутерам основний обсяг інформації про раутінг. Зокрема, раутери зберігають фізичні адреси раутерів, під’єднаних до локального сегменту мережі. Зауважимо, що для економії місця в пам’яті та більшої ефективності при маршрутизації раутери звичайно використовують адреси мереж, а не безпосередньо адреси станцій в мережах.
Станція передає до раутера всі пакети, призначені для мереж поза даним локальним сегментом. Таблиця раутінгу містить входи до всіх мереж, безпосередньо сполучених з даною мережею. Ця таблиця може містити маршрути до окремих станцій і маршрути за замовчуванням. Кожний вхід таблиці раутінгу має щонайменше два поля:
одне поле містить адресу мережі або станції призначення Рівня 3;
інше поле містить IP-адресу наступного раутера або шлюза, до якого повинна бути вислана данограма з даною адресою призначення, якщо призначенням не є суміжна мережа.
Наступний раутер або шлюз повинен бути розташований у суміжній мережі., тобто у мережі, безпосередньо сполученій з даною. Якщо станція-джерело встановить, що станція-призначення данограми не міститься у суміжній мережі, то здійснюються такі кроки:
Програмне раутінгове забезпечення станції перевіряє свою таблицю раутінгу, щоб побачити, чи ця таблиця містить вхід для станції-призначення. Якщо такий вхід знайдено, то данограма висилається до станції-призначення.
Якщо вхід для станції-призначення не знайдено, то здійснюється перевірка таблиці раутінгу на наявність у ній входу для мережі-призначення данограми. Якщо такий вхід знайдено, то данограма висилається до відповідного раутера або шлюза.
Якщо вхід для мережі-призначення не знайдено, то таблиця раутінгу перевіряється на наявність входу для раутера або шлюза за замовчуванням. Якщо такий вхід знайдено, то данограма висилається до відповідного раутера або шлюза.
Якщо відсутні раутер або шлюз за замовчуванням, то генерується повідомлення про помилку.
Коли данограма прийнята раутером або шлюзом, описаний процес (п.п. 1-4) повторюється.
Для прикладу розглянемо дві окремі сегменти мережі Ethernet – Net 0 і Net 1, сполучені через раутер R (рис.4.4), кожен сегмент із своєю мережевою адресою класу C.
Рис. 4.4. Приклад непрямого раутінгу між двома мережевими сегментами. Позначено: Ether(x) - Ethernet-адреса станції x; IP(x) - IP-адреса станції x.
Приймемо такий розподіл адрес:
Підмережа Net 0
200.1.2.0/24
Підмережева маска для Net 0
255.255.255.0
IP-адреса порта раутера R у підмережі Net 0
200.1.2.1/24
IP-адреси станцій у підмережі Net 0
200.1.2.2/24...200.1.2.254/24
Підмережеві маски станцій у підмережі Net 0
255.255.255.0
Підмережа Net 1
200.1.3.0/24
Підмережева маска для Net 1
255.255.255.0
IP-адреса порта раутера R у підмережі Net 1
200.1.3.1/24
IP-адреси станцій у підмережі Net 1
200.1.3.2/24...200.1.3.254/24
Підмережеві маски станцій у підмережі Net 1
255.255.255.0
Така адресація необхідна для того, щоб раутер знав, котрий його мережевий інтерфейс слід використати для досягнення певного вузла і яка мережева адреса приписана кожному інтерфейсу раутера. Раутінг можна здійснити на підставі такої таблиці:
Вузол
Призначення
Мережева маска
Шлюз
Інтерфейс
A
200.1.3.0
255.255.255.0
200.1.2.1
200.1.2.2
200.1.2.0
255.255.255.0
200.1.2.2
200.1.2.2
B
200.1.3.0
255.255.255.0
200.1.2.1
200.1.2.3
200.1.2.0
255.255.255.0
200.1.2.3
200.1.2.3
R
200.1.2.0
255.255.255.0
200.1.2.1
200.1.2.1
200.1.3.0
255.255.255.0
200.1.3.1
200.1.3.1
D
200.1.2.0
255.255.255.0
200.1.3.1
200.1.3.2
200.1.3.0
255.255.255.0
200.1.3.2
200.1.3.2
E
200.1.2.0
255.255.255.0
200.1.3.1
200.1.3.3
200.1.3.0
255.255.255.0
200.1.3.3
200.1.3.3
Якщо станція A висилає пакет до станції E, то вона повинна спочатку вислати його до раутера G, який пересилає пакет до станції E, як це показано стрілками на рис.4.4. Це здійснюється таким чином, що рамка Ethernet, яку станція A висилає до раутера G, має Ethernet-адресу призначення відповідного інтерфейсу раутера, але інкапсульований пакет містить IP-адресу призначення для станції E. Раутер приймає рамку, виділяє IP-адресу призначення, інкапсулює пакет в рамку з Ethernet-адресою станції E та висилає його у сегмент 200.1.3. При потребі раутер G виявляє Ethernet-адресу станції E, використовуючи протокол ARP. Зауважимо, що станція A не може безпосередньо визначити Ethernet-адресу станції E, бо остання розташована в іншій мережі, що встановлюється через порівняння мережевих адрес обидвох сегментів.
Слід завжди пам’ятати що IP адреса призначення, в даному випадку адреса станції E, ніколи не змінюється в пакеті (крім випадків використання примусового маршруту). Адреса призначення рамки на Канальному рівні завжди змінюється для того, щоб IP-данограму можна було переслати до відповідних раутерів.
З останнього прикладу видно, чому раутер G повинен мати дві IP-адреси – по одній для кожного інтерфейсу. Саме завдяки цьому станції в сегменті 200.1.2, зокрема, станція A, знають, що відповідний інтерфейс раутера належить до даного сегменту і можуть знати Ethernet-адресу цього інтерфейсу. Раутер, у свою чергу, знає мережеві адреси кожного свого інтерфейсу і тому може спрямовувати IP-пакети до потрібних мереж.
Таблиці IP-раутінгу та їх використання
Коли станція отримує данограму через мережевий інтерфейс, то спочатку перевіряється, чи IP-адреса призначення не є однією з її адрес IP-рівня (unicast, multicast чи broadcast). Якщо так, то данограма передається до відповідного модуля, TCP чи UDP, відповідно жо значення поля protocol у заголовку IP-данограми. Якщо ж IP-данограма не призначена для IP-рівня даної станції, то виконуються такі дії:
якщо комп’ютер є робочою станцією (IP forwarding заборонено), то IP данограма ігнорується;
якщо комп’ютер є раутером (IP forwarding дозволено), то IP данограма пересилається далі, за маршрутом, визначеним записами в таблиці раутінгу.
Раутінг на IP-рівні в більшості випадків передбачає використання таблиць раутінгу (routing table), які вживаються для вибору правильного маршруту пересилання IP-данограм.
Типовий запис в таблиці раутінгу має такий вигляд:
IP-адреса призначення (destination). Це може бути як повна адреса станції, так і адреса мережі (це відзначається відповідним прапорцем для даного запису). Різниця між IP адресою мережі та станції в тому, що для адреси станції поле HostID ніколи не може дорівнювати 0, тоді як для адреси мережі воно повинно бути рівне 0.
Мережева маска (netmask) – визначає довжину префікса IP-адреси (NetID).
IP адреса порта раутера (gateway) або безпосередньо приєднаної мережі (визначається прапорцем), куди будуть передаватися пакети, у випадку коли раутер скористається даним записом в таблиці маршрутизації.
Прапорці (flags). Один з них визначає чи адреса призначення (destination) є адресою комп’ютера, чи адресою мережі. Інший, чи то, куда пакети будуть передаватися (gateway), є раутером, чи безпосередньо приєднаним мережевим інтерфейсом.
Мережевий інтерфейс (interface або netif), через який буде передаватися IP-данограма, якщо даний запис буде використано для маршрутизації.
Таймер (expire), який, якщо він встановлений, вказує на те, скільки секунд даний запис може вважатися за дійсний.
Послідовність дій системи при IP-маршрутизації визначає такі кроки:
Пошук в таблиці маршрутизації (в полі destination) запису, що співнадає з повною IP-адресою призначення (NetID та HostID); у даному випадку застосовується маска 255.255.255.255. Якщо такий запис знайдено, то подальший пошук припиняється, а IP-данограма передається або до порта раутера (gateway), або до безпосередньо під’єднаного мережевого інтерфейсу (Netif), залежно від того як встановлено прапорець. Якщо запис не знайдений, то робиться наступний крок пошуку;
В таблиці маршрутизації шукається запис, в якому забезпечується співпадіння NetID. Процедура пошуку повинна підтримувати можливість перевірки мережевої маски (netmask). Якщо такий запис знайдено, то IP-данограма пересилається або до відповідного порта раутера, або до мережевого інтерфейсу. Якщо пошук закінчився невдало, то передять до наступного кроку пошуку.
Пошук спеціального запису під назвою “default” або IP-адреси 0.0.0.0. При виявленні такого запису IP-данограма висилається до вказаного раутера (gateway), якщо ж такий запис відсутній, то переходять до наступного кроку.
Оскільки ні один з попередніх кроків не привів до успіху, то IP данограма вважається такою, що не може бути доручена. Тоді ужитковий процес, який згенерував цю данограму, дістає повідомлення про помилку “комп’ютер недосяжний” (host unreachable) або “мережа недосяжна” (network unreachable).
Машрути за замовчуванням
У більшості випадків немає потреби записувати конкретні адреси інтерфейсів раутера вручну. У попередньому прикладі достатньо встановити раутер R як шлюз (раутер) за замовчуванням (default gateway) для всіх вузлів в обидвох мережах. Шлюз за замовчуванням – це IP-адреса раутера, до якої висилаються всі пакети, які не можуть бути доручені через прямий раутінг. Детальніше це пояснено нижче.
Маршрути за замовчуванням (default routes), разом з ICMP-повідомленнями типу “переспрямування” (ICMP redirect), є потужними засобами IP-раутінгу. Можливість задавати маршрути до мереж, і не задавати маршрути окремо для кожного з комп’ютерів у цих мережах, дозволяє значно зменшити розміри таблиць раутінгу, а також час пошуку в них. Впровадження маршрутів за замовчуванням дозволяє також спростити початкову (ініціалізаційну) таблицю раутінгу для звичайних робочих станцій, де вказується лише один запис - маршрут за замовчуванням. Далі протягом роботи станції таблиця може поповнюватися новими значеннями, тим самим збільшуючи знання станції про маршрути в мережі.
Використання маршрутів за замовчуванням базується на методі раутінгу з наступним стрибком (next-hop routing). Комп’ютер, який генерує IP данограму, передає її раутеру (default router), який не обов’язково безпосередньо під’єднаний до мережі, де знаходиться призначення, але (припускаємо) міститься ближче до неї, ніж будь-який інший раутер.
Для попереднього прикладу можна використати маршрут за замовчуванням. Наприклад, таблиці маршрутизації робочих станцій A, B, D і E мають запис про маршрут за замовчуванням, скерований на раутер R. При цьому станції А та В можуть не знати про існування мережі Net 1. Також для станцій D і E мережа Net 0 може бути невідома. Вигляд таблиць раутінгу для станцій та раутера, показаних на 4.4, такий:
Вузол
Призначення
Мережева маска
Шлюз
Інтерфейс
A
0.0.0.0
0.0.0.0
200.1.2.1
200.1.2.2
200.1.2.0
255.255.255.0
200.1.2.2
200.1.2.2
B
0.0.0.0
0.0.0.0
200.1.2.1
200.1.2.3
200.1.2.0
255.255.255.0
200.1.2.3
200.1.2.3
R
200.1.2.0
255.255.255.0
200.1.2.1
200.1.2.1
200.1.3.0
255.255.255.0
200.1.3.1
200.1.3.1
D
0.0.0.0
0.0.0.0
200.1.3.1
200.1.3.2
200.1.3.0
255.255.255.0
200.1.3.2
200.1.3.2
E
0.0.0.0
0.0.0.0
200.1.3.1
200.1.3.3
200.1.3.0
255.255.255.0
200.1.3.3
200.1.3.3
Приклад: таблиця маршрутизації та мережеві інтерфейси
Для подальшого ефективного вивчення маршрутизації необхідно детальніше розглянути як саму таблицю маршрутизації так і мережеві інтерфейси комп’ютера.
Для прикладу розглянемо комп’ютер мережі університету “Львівська Політехніка” - NetSurfer.LP.Lviv.UA, який є її центральним раутером. Комп’ютер NetSurfer.LP.Lviv.UA має такі мережеві інтерфейси як:
lo0
віртуальний мережевий інтерфейс, що емулюється програмно. Через нього відбувається обмін даними між програмами користувача що знаходяться на одному і тому самому комп’ютері;
le0
мережевий інтерфейс Ethernet сегменту 192.168.0.0;
ppp0
мережевий інтерфейс PPP (Point-to-Point Protocol) з’єднання через модем на виділеній лінії;
ppp4
те саме що і ppp0.
Детальні характеристики цих мережевих інтерфейсів можна дізнатися за допомогою UNIX команди ifconfig, а саме:
lo0: flags=8149<UP,LOOPBACK,RUNNING,PROMISC,MULTICAST> mtu 16384
inet 127.0.0.1 netmask 0xff000000
le0: flags=8843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
inet 192.168.0.3 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.0.255
ether 08:00:2b:ba:a0:f7
ppp0: flags=8051<UP,POINTOPOINT,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet 192.168.22.13 --> 192.168.22.14 netmask 0xfffffffc
ppp4: flags=8051<UP,POINTOPOINT,RUNNING,MULTICAST> mtu 1400
inet 192.168.22.1 --> 192.168.22.2 netmask 0xfffffffc
де:
мережевий інтерфейс
IP адреса даного інтерфейсу
IP адреса інтерфейсу на другому кінці (тільки для PPP та SLIP)
мережева маска інтерфейсу
lo0
127.0.0.1
-
0xff000000
le0
192.168.0.3
-
0xffffff00
ppp0
192.168.22.13
192.168.22.14
0xfffffffc
ppp4
192.168.22.1
192.168.22.2
0xfffffffc
Таблиця 5 являється частиною таблиці маршрутизації комп’ютера NetSurfer. Зліва, для пояснення, проставлено номери попорядку записів в таблиці. Значення колонок: Destination, Gateway, Flags, Netif, Expire пояснюється в підрозділі “Основні принципи маршрутизації”.
Значення прапорців які можуть бути в колонці Flags:
B
маршрут “чорна дірка” по якому всі пакети просто знищуються;
b
запис представляє собою broadcast адресу;
C
використовувати даний маршрут як приклад для генереції нових маршрутів;
c
те саме що і ‘C’, але прапорець повністю керується тільки протоколом (IP)
D
маршрут утворений перенаправленням;
G
маршрут вказує на проміжний (наступний) раутер, а не на безпосередьо приєднане призначення;
H
вказує на безпосередньо приєднаний комп’ютер (мережевий інтерфейс);
L
запис керується адаптивним рівнем канального рівня, наприклад ARP;
M
маршрут модифікований перенаправленням;
R
комп’ютер чи мережа недосяжні;
S
маршрут заданий командою route;
U
маршрут є дійсним для використання;
W
індикація що даний маршрут є створений шляхом генерації з ‘c’ або ‘C’ поміченого маршруту;
X
зовнішній процес перетворює адреси протоколу до адрес канального рівня.
Опис маршрутів приведених в таблиці
№
опис маршруту
1
маршрут за замовчуванням на комп’ютер (G) з адресою 192.168.0.1 через інтерфейс le0. Маршрут є діючим (U), та був доданий командою route (записаної в файлі ініціалізації системи), на що вказує прапорець ‘S’;
2
комп’ютер 127.0.0.1 (H) досяжний (U) через інтрфейс lo0 з адресою 127.0.0.1;
3
комп’ютер 192.168.0.1 (H), канальна адреса (L) якого рівна 0:20:af:df:3c:89, досяжний (U) через інтерфейс le0. Даний маршрут є згенерований (W) з існуючого маршруту та ще залишиться дійсним на протязі 103 секунд;
4
подібно до п.3, але про те що цей маршрут вказує на комп’ютер NetSurfer говорить назва мережевого інтерфейсу lo0, тобто накети що йдуть по цьому маршруту, проходять через програмно емульований інтерфейс. Бачимо також канальну адресу інтерфейса (8:0:2b:ba:a0:f7), яка використовується у випадку коли відбувається обмін по фізичному носію. Дійсність даного маршруту не лімітується часом як у п.3;
5
повністю аналогічно до п.3;
6
аналогічно п.3. Запис так виглядає тоді, після того як пройшов час відведений в полі Expire та від комп’ютера з IP адресою 192.168.0.44 пакетів більше не поступало. Таким чином маршрут перестав бути дійсним;
7
це broadcast IP адреса Ethernet сегменту, на що вказує прапорець ‘b’ та рівність канальної адреси значенню ff:ff:ff:ff:ff:ff;
8
даний маршрут веде до сегменту мережі 192.168.8.0/25, де ‘/25’ вказує на довжину мережевої маски (25 встановлених одиничок починаючи з старшого розряду 32-х розрядної маски, тобто 0xffffff80). Це означає що всі пакети, IP адреси призначення яких належать множині 192.168.8.0 ( 192.168.8.127 будуть проходити через цей шлях (при умові що не буде встановлено окремих маршрутів по конкретних IP адресах, див. підрозділ “Послідовність дій системи при IP маршрутизації”). Пакети будуть проходити (U) через мережевий інтерфейс ppp0, та потрапляти до наступного раутера (G), IP адреса якого рівна 192.168.22.14;
9
аналогічно до п.8, тільки для мережевого інтерфейсу ppp4 та сегменту 192.168.8.192/27, коли мережева маска рівна 0xffffffe0, а блок адрес становить 192.168.8.192 ( 192.168.8.223;
10
192.168.22.1, це IP адреса мережевого інтерфейса ppp4 (один з інтерфейсів через які NetSurfer з’єднаний з віддаленими раутерами по PPP протоколу), пакети, що йому призначені передаються через інтерфейс lo0, IP адреса якого рівна 127.0.0.1;
11
192.168.22.2, це IP адреса раутера (H) під’єднаного на другому кінці PPP зв’язку (лінії).
12
аналогічно до п.10;
13
аналогічно до п.11;
14
діючий (U) маршрут до мережі 194.44.138.0/24 (якщо мережева маска покриває тільки NetID, то вона часто опускається) через інтерфейс le0 та наступний раутер (G) 192.168.0.1. (Даний маршрут, так само як і той, що вказаний в п.1, не має практичного використання. Він вказує на FireWall (Guard.LP.Lviv.UA) - комп’ютер що є посередником (але не раутером) між внутрішньою комп’ютерною мережею Університету та рештою мережі Internet. Ці записи просто залишені після тестування певного типу proxy - програми посередники, що працюють на комп’ютері FireWall);
15
IP адреса спеціальної multicast групи, яка утворюється при роботі програми маршрутизації. Це зроблено для того, щоб зменшити інформаційне навантаження на робочі станції та сервери, що знаходяться на тому самому Ethernet сегменті але не приймають участі у процесі маршрутизації (не є раутерами).
16
ще одна IP адреса multicast групи про яку йдеться в п.15
Використання протоколу ICMP для маршрутизації
В процесі раутінгу використовується також протокол ICMP. Наприклад, коли раутер отримує IP-данограму, яку він не може доручити, то у відповідь до джерела він генерує ICMP-повідомлення про помилку “комп’ютер недосяжний”. Це може спричинене як тимчасовою відсутністю зв’язку раутера з необхідним напрямком, так і відсутністю необхідного маршруту в таблиці раутінгу (у випадку, коли відсутній запис маршруту за замовчуванням).
Ще один випадок використання ICMP - це генерування раутером ICMP-повідомлення про переспрямування вибраного маршруту. Таке повідомлення генерується тоді, коли IP-данограма, надіслана до цього раутера, повинна була бути вислана до іншого раутера.
ICMP-повідомлення про переспрямування можна з’являється у мережі лише тоді, коли станція має вибір з двох або більше раутерів і внаслідок неповноти таблиці раутінгу висилає IP-данограму до невірного раутера (часто до раутера за замовчуванням). Розглянемо 4.5, де показано робочу станцію A та два раутери R1 і R2, під’єднані до мережі Net 0.
Рис. 4.5. Приклад ICMP-повідомлення про переспрямування.
Саме при такій конфігурації можна побачити ICMP-повідомлення про переспрямування. Додатковою умовою є те, що станція A має встановлений маршрут за замовчуванням до раутера R1, та в її таблиці раутінгу відсутній запис, який скеровував би до раутера R2 данограми, адресовані до мережі Net 1. Відсутність такого запису може бути виправдана бажанням максимально спростити конфігурацію робочих станцій, в якій, наприклад, вказується тільки раутер за замовчуванням. Тоді процес визначення маршруту відбувається у такій послідовності:
Робоча станція A, не знайшовши в таблиці раутінгу запису для маршруту до станції, яка міститься у мережі Net 1, користується маршрутом за замовчуванням і пересилає IP-данограму до раутера R1.
Раутер R1, маючи повнішу таблицю маршрутизації, ніж станція A, знає, що маршрут до мережі Net 1 пролягає через R2, і тому пересилає йому цю данограму.
Оскільки R1 відіслав IP-данограму через той самий мережевий інтерфейс 200.1.2.1/24, від якого він її прийняв, то робиться висновок, що пакет непотрібно було надсилати до R1, а до раутера R2, який розташований у тій самій підмережі, що й R1. Тому R1 генерує ICMP-повідомлення про переспрямування, де вказує, куди повинна бути вислана IP-данограма.
За допомогою таких ICMP-переспрямувань комп’ютер, який їх отримує, модифікує свою таблицю маршрутизації, що в подальшому призведе до правильного вибору таких маршрутів. На основі отриманих ICMP-переспрямувань станція може створювати в таблиці маршрутизації записи про маршрути як до поодиноких призначень (комп’ютери), так і до мереж (раутер генерує переспрямування для мережі, коли йому відома її структура). Це дозволяє станціям поступово, звертаючись до різних призначень, побудувати повнішу таблицю маршрутизації.
Наведемо декілька правил що стосуються ICMP-переспрямувань:
ICMP-переспрямування генеруються тільки раутерами і ніколи не генеруються станціями;
ці переспрямування призначені виключно для станцій, а не для раутерів;
не дозволяється модифікація таблиці раутінгу станції одночасно як ICMP-переспрямуваннями, так і протоколами раутінгу.
Перш ніж раутер згенерує ICMP- переспрямування, він здійснює такі перевірки:
вихідний мережевий інтерфейс повинен дорівнювати вхідному, а також призначення для ICMP-переспрямування має безпосередньо міститися у тій самій мережі, що й раутер;
маршрут, який використовується для вихідної данограми, не повинен був бути створений або модифікований ICMP- переспрямуванням, а також бути ідентичним до маршруту за замовчуванням для даного раутера;
данограма, для якої генерується ICMP-переспрямування, не повинна використовувати додаткову послугу IP під назвою точний примусовий маршрут або раутінг від джерела (source routing);
раутер повинен бути сконфігурований так, щоб було дозволено генерацію ICMP- переспрямувань.
Крім того, робоча станція, яка прийняла ICMP-переспрямування, здійснює ряд перевірок, перш ніж модифікувати свою таблицю раутінгу:
новий (той, на який вказує ICMP-переспрямування) раутер повинен міститися у тій самій мережі (підмережі), що й робоча станція;
ICMP-переспрямування не може скеровувати маршрут до того раутера, який згенерував це переспрямування;
Маршрут, який модифікується, не повинен бути прямим маршрутом.
Незважаючи на значну перевагу ICMP-переспрямувань для мереж порівняно з переспрямуваннями до окремих станцій, раутери не повинні використовувати перших без мережевих масок. Це частково пов’язане з розбиттям мереж на підмережі, оскільки адресу підмережі без маски важко відрізнити від адреси конкретного комп’ютера.
Ще одним методом модифікації таблиць раутінгу станцій є ICMP-повідомлення, призначені для виявлення раутерів. Наприклад, станція, яка тільки що увімкнулася та має лише маршрут за замовчуванням, починає генерувати ICMP- повідомлення “запит раутера” до всіх або до групи станцій у мережі (повідомлення broadcast або multicast). Один або декілька раутерів відповідають своїми ICMP-повідомленнями “оголошення раутера”, в яких міститься інформація про вміст їх таблиць маршрутизації. Додатково раутери періодично генерують ці ICMP-повідомлення до всіх або до групи станцій. Це дозволяє станціям, які прослуховують середовище та чекають на інформацію про маршрути, постійно поновлювати свої таблиці маршрутизації, однак цей метод не знайшов широкого практичного застосування.
Організація підмереж і раутінг
Під’єднання окремого вузла до раутера WAN
Приймемо, що вузол має IP-адресу 210.20.30.45, а раутер WAN – адресу 199.99.88.77 (4.6).
Рис. 4.6. Під’єднання станції до WAN.
Для вузла A можна використати мережеву маску 255.255.255.255, що означатиме відсутність інши
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора