Основы сетевой маршрутизации

Когда устройство имеет несколько путей для достижения пункта назначения, оно всегда выбирает один путь, предпочитая его другим. Этот процесс выбора называется Routing. Маршрутизация выполняется с помощью специальных сетевых устройств, называемых маршрутизаторами, или их можно выполнять с помощью программных процессов. Маршрутизаторы на основе программного обеспечения имеют ограниченную функциональность и ограниченную область действия.

Маршрутизатор всегда настроен с определенным маршрутом по умолчанию. Маршрут по умолчанию сообщает маршрутизатору, куда пересылать пакет, если маршрут не найден для конкретного адресата. Если существует несколько путей для достижения одного и того же адресата, маршрутизатор может принять решение на основе следующей информации:

  • Счетчик прыжков
  • Пропускная способность
  • Метрика
  • Длина префикса
  • Задержка

Маршруты могут быть статически настроены или динамически обучаемы. Один маршрут может быть настроен так, чтобы быть предпочтительным по сравнению с другими.

Одноадресная маршуртизация

Большая часть трафика в Интернете и интрасети, называемая одноадресными или одноадресным трафиком, отправляется с указанным пунктом назначения. Маршрутизация одноадресных данных через Интернет называется одноадресной маршрутизацией. Это простейшая форма маршрутизации, потому что назначение уже известно. Следовательно, маршрутизатор должен просто искать таблицу маршрутизации и пересылать пакет в следующий прыжок.

Широковещательная маршрутизация

По умолчанию широковещательные пакеты не маршрутизируются и не перенаправляются маршрутизаторами в любой сети. Маршрутизаторы создают широковещательные домены. Но его можно настроить для пересылки широковещательных сообщений в некоторых особых случаях. Широковещательное сообщение предназначено для всех сетевых устройств.

Маршрутизация вещания может быть выполнена двумя способами (алгоритмом):

  • Маршрутизатор создает пакет данных и затем отправляет его каждому узлу по одному. В этом случае маршрутизатор создает несколько копий одного пакета данных с разными адресами назначения. Все пакеты отправляются как одноадресные, но поскольку они отправляются всем, он имитирует, как если бы роутер вещал.Этот метод потребляет много полосы пропускания, а маршрутизатор должен назначать адрес каждого узла.
  • Во-вторых, когда маршрутизатор получает пакет, который должен транслироваться, он просто наводняет эти пакеты из всех интерфейсов. Все маршрутизаторы настроены одинаково.Этот метод прост в процессоре маршрутизатора, но может вызвать проблему дублирования пакетов, полученных от одноранговых маршрутизаторов.

    Обратная переадресация — это метод, в котором маршрутизатор заранее знает о своем предшественнике, откуда он должен получать трансляцию. Этот метод используется для обнаружения и удаления дубликатов.

Многоадресная маршрутизация

Многоадресная маршрутизация является особым случаем маршрутизации вещания с разницей в значимости и проблемами. В широковещательной маршрутизации пакеты отправляются на все узлы, даже если они этого не хотят. Но в многоадресной маршрутизации данные отправляются только узлам, которые хотят получать пакеты.

Маршрутизатор должен знать, что есть узлы, которые хотят получать многоадресные пакеты (или поток), а затем только пересылать. Маршрутизация многоадресной рассылки перекрывает протокол дерева, чтобы избежать циклирования.

Многоадресная маршрутизация также использует метод переадресации обратного пути, чтобы обнаруживать и отбрасывать дубликаты и циклы.

Anycast маршрутизация

Пересылка пакетов Anycast — это механизм, в котором несколько хостов могут иметь одинаковый логический адрес. Когда пакет, предназначенный для этого логического адреса, принимается, он отправляется хосту, ближайшему к топологии маршрутизации.

Маршрутизация Anycast выполняется с помощью DNS-сервера. Всякий раз, когда принимается пакет Anycast, он запрашивает DNS для отправки. DNS предоставляет IP-адрес, который является ближайшим к нему IP-адресом.

Одноадресные протоколы маршрутизации

Существует два типа протоколов маршрутизации для маршрутизации одноадресных пакетов:

  • Протокол маршрутизации с дистанционным вектором
    Distance Vector — это простой протокол маршрутизации, который принимает решение о маршрутизации количества переходов между источником и получателем. Лучшим маршрутом считается маршрут с меньшим количеством перелетов. Каждый маршрутизатор рекламирует свои лучшие маршруты для других маршрутизаторов. В конечном счете, все маршрутизаторы создают свою топологию сети на основе рекламы своих одноранговых маршрутизаторов. Например, протокол маршрутизации информации (RIP).
  • Протокол маршрутизации состояния канала
    Протокол состояния канала — это несколько сложный протокол, чем «Вектор расстояния». Он учитывает состояния ссылок всех маршрутизаторов в сети. Этот метод помогает маршрутам строить общий график всей сети. Затем все маршрутизаторы рассчитывают наилучший путь для маршрутизации. Например, Open Shortest Path First (OSPF) и промежуточная система для промежуточной системы (ISIS).

Протоколы многоадресной маршрутизации

Протоколы одноадресной маршрутизации используют графики, в то время как протоколы маршрутизации многоадресной рассылки используют деревья, т.е. Связывают дерево, чтобы избежать циклов. Оптимальное дерево называется кратчайшим связующим деревом.

  • DVMRP — Протокол маршрутизации многоадресной передачи расстояния
  • MOSPF — Открытый многоадресный маршрут
  • CBT — базовое дерево
  • PIM — независимая от протокола многоадресная рассылка

Протокол Независимой Многоадресной рассылки (PIM) используется сейчас. Он имеет два вида:

  • Режим PIM Dense
    В этом режиме используются деревья на основе источника. Он используется в плотной среде, такой как LAN.
  • PIM разреженный режим
    В этом режиме используются общие деревья. Он используется в редких средах, таких как WAN.

Алгоритмы маршрутизации

Flooding

Flooding — это самый простой способ пересылки пакетов. Когда пакет принимается, маршрутизаторы отправляют его на все интерфейсы, кроме тех, на которых он был получен. Это создает слишком большую нагрузку на сеть и множество дублирующих пакетов, блуждающих по сети.

Time to Live (TTL) можно использовать, чтобы избежать бесконечного цикла пакетов. Существует еще один подход к наводнению, который называется выборочным наводнением для снижения накладных расходов в сети. В этом методе маршрутизатор не реализуется на всех интерфейсах, а выборочно.

Shortest Path

Решение о маршрутизации в сетях, в основном, берется на основе стоимости между источником и пунктом назначения. Здесь играет важную роль. Самый короткий путь — это метод, который использует различные алгоритмы для определения пути с минимальным количеством прыжков.

Общими алгоритмами кратчайшего пути являются:

  • Алгоритм Дейкстры
  • Алгоритм Беллмана Форда
  • Алгоритм Флойда Варшалла

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.