Файл: проектирование маршрутизации в трех двухуровневых сетях с использование протокола IGRP.pdf

На основе данных метрики для этого пути рассчитывается одна составная метрика. Составная метрика комбинирует эффект различных компонентов метрики в одиночный номер, представляющий "совершенство" того пути. Это - составная метрика, которая фактически используется для выбора оптимального пути.

Периодически каждый шлюз рассылает всю свою таблицу маршрутизации целиком (с некоторыми ограничениями, налагаемыми правилом разделения горизонта) всем соседним шлюзам. Когда шлюз получает это широковещательное сообщение от другого шлюза, это сравнивает таблицу со своей существующей таблицей. Любые новые назначения и пути добавлены к таблице маршрутизации шлюза. Пути в широковещании по сравнению с существующими путями. Если новый путь лучше, он может заменить существующий. Транслируемая информация также используется для обновления занятости канала и другой информации о существующих каналах. Эта общая процедура подобна используемой всеми протоколами маршрутизации по методу вектора расстояния. Это упомянуто в математической литературе как Алгоритм Беллмана-Форда.  

В IGRP общий алгоритм Беллмана-Форда изменяется в трех критических аспектах. Во-первых, вместо простой метрики, вектор метрик используется для охарактеризования путей. Во-вторых, вместо выбора единственного пути с наименьшей метрикой, трафик распределяется по нескольким путям, метрики которых попадают в заданный диапазон. В-третьих, несколько функций представлены для обеспечения устойчивости в ситуациях, где изменяется топология.

Выбирается оптимальный маршрут с учетом составной метрики:

[(K1 / Be) + (K2 * Dc)] r

Если K1, K2 = константы, Be = полоса пропускания пути загрузки x (1 – канал занятости), Dc = топологическое ожидание, и r = надежность.

Путь с наименьшей составной метрикой является оптимальным. Где существуют разнообразные пути к тому же назначению, шлюз может направить пакеты по нескольким путям. Сделано в соответствии со сложной метрикой каждого пути данных. Например, если один маршрут имеет составную метрику 1, а другой маршрут - составную метрику 3, в три раза больше пакетов будут отосланы по маршруту данных, имеющих составную метрику 1.

Существует два преимущества для использования информации о векторе метрики. Во-первых, он обеспечивает возможность поддержки нескольких типов служб из одного и того же набора данных. Второе преимущество – это повышенная точность. Единая метрика обычно обрабатывается так же, как задержка. Каждая ссылка в пути добавлена к суммарной метрике. Если существует ссылка с низкой пропускной способностью, она обычно представляется большой задержкой. Однако ограничения пропускной способности действительно не накапливают способ, которым делают задержки. Путем обработки пропускной способности как отдельный компонент это может быть обработано правильно. Аналогичным образом нагрузка может рассматриваться как отдельный показатель загруженности канала.

---

IGRP предоставляет систему для взаимосвязанных компьютерных сетей, которые могут устойчиво обработать общую топологию графа включая петли. Система поддерживает данные метрик полного пути, т.е. это знает параметры пути ко всем другим сетям, с которыми связан любой шлюз. Трафик можно распределять по параллельным путям, и несколько параметров пути можно рассчитывать одновременно для всей сети.

2.3 Протокол RIP

История

Алгоритммаршрутизации RIP (алгоритм Беллмана — Форда) был впервые разработан в1969 году, как основной для сетиARPANET.

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

Версия RIP, которая поддерживает протокол интернетабыла включена в пакетBSDоперационной системыUnixпод названиемrouted(route daemon), а также многими производителями, реализовавшими свою версию этого протокола. В итоге протокол был унифицирован в документеRFC 1058.

В 1994 годубыл разработан протоколRIP2(RFC 2453), который является расширением протокола RIP, обеспечивающим передачу дополнительной маршрутной информации в сообщениях RIP и повышающим уровень безопасности.

Для работы в среде IPv6была разработана версияRIPng.

Техническая информация

RIP — так называемый протокол дистанционно-векторной маршрутизации, который, оперируетхопами(ретрансляционными "скачками") в качествеметрики 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 наприкладном уровнестекаTCP/IP, используяUDPпорт 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.

Формат rip пакета

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
command (1)								version (1)								must be zero (2)
RIP Entry (20)

---

command — Команда, определяет назначение датаграммы (1 - request; 2 - response)

version — Номер версии, в зависимости от версии, определяется формат пакета

must be zero — Должно быть нулём (В RIP v 2 здесь находится поле "Routing Domain")

"Routing Domain" — идентификатор RIP-системы, к которой принадлежит данное сообщение; часто - номер автономной системы. Используется, когда к одному физическому каналу подключены маршрутизаторы из нескольких автономных систем, в каждой автономной системе поддерживается своя таблица маршрутов. Поскольку сообщения RIP рассылаются всем маршрутизаторам, подключенным к сети, требуется различать сообщения, относящиеся к "своей" и "чужой" автономным системам.

RIP Entry — (RTE) Запись маршрутной информации RIP. RIP пакет может содержать от 1 до 25 записей RIP Entry.

Формат RIP Entry для протокола RIP-1 (version=1)

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
address family identifier (2)																must be zero (2)
IPv4 address (4)
must be zero (4)
must be zero (4)
metric (4)

address family identifier — (AFI) Тип адреса, обычно поддерживается только запись AF_INET, которое равно 2 (т.е. используется для протокола IP)

must be zero — Должно быть нулём

IPv4 address — IP адрес места назначения (хост или сеть)

metric — Метрика маршрута

Формат RIP Entry для протокола RIP-2 (version=2)

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
address family identifier (2)																Route Tag (2)
IPv4 address (4)
subnet mask (4)
next hop (4)
metric (4)

---

Address Family Identifier — (AFI) Тип адреса, обычно поддерживается только запись AF_INET, которое равно 2 (т.е. используется для протокола IP)

Route Tag — (RT) Тег маршрута. Предназначен для разделения "внутренних" маршрутов от "внешних", взятых, например, из другого IGP или EGP

IP Address — IP адрес места назначения

Subnet Mask — Маска подсети

Next Hop — Следующий хоп. Содержит IP адрес маршрутизатора к месту назначения. Значение 0.0.0.0 — хопом к месту назначения является отправитель пакета. Необходимо, если протокол RIP не может быть запущен на всех маршрутизаторах.

2.3Сравнение протокола RIP и IGRP

Это сравнение полезно, поскольку RIP широко используется для целей, подобных IGRP. Однако такое сравнение не совсем корректно. RIP не был предназначен для совещания всех тех же целей как IGRP. RIP был предназначен для использования в небольших сетях с обоснованно унифицированной технологией. В таких приложениях этого в основном достаточно.

Большая часть основного отличия между IGRP и RIP является структурой их метрик. К сожалению, это изменение нельзя просто встроить в RIP. Это требует нового подарка алгоритмов и структур данных в IGRP.

RIP использует простую метрику "hop count" (число переходов) для описания сети. В отличие от IGRP, где каждый путь описан задержкой, пропускной способностью, и т.д., в RIP, это описано номером от 1 до 15. Обычно этот номер используется для представления, сколько шлюзов путь проходит прежде, чем добраться до назначения. Это означает, что между медленной последовательной линией и Ethernet нет различий. В некоторых реализациях RIP для системного администратора возможно указать, что данный переход должен быть посчитан несколько раз. Низкоскоростные сети характеризуются большим числом переходов. Но так как максимум равняется 15, это не может быть сделано очень. Например, если Ethernet представлена 1 и линия 56 КБ 3, в пути может быть самое большее 5 линий 56 КБ, или максимум 15 превышен. Чтобы представлять полный диапазон доступных скоростей сети и обеспечить большую сеть, исследования, сделанные Cisco, предполагают, что необходима 24-разрядная метрика. Если максимальная метрика слишком мала, то у системного администратора есть неприятный выбор: отказаться от различения быстрых и медленных маршрутов или от приведения сети в соответствие с ограничением. Фактически много национальных сетей являются теперь достаточно большими, что RIP не может обработать их, даже если каждый переход посчитан только однажды. Протокол RIP невозможно использовать в таких сетях.

---

Очевидным ответом было бы модифицировать RIP, чтобы разрешить более обширную метрику. К сожалению, это не сработает. Как все протоколы маршрутизации по методу вектора расстояния, RIP имеет проблему "подсчета к бесконечности". Когда изменения топологии, будут представлены фиктивные маршруты. Метрики, привязанные к этим фиктивным маршрутам медленно, увеличиваются, пока они не достигают 15, в этот момент маршруты удалены. 15 достаточно маленький максимум, что этот процесс будет сходиться справедливо быстро, предполагая, что используются синхронизируемые обновления. Если бы RIP модифицировался для разрешения 24-разрядной метрики, то петли сохранялись бы достаточно долго для метрики, которая будет посчитана до 2 **24. Это не терпимо. IGRP содержит функции, предназначенные для предотвращения использования фиктивных маршрутов. Это не практично для обработки сложных сетей, не представляя такие функции или изменяясь на протокол, такие как SPF.

IGRP не только расширяет диапазон допустимых метрик. Метрика реструктурируется для описания задержки, пропускной способности, надежности и загрузки. Возможно отразить подобные моменты в одной метрике, такой как RIP. Однако подход, принятый IGRP, потенциально более точен. Например, с одиночной метрикой, несколько последовательных быстрых каналов, будет казаться, будут эквивалентны одиночному медленному. Это может иметь место для интерактивного трафика, где задержка является основным предприятием. Однако в случае групповой передачи данных основная проблема – полоса пропускания, и одновременное добавление метрик здесь нецелесообразно. IGRP обрабатывает задержки и полосу пропускания отдельно, накапливая задержки, но используя при этом минимум полосы пропускания. Нелегко понять, как соединить эффекты надежности и нагрузки в однокомпонентной метрике.

По моему мнению, одно из больших преимуществ IGRP является простотой конфигурации. Это может непосредственно представлять количества, которые имеют физический смысл. Это означает, что может быть установлено автоматически, на основе типа интерфейса, скорости линии, и т.д. С однокомпонентной метрикой метрику придется, более вероятно, "приготовить" для слияния эффектов нескольких разных вещей.

Другие нововведения больше касаются алгоритмов и структур данных, чем протокола маршрутизации. Например, IGRP задает алгоритмы и структуры данных, поддерживающие разделение трафика по нескольким маршрутам. Конечно, возможно разработать реализацию RIP, который делает это. Однако после повторного внедрения маршрутизации причины продолжать использовать RIP нет.

---