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

Основные показатели, характеризующие производственно -финансовую деятельность ООО «РОЛА» за период с 2014 – 2016 гг. приведены в таблице 1.

Показатели	20014 г.	20015 г.	20016 г.	Темпы роста, %
				2009 г/ 2008 г	2009 г/ 2008 г
1.Товарная продукция, тыс. р.	219977	230129	242356	122270	105,31
2.Рентабельность продукции, %	5,10	3,58	4,45	0,86	–
3.Себестоимость продукции, тыс. р.	198512	209127	220128	11001	105,26
4.Прибыль, тыс. р.	10123	7494	9785	2291	130,57
5.Затраты на 1 р., р.	0,90	0,91	0,91	0,00	99,95
6.Среднегодовая стоимость основных средств Ф, тыс. р.	54454,5	53987,5	48058,5	-59290	89,02
7.Фондоотдача, р./р.	4,04	4,26	5,04	0,78	118,31
8.Среднегодовая стоимость оборотных средств, тыс. р.	60231,5	65032	78440	13408	120,62
9.Коэффициент оборачиваемости,	3,65	3,54	3,09	-0,45	87,31
10.Численность персонала, чел.	125	135	142	7	105,19
11.Производительность труда, тыс. р./ чел.	1759,82	1704,66	1706,73	2,07	100,12
12.Рентабельность персонала, тыс. р./чел.	8098,4	5551,11	6890,85	1339,73	–
13.Фондорентабель-ность, %	18,59	13,88	20,36	6,48	–

Таблица 1 – Основные показатели финансово-хозяйственной деятельности

2. Общие понятия протокола IGRP

2.1 Протокол IGRP

Протокол IGRP (англ. Interior Gateway Routing Protocol) — протокол маршрутизации, разработанный фирмой Cisco, для своих многопротокольных маршрутизаторов в середине 1980-х годов для маршрутизации в пределах автономной системы (AS), имеющей сложную топологию и разные характеристики полосы пропускания и задержки. IGRP является протоколом внутренних роутеров (IGP) с вектором расстояния.

---

IGRP различает множество метрик, таких как задержка сети, пропускная способность, надежность, загруженность сети, MTU и reliability интерфейса. Для сравнения маршрутов эти метрики используются в формуле, которая вычисляет итоговую метрику. Весовой коэффициент этих показателей может выбираться автоматически или задаваться администратором сети. Для надежности и загруженности сети это значения от 1 до 255, полоса пропускания — от 1200 бит/с до 10 Гбит/с, задержка может принимать значение до 24-го порядка.

Для повышения стабильности работы IGRP предусматривает такие механизмы, как удержание изменений, расщепление горизонта (split-horizon) и корректировка отмены.

Удержание изменений Когда в сеть поступает информация об изменениях маршрутов (например, об обрыве связи) от одного из роутеров, то изменения в таблицы маршрутизации поступают не мгновенно, а в течение некоторого времени. В этот период роутер, ещё не получивший информацию об изменениях, может продолжать распространять информацию об уже несуществующем маршруте. При этом возможна ситуация, когда устройство, уже внёсшее изменения в свою таблицу маршрутизации, после получения этих данных внесёт повторную корректировку в таблицу. Временное удержание изменений — это механизм, по которому удерживаются все изменения, которые могут повлиять на маршруты в течение некоторого времени. Время удержания должно быть больше времени, необходимого для того, чтобы информация об измененных маршрутах распространилась по всем роутерам системы.

Расщепление горизонта (split-horizon) Суть этого механизма состоит в том, что для предотвращения зацикливания маршрутов между соседними роутерами (маршрутизаторами), информация об изменении маршрута не должна распространяться в направлении того роутера, от которого она пришла.

Корректировка отмены маршрута (route-poisoning) — это принудительное удаление маршрута и перевод в состояние удержания, применяется для борьбы с маршрутными петлями.

Таймеры Таймер корректировки определяет, как часто должны отправляться сообщения о корректировке маршрутов. Таймер недействующих маршрутов определяет, сколько времени должен ожидать роутер при отсутствии сообщений о корректировке какого-нибудь конкретного маршрута, прежде чем объявить этот маршрут недействующим. Время по умолчанию IGRP для этой переменной в три раза превышает период корректировки. Переменная величина времени удерживания определяет промежуток времени удерживания. Время по умолчанию IGRP для этой переменной в три раза больше периода таймера корректировки, плюс 10 секунд. И наконец, таймер отключения указывает, сколько времени должно пройти прежде, чем какой-нибудь роутер должен быть исключен из маршрутной таблицы. Время по умолчанию IGRP для этой величины в семь раз превышает период корректировки маршрутизации.

---

Задачи протокола IGRP

Протокол IGRP позволяет многим шлюзам координировать свою маршрутизацию. Он ставит следующие цели:

• Стабильная маршрутизация даже в больших или составных сетях. Никакие циклы маршрутизации не должны происходить, как раз, когда переходные процессы.
• Быстрая реакция на изменения сетевой топологии.
• Низкие накладные расходы. Таким образом, IGRP не должен использовать большую пропускную способность, чем необходимо для его задачи.
• Разбиение трафика на несколько параллельных маршрутов имеющих примерно одинаковую желательность.
• Учет уровня ошибок и уровня трафика на различных путях.

Текущая реализация IGRP обеспечивает маршрутизацию для TCP/IP. Однако основы проектирования предназначены, чтобы быть в состоянии обработать множество протоколов.

Никакое программное средство не переходит, решают все проблемы маршрутизации. Обычно проблему маршрутизации можно разделить на несколько элементов. Протоколы, такие как IGRP называют "протоколами внутреннего шлюза" (IGPs). Их предполагается использовать в едином наборе сетей, с единым или тесно связанным управлением. Такие группы сетей соединяются с помощью протоколов внешней маршрутизации (EGP). IGP создан для отслеживания большого количества сведений о топологии сети. Приоритет в разработке IGP размещен в создание оптимальных маршрутов, и ответ быстро изменяется. Протокол EGP предназначен для защиты системы сетей от ошибок или преднамеренного искажения другими системами, BGP - пример такого протокола внешнего шлюза (EGP).. Приоритет в проектировании EGP должен отдаваться стабильности и административному контролю. Часто EGP достаточно создать разумный маршрут вместо оптимального.

Протокол IGRP имеет определенное сходство с предыдущими протоколами, например, протоколом маршрутной информации компании Xerox, протоколом Berkeley RIP и протоколом Dave Mills' Hello). Он отличается от данных протоколов как минимум тем, что изначально разрабатывался для более масштабных и сложных сетей. Для получения подробных сведений о сравнении с RIP, который широко использовался в старых поколениях протоколов, см. раздел "Сравнение с RIP".

Как и эти устаревшие протоколы, IGRP является протоколом вектора расстояния. В таком протоколе шлюзы обмениваются сведениями о маршрутизации только с соседними шлюзами. Эти сведения о маршрутизации содержат сводную информацию об остатке сети. Можно показать математически, что все шлюзы, взятые вместе, решают проблему оптимизации какой суммы к распределенному алгоритму. Каждый шлюз необходим для частичного решения проблем и для получения части общего объема данных.

---

Основной альтернативой протоколу IGRP являются расширенный протокол IGRP (EIGRP) и класс алгоритмов под общим названием SPF ("предпочтение кратчайшего пути"). OSPF использует это понятие. Для узнавания больше о OSPF обращаются к Руководству по проектированию OSPF. OSPF, который Это, основывается на способе затопления, где каждый шлюз усовершенствован о статусе каждого интерфейса на любом шлюзе. Каждый шлюз независимо друг от друга решает проблему оптимизации с его точки зрения при помощи данных из всей сети. Каждый подход имеет свои преимущества. В некоторых случаях SPF может более быстро реагировать на произошедшие изменения. Для предотвращения появления циклов маршрутизации IGRP должен игнорировать новые данные в течение нескольких минут после изменений определенного вида. Использование в протоколе SPF информации непосредственно от каждого шлюза позволяет избежать возникновения зацикливания маршрутизации. Таким образом, он может сразу действовать в соответствии с новыми сведениями. Однако SPF приходится работать со значительно большим количеством данных, чем IGRP, как во внутренних структурах данных, так и в сообщениях между шлюзами.

Проблема маршрутизации

IGRP предназначен для использования на шлюзах, подключенных к нескольким сетям. Мы предполагаем, что сети используют пакетную технологию. Фактически, шлюзы играют роль коммутаторов пакетов. Когда соединенная с одной сетью система собирается отправить пакет системе в другой сети, она адресует пакет на шлюз. Если назначение – одна из сетей, подключенных к шлюзу, шлюз будет перенаправлять пакеты до назначения. Если назначение будет более удалено, то шлюз передаст пакет к другому шлюзу, который ближе к назначению. Шлюзы используют таблицы маршрутизации, чтобы помочь им решать, что сделать с пакетами. Вот таблица маршрутизации простого примера. (Адресами, используемыми в примерах, являются IP-адреса, взятые от Университета Ратджерса. Обратите внимание, что основная проблема маршрутизации одинакова для всех протоколов, однако в описании подразумевается использование протокола IGRP для IP-маршрутизации.)

Рисунок 1

network gateway interface

------- ------- ---------

128.6.4 none ethernet 0

128.6.5 none ethernet 1

128.6.21 128.6.4.1 ethernet 0

128.121 128.6.5.4 ethernet 1

10 128.6.5.4 ethernet 1

(Фактические таблицы Маршрутизации IGRP имеют дополнительные сведения для каждого шлюза, как мы будем видеть.) Этот шлюз связан с двумя Ethernets, вызванными 0 и 1. Им дали Номера сети IP (фактически номера подсетей) 128.6.4 и 128.6.5. Таким образом пакеты, обращенные для этих определенных сетей, могут быть переданы непосредственно назначению, просто при помощи соответствующего Интерфейса Ethernet. Существует два соседних шлюза, 128.6.4.1 и 128.6.5.4. Пакеты для сетей кроме 128.6.4 и 128.6.5 будут переданы одному или другим из тех шлюзов. Таблица маршрутизации указывает, какой шлюз должен использоваться для который сеть. Например, пакеты, предназначенные хосту в сети 10, необходимо переадресовать на шлюз 128.6.5.4. Каждый надеется, что этот шлюз ближе к сети 10, т.е. что оптимальный путь к сети 10 проходит этот шлюз. Основная цель IGRP – разрешить шлюзам создавать и поддерживать таблицы маршрутизации наподобие этой.

---

Основные сведения о IGRP

Как упомянуто выше, IGRP является протоколом, который позволяет шлюзам создавать свою таблицу маршрутизации путем обмена информацией с другими шлюзами. Построение таблицы шлюзом начинается с записей, соответствующих сетям, непосредственно подключенным к нему. Шлюз получает информацию о других сетях путем обмена обновлениями маршрутизации с соседними шлюзами. В самом простом случае шлюз найдет один путь, который представляет лучший способ добраться до каждой сети. Путь характеризуется следующими шлюзами, к которым должны быть отправлены пакеты, сетевой интерфейс, который должен быть использован, и метрические данные. Данные метрик являются рядом номеров, которые характеризуют, насколько хороший путь. Это позволяет шлюзу сравнивать пути, "услышанные" от различных шлюзов, и решать, какой из них использовать. Часто существуют случаи, где это целесообразно разделять трафик между двумя или больше путями. Протокол IGRP делает это каждый раз, когда два или более соединения одинаково успешны. Когда пути почти одинаково хороши, пользователь может также настроить его для разделения трафика. В этом случае большее количество трафика будет посылаться по пути с лучшей метрикой. Замысел состоит в том, что трафик можно распределить между линиями 9600 бит/сек и 19200 бит/сек, и на линию 19200 ориентировочно придется в два раза больше трафика, чем на линию 9600 бит/сек.

Метрики, используемые IGRP, включают придерживающееся:

• Топологическое время задержки
• Пропускная способность самого узкого сегмента полосы пропускания данного пути
• Заполнение канала пути
• Надежность маршрута

Топологическое время задержки является количеством времени, которое оно заняло бы для получения до назначения вдоль того пути, приняв разгруженную сеть. Безусловно, при загрузке сети возникает дополнительная задержка. Однако загрузка составляется при помощи рисунка заполнения канала, не путем попытки измерить фактические задержки. Полоса пропускания пути - это пропускная способность самого медленного канала пути в битах в секунду. Заполнение канала указывает, сколько из той пропускной способности используется в настоящее время. Это измерено и изменится с загрузкой. Надежность означает текущий коэффициент ошибок. Это - часть пакетов, которые прибывают к неповрежденному месту назначения. Это измерено.

Несмотря на то, что они не используются в качестве части метрики, две части информации добавления передают с ним: счетчик переходов и значение MTU. Количество переходов – это просто число шлюзов, которые пакет должен пройти, чтобы достигнуть получателя. MTU – это максимальный размер пакета, который может быть передан по всему маршруту без фрагментации. (То есть это минимальное значение MTU для всех сетей, встречающихся на маршруте).)

---