Файл: Проектирование маршрутизации в двух трехуровневых сетях с использованием протокола BGP для ООО «Грань».pdf

ВВЕДЕНИЕ

В компьютерных сетях применяется большое количество алгоритмов маршрутизации. Именно сетевой уровень модели OSI занимается разработкой маршрутов доставки пакетов от отправителя к получателю. Чтобы добраться до пункта назначения, пакету может потребоваться преодолеть несколько транзитных участков между маршрутизаторами. Сетевой уровень является самым низким уровнем, который имеет дело с передачей данных по всему пути от одного конца до другого.

Обычно в сложных составных сетях практически всегда существует несколько альтернативных маршрутов, по которым возможна передача данных между двумя узлами. Кроме того, крупные составные сети могут включать в себя сети различных масштабов – от локальных до территориально-распределенных глобальных сетей.

Маршрутом пересылки пакета с одного узла составной сети на другой является порядок прохождения этим пакетом транзитных сетей, соединяющих сети, в которых расположены источник и адресат данного пакета.

Составные сети, в которых требуется маршрутизация пакета на сетевом уровне, должны быть объединены между собой посредством маршрутизаторов. Поэтому маршрутом пересылки пакета по сети можно назвать последовательность маршрутизаторов, через которые этот пакет будет перенаправлен в процессе следования к своему адресату.

Маршрутизация пакетов включает в себя две основные задачи: определение оптимального маршрута пересылки пакета по составной сети; собственно пересылка пакета по сети [1].

Для реализации задачи передачи данных сетевой уровень должен обладать информацией о топологии подсети связи (то есть о множестве всех маршрутизаторов) и выбирать нужный путь по этой подсети. Достаточно важно следить за тем, чтобы нагрузка на маршрутизаторы и линии связи была, по возможности, более равномерной.

Алгоритм маршрутизации реализуется той частью программного обеспечения сетевого уровня, которая отвечает за выбор выходной линии для отправки пришедшего пакета. При современном уровне развития сетевых технологий особые требования предъявляются к тому, чтобы алгоритм выбора маршрута обладал определенными свойствами – корректностью, простотой, надежностью, устойчивостью, справедливостью и оптимальностью. Во время работы большой сети постоянно происходят какие-то отказы аппаратуры и изменений топологии [2].

Цели и задачи курсовой работы:

1. Характеристика компании, ее деятельности и структуры.

2. Характеристика протоколов маршрутизации.

3. Разработка и описание структурной и функциональной схемы сети.

4. Сравнение протоколов маршрутизации, выбор наиболее подходящего.

5. Выбор и обоснование решений по техническому и программному обеспечению.

6. Построение и настройка сети.

Курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.

ГЛАВА 1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И ПРЕДПРИЯТИЯ

1.1 Характеристика предприятия и его деятельности

Компания ООО «Грань» (далее – Компания) является самостоятельным субъектом. Является также юридическим лицом, руководствуется в своей деятельности законодательством РФ. Компания имеет самостоятельный баланс, свой фирменный бланк, печать с полным наименованием на русском языке, необходимые штампы.

Компания основана в 2015 году в г. Москве Главное направление деятельности - комплексные поставки IT оборудования корпоративному сектору. Исходя из задач, поставленных клиентом, Компания разрабатывает индивидуальные решения и предлагает самые оптимальные условия по комплектации заказа, ценам и срокам его реализации.

Целью деятельности предприятия является извлечение прибыли.

В настоящее время компания в состоянии обеспечить максимальное качество поставляемой продукции, а также ее бесперебойное техническое обслуживание.

Важной функцией управления является функция организации, которая заключается в установлении постоянных и временных взаимоотношений между всеми подразделениями фирмы, определении порядка и условий функционирования компании. Функция организации реализуется двумя путями: через административно-организационное управление и через оперативное управление.

Административно-организационное управления предполагает определение структуры фирмы, установление взаимосвязей и распределение функций между всеми подразделениями, предоставление прав и установление ответственности между работниками аппарата управления. Оперативное управление обеспечивает функционирование фирмы в соответствии с утвержденным планом. Оно заключается в периодическом или непрерывном сравнении фактически полученных результатов с результатами, намеченными планом, и последующей их корректировке. Оперативное управление тесно связано с текущим планированием.

Организационная структура управления ООО «Грань» представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Изображение организационной структуры компании

Общая численность работников - 91 человек.

Компания базируется в двух зданиях и делится на 8 отделов. В бухгалтерии 7 бухгалтеров, под руководством финансового директора. IT отдел состоит из 10 специалистов под руководством директора IT отдела. В отделе кадров работают 7 сотрудников под руководством директора по кадрам. В маркетинговом отделе работает 10 человек, под руководством маркетингового директора. В отделе закупок работает 13 менеджеров, в отделе продаж - 23 менеджера, на складе и в отделе логистики - по 7 человек под руководством коммерческого директора. Все работают под руководством генерального директора. У генерального директора есть секретарь.

В таблице 1 представлены основные экономические характеристики Компании.

Таблица 1

Основные характеристики деятельности ООО «Грань»

Исходя из описания компании и экономических характеристик, очевидно, что организация оперирует большим объемом информации и какая либо ошибка в транспортировки данных из отдела в отдел может привести к огромным денежным потерям и издержкам. Таким образом, для обеспечения эффективности компании на главный план выходит информационная инфраструктура, а именно сеть.

1.2. Современные методы построения сетей для решения сходных задач

Основная задача сетей - транспортировка информации от ЭВМ-отправителя к ЭВМ-получателю. В большинстве случаев для этого нужно совершить несколько пересылок. Проблему выбора пути решают алгоритмы маршрутизации.

Алгоритм маршрутизации должен обладать вполне определенными свойствами: надежностью, корректностью, стабильностью, простотой и оптимальностью. Последнее свойство не так прозрачно, как это может показаться на первый взгляд, все зависит от того, по какому или каким параметрам производится оптимизация. Эта задача иногда совсем не проста даже для сравнительно простых локальных сетей.

Среди параметров оптимизации может быть минимальная задержка доставки, максимальная пропускная способность, минимальная цена, максимальная надежность или минимальная вероятность ошибки.

Протоколы маршрутизации делятся на два основных класса: протоколы внутренних шлюзов (Interior Gateway Protocols — IGP) и протоколы внешних шлюзов (Exterior Gateway Protocols — EGP). Протоколы класса IGP проектировались для обмена информацией о сетях и подсетях между внутренними маршрутизаторами одной автономной системы (Autonomous System— AS), т.е. между маршрутизаторами, находящимися под единым административным управлением, и использующими один протокол маршрутизации. Такими сетями могут быть сети провайдеров услуг Internet, крупных правительственных и научно-исследовательских организаций, частных коммерческих концернов. Протоколы EGP проектировались для обмена маршрутной информацией между пограничными маршрутизаторами различных автономных систем. Доминирующим EGP-протоколом сегодня является протокол граничной маршрутизации версии 4 (Border GatewayProtocol version 4 — BGP-4). Это протокол используется для обмена маршрутной информацией между AS сети Internet.

По методу распространения маршрутной информации протоколы IGP делятся на дистанционно-векторные и состояния каналов связи. В методе вектора расстояний каждый маршрутизатор через равные промежутки времени посылает соседним маршрутизаторам обновления всей или части своей таблицы маршрутизации. По мере распространения маршрутной информации в сети каждый маршрутизатор может вычислить расстояния от него до всех сетей и подсетей в пределах внутрикорпоративной сети. Наиболее распространенными протоколами данного типа являются RIP (Routing Information Protocol) и IGRP (Interior Gateway Routing Protocol). В методе учета состояния каналов связи каждый маршрутизатор корпоративной сети посылает остальным маршрутизаторам информацию о своих непосредственных соединениях с сетями и маршрутизаторами. На основе полученной информации обо всех локальных соединениях в сети, каждый маршрутизатор способен построить ее полный топологический граф, а затем заполнить свою таблицу, используя сложный алгоритм выбора первого кратчайшего пути (Shortest Path First — SPF). Наиболее известными протоколами данного типа являются OSPF (Open Shortest Path First) и IS-IS (Intermediate System to Intermediate System). Существуют также гибридные протоколы, сочетающие в себе преимущества обоих методов распространения маршрутной информации. Примером гибридного протокола является ЕIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol).

Протоколы, основанные на методе вектора расстояния, требуют меньше вычислительных ресурсов маршрутизатора, чем протоколы с выбором по состоянию каналов связи с их сложными SPF-алгоритмами. С другой стороны, протоколы с выбором по состоянию каналов связи занимают меньшую часть полосы пропускания сети (кроме начального этапа изучения топологии сети) так, как они распространяют только информацию об изменениях, а не всю таблицу маршрутизации, что особенно важно для больших сетей.

Рассмотрим наиболее распространенные протоколы подробнее.

1.2.1. Протокол RIP

Протокол RIP - является внутренним протоколом маршрутизации дистанционно-векторного типа. Будучи простым в реализации, этот протокол чаще всего используется в небольших сетях. Для IP имеются две версии RIP — RIPvl и RIPv2. Протокол RIPvl не поддерживает масок. Протокол RIPv2 передает информацию о масках сетей, поэтому он в большей степени соответствует требованиям сегодняшнего дня.[3]

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 3 уровне (сетевой) 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.

1.2.2. Протокол OSPF

OSPF - открытый протокол выбора кратчайшего маршрута, используется для маршрутизации внутри автономной системы.[4] Использует для нахождения кратчайшего пути алгоритм Дейкстры.

Протокол OSPF был разработан IETF в 1988 году. Последняя версия протокола представлена в RFC 2328 (1998 год). Протокол OSPF представляет собой протокол внутреннего шлюза (Interior Gateway Protocol — IGP). Протокол OSPF распространяет информацию о доступных маршрутах между маршрутизаторами одной автономной системы.

OSPF имеет следующие преимущества:

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

- Поддержка сетевых масок переменной длины (VLSM);

- Оптимальное использование пропускной способности с построением дерева кратчайших путей;

1.2.3. Протокол EIGRP

EIGRP является внутренним протоколом шлюзов, пригодным для различных топологий и сред. В хорошо спроектированной сети EIGRP хорошо масштабируется и обеспечивает чрезвычайно короткое время согласования с минимальным сетевым трафиком.

Основными преимуществами EIGRP являются:

- очень низкое использование сетевых ресурсов во время нормальной работы; только пакеты приветствия переданы на стабильной сети;