Файл: Проектирование маршрутизации в трёх двухуровневых сетях с использованием протокола RIP.pdf

Маршрутизация служит для приема пакета от одного устройства и передачи его по сети другому устройству через другие сети. Если в сети нет маршрутизаторов, то не поддерживается маршрутизация. Маршрутизаторы направляют (перенаправляют) трафик во все сети, составляющие объединенную сеть (Рисунок 3).

Рисунок 3. Маршрутизация RIP протокола

Для маршрутизации пакета маршрутизатор должен владеть следующей информацией:

• Адрес назначения
• Соседний маршрутизатор, от которого он может узнать об удаленных сетях
• Доступные пути ко всем удаленным сетям
• Наилучший путь к каждой удаленной сети
• Методы обслуживания и проверки информации о маршрутизации

Маршрутизатор узнает об удаленных сетях от соседних маршрутизаторов или от сетевого администратора. Затем маршрутизатор строит таблицу маршрутизации, которая описывает, как найти удаленные сети.

Если сеть подключена непосредственно к маршрутизатору, он уже знает, как направить пакет в эту сеть. Если же сеть не подключена напрямую, маршрутизатор должен узнать (изучить) пути доступа к удаленной сети с помощью статической маршрутизации (ввод администратором вручную местоположения всех сетей в таблицу маршрутизации) или с помощью динамической маршрутизации.

Периодически (раз в 30 сек) каждый маршрутизатор посылает широковещательно копию своей маршрутной таблицы всем соседям-маршрутизаторам, с которыми связан непосредственно. Маршрутизатор-получатель просматривает таблицу. Если в таблице присутствует новый путь или сообщение о более коротком маршруте, или произошли изменения длин пути, эти изменения фиксируются получателем в своей маршрутной таблице. Протокол RIP должен быть способен обрабатывать три типа ошибок:

• Циклические маршруты.
• Для подавления нестабильностей RIP должен использовать малое значение максимально возможного числа шагов (не более 16).
•  Медленное распространение маршрутной информации по сети создает проблемы при динамичном изменении маршрутной ситуации (система не поспевает за изменениями). Малое предельное значение метрики улучшает сходимость, но не устраняет проблему.

Основное преимущество алгоритма вектора расстояний - его простота. Действительно, в процессе работы маршрутизатор общается только с соседями, периодически обмениваясь с ними копиями своих таблиц маршрутизации. Получив информацию о возможных маршрутах от всех соседних узлов, маршрутизатор выбирает путь с наименьшей стоимостью и вносит его в свою таблицу.

Недостатки RIP.

• RIP не работает с адресами субсетей. Если нормальный 16-бит идентификатор ЭВМ класса B не равен 0, RIP не может определить является ли не нулевая часть cубсетевым ID, или полным IP-адресом.
• RIP требует много времени для восстановления связи после сбоя в маршрутизаторе (минуты). В процессе установления режима возможны циклы.
• Число шагов важный, но не единственный параметр маршрута, да и 15 шагов не предел для современных сетей.

2.2.3 Обзор протокола OSPF

Протокол OSPF (Open Shortest Path First — выбор кратчайшего пути первым) является последним (он принят в 1991 году) протоколом, основанном на алгоритме состояния связей, и обладает многими особенностями, ориентированными на применение в больших гетерогенных сетях.

OSPF разбивает процедуру построения таблицы маршрутизации на два этапа, к первому относится построение и поддержание базы данных о состоянии связей сети, ко второму — нахождение оптимальных маршрутов и генерация таблицы маршрутизации. Построение и поддержание базы данных о состоянии связей сети. Связи сети могут быть представлены в виде графа, в котором вершинами графа являются маршрутизаторы и подсети, а ребрами — связи между ними (рис. 4). Каждый маршрутизатор обменивается со своими соседями той информацией о графе сети, которой он располагают к данному моменту. Этот процесс похож на процесс распространения векторов расстояний до сетей в протоколе RIP, однако сама информация качественно иная — это информация о топологии сети. Сообщения, с помощью которых распространяется топологическая информация, называются объявлениями о состоянии связей (Link State Advertisement, LSA) сети. При транзитной передаче объявлений LSA маршрутизаторы не модифицируют информацию, как это происходит в дистанционно-векторных протоколах, в частности в RIP, а передают ее в неизменном виде. В результате все маршрутизаторы сети сохраняют в своей памяти идентичные сведения о текущей конфигурации графа связей сети (Рисунок 4).

Рисунок 4. Граф сети, построенный протоколом OSPF

Для контроля состояния связей и соседних маршрутизаторов маршрутизаторы OSPF передают друг другу особые сообщения HELLO каждые 10 секунд. Небольшой объем этих сообщений делает возможным частое тестирование состояния соседей и связей с ними.

В том случае, когда сообщения HELLO перестают поступать от какого-либо непосредственного соседа, маршрутизатор делает вывод о том, что состояние связи изменилось с работоспособного на неработоспособное, и вносит соответствующие коррективы в свою топологическую базу данных. Одновременно он отсылает всем непосредственным соседям объявление LSA об этом изменении, те также вносят исправления в свои базы данных и в свою очередь рассылают данное объявление LSA своим непосредственным соседям. Нахождение оптимальных маршрутов и генерация таблицы маршрутизации. Задача нахождения оптимального пути на графе является достаточно сложной и трудоемкой. В протоколе OSPF для ее решения используется итеративный алгоритм Дейкстры. Каждый маршрутизатор сети, действуя в соответствии с этим алгоритмом, ищет оптимальные маршруты от своих интерфейсов до всех известных ему подсетей.

В каждом найденном таким образом маршруте запоминается только один шаг — до следующего маршрутизатора. Данные об этом шаге и попадают в таблицу маршрутизации. Если состояние связей в сети изменилось и произошла корректировка графа сети, каждый маршрутизатор заново ищет оптимальные маршруты и корректирует свою таблицу маршрутизации. Аналогичный процесс происходит и в том случае, когда в сети появляется новая связь или новый сосед, объявляющие о себе с помощью своих сообщений HELLO.

При работе протокола OSPF конвергенция таблиц маршрутизации к новому согласованному состоянию происходит достаточно быстро, быстрее, чем в сетях, в которых работают дистанционно-векторные протоколы. Это время состоит из времени распространения по сети объявления LSA и времени работы алгоритма Дейкстры, который обладает быстрой сходимостью.

Однако вычислительная сложность этого алгоритма предъявляет высокие требования к мощности процессоров маршрутизаторов. Когда состояние сети не меняется, то объявления о связях не генерируются, топологические базы данных и таблицы маршрутизации не корректируются, что экономит пропускную способность сети и вычислительные ресурсы маршрутизаторов.

Однако у этого правила есть исключение: каждые 30 минут маршрутизаторы OSPF обмениваются всеми записями базы данных топологической информации, то есть синхронизируют их для более надежной работы сети. Так как этот период достаточно большой, то данное исключение незначительно сказывается на загрузке сети.

Кроме того, известные положительные свойства протокола OSPF: устойчивое поведение при изменениях топологии сети, меньшие объемы служебного трафика по сравнению с протоколом RIP, а также возможность деления сети на области — полностью наследуются протоколом MOSPF, что делает его весьма привлекательным для применения в больших сетях.

2.3 Выбор и обоснование решений по техническому и программному обеспечению сети

В качестве сетевой операционной системы выбрана Windows Server 2016.

Администрирование сетевых служб связано с локальной сетью, приложениями, информационной безопасностью, доступам к данным.

Перечень сетевых служб, используемых в сети ООО «ЛИКВИД» приведен в таблице 3.

Таблица 3.

Перечень сетевых служб, используемых в сети
ООО «ЛИКВИД»

Продолжение таблицы 3.

Таблица 4.

IP – адресация рабочих станций

Разграничение доступа к информационным ресурсам осуществляется программным путем. Согласно условиям задания, необходимо обеспечить распределение служб по отделам в следующем количестве (таблица 5).

Таблица 5.

Распределение сетевых служб по отделам.

Для решения задачи разграничения доступа необходимо провести разграничение доступа в DNS и НТТР – серверах согласно таблице 6.

Таблица 6.

Разграничение доступа к информационным ресурсам.

Архитектура локальной вычислительной сети ООО «ЛИКВИД» включает в себя решения базе решений от Windows Server 2016.

Текущего ПО хватает для работы и реализации RIP маршрутизации в компании

При попытке получения доступа с рабочей станции к соответствующему сервису происходит проверка IP-адреса, если данный адрес входит в диапазон разрешённых, то доступ разрешается, в противном случае отклоняется.

2.4. Контрольный пример реализации сети и его описание

Для измерения расстояния до сети стандарты протокола RIP допускают различные виды метрик: хопы, значения пропускной способности, вносимые задержки, надежность сетей, а также любые комбинации этих метрик. Метрика должна обладать свойством аддитивности — метрика составного пути должна быть равна сумме метрик составляющих этого пути. В большинстве реализаций RIP используется простейшая метрика — количество хопов, то есть количество промежуточных маршрутизаторов, которые нужно преодолеть пакету до сети назначения. Мы разделим этот процесс на 5 этапов.

Этап 1 — создание минимальной таблицы. Данная составная сеть включает восемь IP- сетей, связанных четырьмя маршрутизаторами с идентификаторами: Rl, R2, R3 и R4.

Маршрутизаторы, работающие по протоколу RIP, могут иметь идентификаторы, однако для протокола они не являются необходимыми. В RIP-сообщениях эти идентификаторы не передаются. В исходном состоянии на каждом маршрутизаторе программным обеспечением стека ТСР/ IP автоматически создается минимальная таблица маршрутизации, в которой учитываются только непосредственно подсоединенные сети. На рисунке адреса портов маршрутизаторов в отличие от адресов сетей помещены в овалы. Таблица 7 позволяет оценить примерный вид минимальной таблицы маршрутизации маршрутизатора R1.