Файл: Разработка и обоснование структуры сети.pdf

Оконечное оборудование отделов предприятия, включая технологический стенд отдела технического обслуживания подключается к коммутационному оборудования в соответствия с таблицей распределения (Таблица 3).

Таблица 3.

Таблица распределения оконечных устройств

№ п/п	Наименование отдела	Коммутационное оборудование
1	Отдел кадров	М21
2	Отдел менеджмента	М22
3	Отдел ТО	М25
4	Технологический стенд	М26
5	Отдел ИТ	М23
6	Бухгалтерия	М25

Оконечные устройства отделов предприятия подключаются к коммутационному оборудованию уровня доступа.

На уровне доступа реализовано управление пользователями и рабочими группами при обращении к ресурсам объединенной сети, а также перенаправление трафика к удаленным службам. На уровне предполагается реализовать следующие функции:

• Контроль за доступом и политиками.
• Формирование независимых доменов конфликтов (сегментация).
• Соединение рабочих групп.

Структурная схема сети приведена на рисунке 3.

Рисунок 3. Структурная схема сети

Коммутационное оборудование уровня доступа объединяется на базовом уровне.

Базовый уровень формирует ядро сети. На самом верху иерархии этот уровень отвечает за быструю и надежную пересылку больших объемов трафика. Предназначением базового уровня является быстрая коммутация трафика.

Если происходит ошибка на базовом уровне, то она влияет на всех пользователей. Следовательно, весьма важно обеспечить высокую надежность на базовом уровне. На этом уровне обрабатываются большие объемы трафика, поэтому не менее важно учитывать скорость и задержки.

Функциональная схема приведена на рисунке 4.

Рисунок 4. Функциональная схема

• 1. Выбор и обоснование используемых протоколов

При организации способов маршрутизации данной сети необходимо решить следующие задачи:

---

• Поиск оптимального пути из одной точки сети в другую;
• возможность назначения критериев оптимальности пути.

Рассмотрим протоколы, используемые для организации маршрутизации.

• • 1. Routing Information Protocol (RIP)

Данный протокол основан на алгоритме Беллмана-Форда (алгоритм поиска кратчайшего пути во взвешенном графе). Он был разработан в 1969 году для маршрутизации вычислений в компьютерных сетях ARPANET и описан в стандарте RFC 1058 в 1988 году.

RIP работает на основе UDP-протокола и использует порт 520. На каждом хосте, использующем RIP, должно быть установлено программное обеспечение, обрабатывающее RIP-пакеты. Полное сообщение протокола RIP IP, включая заголовок и данные, инкапсулируется в порцию данных дейтаграммы протокола UDP, которая, в свою очередь, инкапсулируется в IP дейтаграмму [6.] (рисунок 5.).

Рисунок 5. Инкапсуляция протокола RIP

Все сообщения протокола RIP состоят из заголовка фиксированной длины и следующего за ним списка сетей, которые могут быть достижимы с использованием данного передающего маршрутизатора [6.] (рисунок 6.).

Рисунок 6. Формат сообщения протокола RIP Команда (8 бит)

Поле содержит число, обозначающее либо запрос, либо ответ. Команда -запрос запрашивает хост или маршрутизатор об отправке всей таблицы маршрутизации или ее части. Пункты назначения, для которых запрашивается ответ, перечисляются далее в данном пакете. Ответная команда представляет собой ответ на запрос 43 или какую-нибудь не затребованную регулярную корректировку маршрутизации. Отвечающая система включает в ответный пакет всю таблицу маршрутизации или ее часть. Регулярные сообщения о корректировке маршрутизации включают в себя всю таблицу маршрутизации. Версия (8 бит). Поле версии определяет реализуемую версию RIP. Поскольку в сети возможны многие реализации RIP, это поле может быть использовано для сигнализации о различных потенциально несовместимых реализациях. Должно быть ноль (16/32 бит). Поле заполнено нулями. Идентификатор адресной схемы (16 бит). Это поле определяет конкретное семейство адресов. В сети Internet этим адресным семейством обычно является IP (значение равно 2), но могут быть также представлены другие типы сетей. IP-адрес (32 бита). В реализациях RIP-Internet это поле обычно содержит какой-нибудь адрес IP (для RIP это может быть либо IP адресом хоста, либо подсети, либо сети). Количество переходов (32 бита). Этот показатель представляет собой число пересылок (hop count) или транзитных участков (маршрутизаторов) сети, прежде чем можно будет добраться до пункта назначения. В каждом отдельном пакете RIP может быть перечислено до 25 пунктов назначения. Для передачи информации из более крупных маршрутных таблиц используется множество пакетов RIP.

---

• • 1. Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)

Протокол маршрутизации внутреннего шлюза (Interior Gateway Routing Protocol — IGRP) представляет собой протокол маршрутизации, разработанный в середине 1980-х годов корпорацией Cisco Systems. Главной целью создания протокола IGRP было обеспечение надежного протокола для маршрутизации в пределах автономной системы (AS). Такие Протоколы называются протоколами маршрутизации внутреннего шлюза.

Первоначальная реализация IGRP, разработанная корпорацией Cisco, работала в IP-сетях. Однако IGRP был предназначен для работы в любой сетевой среде, и Cisco вскоре перенесла его в сети CLNP (Connectionless-Network Protocol — CLNP) OSI. Для повышения эффективности протокола IGRP корпорация Cisco в начале 1990-х гг. XX в. разработала усовершенствованный протокол IGRP (Enhanced IGRP — EIGRP).

IGRP является дистанционно-векторным протоколом маршрутизации внутреннего шлюза. Дистанционно-векторные протоколы мар­шрутизации математически сравнивают маршруты используя какой-либо способ из­мерений расстояния. Полученная характеристика называется вектором расстояния. «Алгоритм маршрутизации по вектору расстояния предполагает пересылку всей таблицы маршрутизации соседним устройствам» [4. стр. 189]. По мере рас­пространения маршрутной информации по сети маршрутизаторы узнают о новых уз­лах-получателях, подключаемых к сети, о сетевых сбоях и, что более важно, вычисля­ют расстояния до всех известных узлов-получателей.

В протоколе IGRP используется составная метрика, вычисляемая на основании взятых с определенным весом математических значений задержки в объединенной сети, полосы пропускания, надежности и нагрузки. У каждой из таких величин есть свой коэффициент (вес), который сетевой администратор может изменить, хотя делать это нужно очень осто­рожно. В протоколе IGRP предусмотрен широкий диапазон значений метрик. Например, надежность и загрузка могут изменяться от 1 до 255, полоса пропускания может прини­мать значения, соответствующие скоростям передачи от 1200 бит/с до 10 Гбит/с, а задерж­ка может изменяться в пределах от 1 до 2²⁴ [6.]. Эти широкие диапазоны значений метрик до­полняются рядом констант, определяемых пользователем, что позволяет сетевому админи­стратору влиять на выбор маршрута. Эти константы сравниваются с метриками и друг с другом в соответствии с алгоритмом, который и определяет единую, составную метрику. Такая гибкость позволяет сетевым администраторам выполнять тонкую настройку автома­тического выбора маршрута по протоколу IGRP.

---

Для обеспечения дополнительной гибкости IGRP допускает маршрутизацию по нескольким маршрутам. Двойные каналы с одинаковой полосой пропускания мо­гут циклически пропускать один поток данных, с автоматическим переключением на второй канал, если первый выйдет из строя. Маршруты могут иметь разные метрики и, вместе с тем, остаются действительными множественными маршрутами. Например, если один маршрут в три раза лучше другого (его метрика в три раза меньше), то лучший маршрут будет применяться втрое чаще. Для множественной маршрути­зации могут использоваться только маршруты с метриками, отклонения которых от метрики наилучшего маршрута находятся в пределах определенного диапазона или дисперсии. Дисперсия является еще одной характеристикой, которая может быть установлена сетевым администратором.

Протокол IGRP имеет ряд функций, предназначенных для повышения стабильно­сти: удержания, расщепление горизонтов и обратные обновления.

Удержания (hold-down) применяются во избежание восстановления в таблице мар­шрута, на котором, возможно, произошел сбой, в результате регулярных сообщений об обновлении. Если маршрутизатор выходит из строя, то соседние маршрутизаторы обнаруживают это по отсутствию регулярных сообщений обновления маршрутов. В этом случае маршрутизаторы вычисляют новые маршруты и отправляют сообщения об изменении маршрутизации, чтобы проинформировать своих соседей об изменении маршрута. Результатом этого является волна корректировок, которые фильтруются че­рез сеть. Такие обновления поступают на сетевые устройства не одновременно. Уст­ройство, еще не получившее сообщения о сбое в сети, может отправить регулярное сообщение обновления (согласно которому маршрут, где только что произошел сбой, является действительным) другому устройству, только что получившему сообщение об этом сетевом сбое. В этом случае, на вышеупомянутом устройстве окажется (и, воз­можно, распространится дальше) неверная маршрутная информация.

Интервалы задержки изменений предписывают маршрутизаторам в течение неко­торого периода времени не передавать дальше любые сообщения об изменениях, ко­торые могут повлиять на маршруты. Интервал задержки изменений обычно выбирает­ся таким образом, чтобы он несколько превышал время прохождения обновления маршрутизации во всей сети.

Метод расщепления горизонта (split horizon) опирается на предположение, что нецелесо­образно посылать информацию о маршруте в том направлении, откуда она поступила.

---

Расщепление горизонта предотвращает образование маршрутных петель между смежными маршрутизаторами. Для ликвидации более крупных маршрутных петель применяются обратные обновления (poison-reverse updates). Увеличение значений мар­шрутных метрик обычно указывает на появление маршрутных петель. В этом случае посылаются обратные обновления, чтобы удалить этот маршрут и перевести его в ре­жим удержания. В реализации IGRP Cisco обратные обновления отправляются в том случае, если маршрутная метрика увеличивается в 1,1 и более раз.

Протокол IGRP предусматривает использование ряда таймеров и переменных, содержащих временные интервалы: таймер обновлений, таймер недействительных маршрутов, период удержания и таймер исключения. Таймер обновлений (update timer) определяет, с какой частотой должны отправляться сообщения об обновлении мар­шрутов. Для протокола IGRP стандартное значение этой переменной равно 90 сек. Таймер недействительных маршрутов (invalid timer) определяет, в течение какого вре­мени при отсутствии сообщений обновления маршрутизатор должен ожидать, прежде чем объявить этот маршрут недействительным. Стандартное значение IGRP для такой переменной составляет три периода обновления. Период удержания (hold-time period) определяет промежуток задержки внесения изменений в таблицу маршрутизации. Его стандартное значение в пользователе IGRP на 10 секунд больше тройного периода таймера обновления. Наконец, таймер исключения (flush timer) определяет, какое вре­мени должно пройти до исключения маршрутизатора из таблицы маршрутизации. По умолчанию для протокола IGRP это время в семь раз превышает период рассылки обновления маршрутов.

• • 1. Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)

Усовершенствованный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (Enhanced Internal Gateway Routing Protocol — EIGRP), представляет собой результат эволюции его предшественника, протокола IGRP. Эта эволюция стала результатам изменений в организации сетей и потребности в обмене данными между крупными сетями различной архитектуры. В протоколе EIGRP сочетаются возможности протоколов маршрутизации по состоянию канала и дистанционно-векторных протоколов. Кроме того, в состав EIGPR входят несколько важных протоколов, которые значительно увеличивают его эффективность по сравнению с другими протоколами маршрутизации. Одним из таких протоколов является диффузионный алгоритм обновления (Diffusing Update Algorithm — DUAL), разработанный доктором Дж. Дж. Гарсиа-Луна-Асивесом (J.J. Garcia-Luna-Aceves) в компании SRI International. Алгоритм DUAL позволяет маршрутизаторам EIGRP определять, является ли маршрут, сообщенный соседним узлом, петлей, и дает возможность маршрутизатору, на котором функционирует, протокол EIGRP, находить альтернативные маршруты, не дожидаясь обновленной информации от других маршрутизаторов.

---