Маршрутизация в глобальных сетях
Глобальная компьютерная сеть: отличие от локальной сети, типы, линии. Классификация алгоритмов маршрутизации и общие сведения: цели разработки, типы алгоритмов, типы записей в таблице, структура таблицы. Маршрутизация и принцип работы глобальных сетей.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.05.2014 |
| Размер файла | 34,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
КУРСОВАЯ РАБОТА
МАРШРУТИЗАЦИЯ В ГЛОБАЛЬНЫХ СЕТЯХ
Содержание
Введение
1. Глобальная компьютерная сеть
1.1 Отличие глобальной сети от локальной сети
1.2 Типы глобальных сетей
1.3 Линии глобальной сети
2. Классификация алгоритмов маршрутизации и общие сведения
2.1 Цели разработки алгоритмов маршрутизации
2.2 Типы алгоритмов
2.3 Таблицы маршрутизации
2.3.1 Типы записей в таблице маршрутизации
2.3.2 Структура таблицы маршрутизации
3. Маршрутизация в глобальной сети
3.1 Принцип работы глобальных сетей
3.1.1 RIP
3.1.2 OSPF
3.1.3 BGP
Заключение
Список литературы
Введение
Что же такое маршрутизация в глобальных сетях?
Маршрутизация - это процедура определения пути следования пакета из одной сети в другую.
Глобальные сети Wide Area Networks, WAN, которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории - в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара.
Ввиду большой протяженности каналов связи построение глобальной сети требует очень больших затрат, в которые входит стоимость кабелей и работ по их прокладке, затраты на коммутационное оборудование и промежуточную усилительную аппаратуру, обеспечивающую необходимую полосу пропускания канала, а также эксплуатационные затраты на постоянное поддержание в работоспособном состоянии разбросанной по большой территории аппаратуры сети. Типичными абонентами глобальной компьютерной сети являются локальные сети предприятий, расположенные в разных городах и странах, которым нужно обмениваться данными между собой. Услугами глобальных сетей пользуются также и отдельные компьютеры. Крупные компьютеры класса мэйнфреймов обычно обеспечивают доступ к корпоративным данным, в то время как персональные компьютеры используются для доступа к корпоративным данным и публичным данным Internet.
Маршрутизаторы не просто осуществляют связь разных типов сетей и обеспечивают доступ к глобальной сети, но и могут управлять трафиком на основе протокола сетевого уровня (третьего в модели OSI), то есть на более высоком уровне по сравнению с коммутаторами. Необходимость в таком управлении возникает при усложнении топологии сети и росте числа ее узлов, если в сети появляются избыточные пути, когда нужно решать задачу максимально эффективной и быстрой доставки отправленного пакета по назначению.
Маршрутизация в сетях, как правило, осуществляться с применением пяти популярных сетевых протоколов - ТСР/IР, Nоvеll IРХ, АррlеТаlk II, DECnеt Phase IV и Хегох ХNS. Если маршрутизатору попадается пакет неизвестного формата, он начинает с ним работать как обучающийся мост. Кроме того, маршрутизатор обеспечивает более высокий уровень локализации трафика, чем мост, предоставляя возможность фильтрации широковещательных пакетов, а также пакетов с неизвестными адресами назначения, поскольку умеет обрабатывать адрес сети.
Цели и задачи курсовой работы.
Цели:
1. Узнать, что такое маршрутизация в глобальных сетях и выявить ее основные принципы
Задачи:
1. Дать понятия маршрутизации и глобальной сети.
2. Понять основные принципы работы глобальной сети.
3. Понять как происходит маршрутизация в глобальных сетях.
1. Глобальная компьютерная сеть
Глобальная компьютерная сеть, ГКС (англ. Wide Area Network, WAN) -- компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.
ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.
Некоторые ГКС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.
Глобальная компьютерная сеть связывает компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.
1.1 Отличие глобальной сети от локальной сети
Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом, у них в принципе не может быть гарантировано скорым.
В глобальных сетях намного более важно не качество связи, а сам факт ее существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной сети.
1.2 Типы глобальных сетей
Глобальная вычислительная сеть работает в наиболее подходящем для компьютерного трафика режиме - режиме коммутации пакетов. Оптимальность этого режима для связи локальных сетей доказывают не только данные о суммарном трафике, передаваемом сетью в единицу времени, но и стоимость услуг такой территориальной сети.
Обычно при равенстве предоставляемой скорости доступа сеть с коммутацией пакетов оказывается в 2-3 раза дешевле, чем сеть с коммутацией каналов, то есть публичная телефонная сеть.
Однако часто такая вычислительная глобальная сеть по разным причинам оказывается недоступной в том или ином географическом пункте. В то же время гораздо более распространены и доступны услуги, предоставляемые телефонными сетями или первичными сетями, поддерживающими услуги выделенных каналов. Поэтому при построении корпоративной сети можно дополнить недостающие компоненты услугами и оборудованием, арендуемыми у владельцев первичной или телефонной сети.
В зависимости от того, какие компоненты приходится брать в аренду, принято различать корпоративные сети, построенные с использованием:
· выделенных каналов;
· коммутации каналов;
· коммутации пакетов.
Последний случай соответствует наиболее благоприятному случаю, когда сеть с коммутацией пакетов доступна во всех географических точках, которые нужно объединить в общую корпоративную сеть. Первые два случая требуют проведения дополнительных работ, чтобы на основании взятых в аренду средств построить сеть с коммутацией пакетов.
1.3 Линии глобальной сети
Протоколы для глобальных сетей весьма важны для многих сетевых сред. Обычные соединения T-1 сегодня вряд ли можно счесть достаточными: маршрутизатор должен поддерживать весь спектр соединений от ISDN BRI (2B+D) на 128 Кбит/с до каналов ATM поверх SONET на 2,4 Гбит/с. В случае высокоскоростных соединений маршрутизация обходится очень дорого. Одна нагрузка по обработке пакетов на такой скорости требует применения высокопроизводительных ЦПУ и специализированных интерфейсов.
На высокоскоростном краю спектра находится Gigaswitch/9500 от Digital, способный обслуживать соединения вплоть до OC-48. Следом за ним идет серия 12000 компании Cisco, поддерживающая соединения вплоть до OC-12 и считающаяся "готовой для OC-48". OC-48.
Если все, что нужно, -- это OC-3 (этот уровень соответствует 155 Мбит/с), то выбор значительно расширяется: Synchrony от TimePlex, NetBuilder II от 3Com, Network 9000 от Xyplex, серия 2200 от IBM, и Backbone Link Node/Backbone Concentrator Node (BLN/BCN) от Bay Networks -- все они способны справляться со скоростями OC-3.Однако за такие высокоскоростные соединения приходится платить в прямом и переносном смысле. Например, на скоростях OC-3 маршрутизатор не способен выполнять те же функции многопротокольной маршрутизации, что и для соединений T-1. Обычно высокоскоростные соединения ограничены исключительно передачей IP-пакетов. Даже если программное обеспечение производителя поддерживает другие протоколы, то вы можете столкнуться с тем, что маршрутизатор окажется не в состоянии обеспечивать столь высокие скорости, если от него потребуется чересчур много.
За исключением "крупнейших из крупных", корпоративным сетям обычно достаточно соединений DS3 (около 45 Мбит/с) и менее. Однако не все DS3 одинаковы. Некоторые операторы дальней связи предлагают чистый канал DS3, все передаваемые по которому из конца в конец биты -- ваши. Такой канал чрезвычайно дорог, так как по сути оператор выделяет эквивалент 28 каналов T-1 одному заказчику. Обычно же операторы предоставляют DS3 в виде ATM.
ATM обладает рядом преимуществ: он позволяет связать несколько узлов, причем каждый из них может иметь свое высокоскоростное соединение. В случае ATM, однако, многие биты используются непроизводительно. Например, для DS3 на 45 Мбит/с ATM обеспечивает пропускную способность приблизительно в 34 Мбит/с. Современным маршрутизаторам приходится обслуживать целый спектр высокоскоростных соединений и интерфейсов.
|
Классификация цифровых каналов |
||
|
Стандартное название |
Скорость |
|
|
DSO |
64 Кбит/с |
|
|
DS1/T-1 |
1,544 Мбит/с |
|
|
E-1 |
2,048 Мбит/с |
|
|
E-3 |
34,368 Мбит/с |
|
|
DS3/T-3 |
44,736 Мбит/с |
|
|
OC-1 |
51,84 Мбит/с |
|
|
OC-3/STM-1 |
155,52 Мбит/с |
|
|
OC-12/STM-4 |
622,08 Мбит/с |
|
|
OC-48/STM-16 |
2488,32 Мбит/с |
В большинстве своем глобальные сети асимметричны: незначительное число центральных узлов с многочисленными соединениями связывает намного большее число мелких узлов по периферии сети. Эти периферийные узлы имеют обычно только небольшой маршрутизатор, возможно, всего с одним-двумя интерфейсами локальной и глобальной сети. Распространение глобальной сети по территории страны и по всему земному шару может потребовать применения иных технологий для глобальных сетей.
2. Классификация алгоритмов маршрутизации и общие сведения
Алгоритмы маршрутизации можно дифференцировать, основываясь на нескольких ключевых характеристиках. Во-первых, на работу результирующего протокола маршрутизации влияют конкретные задачи, которые решает разработчик алгоритма. Во-вторых, существуют различные типы алгоритмов маршрутизации, и каждый из них по-разному влияет на сеть и ресурсы маршрутизации. И наконец, алгоритмы маршрутизации используют разнообразные показатели, которые влияют на расчет оптимальных маршрутов.
2.1 Цели разработки алгоритмов маршрутизации
При разработке алгоритмов маршрутизации часто преследуют одну или несколько из перечисленных ниже целей:
1. Оптимальность
2. Простота и низкие непроизводительные затраты
3. Живучесть и стабильность
4. Быстрая сходимость
5. Гибкость
2.2 Типы алгоритмов
Алгоритмы маршрутизации могут быть классифицированы по типам. Например, алгоритмы могут быть:
1. Статическими или динамическими
2. Одномаршрутными или многомаршрутными
3. Одноуровневыми или иерархическими
4. С интеллектом в главной вычислительной машине или в маршрутизаторе
5. Внутридоменными и междоменными
6. Алгоритмами состояния канала или вектора расстояний
Статические или динамические алгоритмы
Статические алгоритмы маршрутизации вообще вряд ли являются алгоритмами. Распределение статических таблиц маршрутизации устанавливается администратором сети до начала маршрутизации. Оно не меняется, если только администратор сети не изменит его. Алгоритмы, использующие статические маршруты, просты для разработки и хорошо работают в окружениях, где трафик сети относительно предсказуем, а схема сети относительно проста.
Т.к. статические системы маршрутизации не могут реагировать на изменения в сети, они, как правило, считаются непригодными для современных крупных, постоянно изменяющихся сетей. Большинство доминирующих алгоритмов маршрутизации 1990гг. - динамические.
Динамические алгоритмы маршрутизации подстраиваются к изменяющимся обстоятельствам сети в масштабе реального времени. Они выполняют это путем анализа поступающих сообщений об обновлении маршрутизации. Если в сообщении указывается, что имело место изменение сети, программы маршрутизации пересчитывают маршруты и рассылают новые сообщения о корректировке маршрутизации. Такие сообщения пронизывают сеть, стимулируя маршрутизаторы заново прогонять свои алгоритмы и соответствующим образом изменять таблицы маршрутизации. Динамические алгоритмы маршрутизации могут дополнять статические маршруты там, где это уместно. Например, можно разработать "маршрутизатор последнего обращения" (т.е. маршрутизатор, в который отсылаются все неотправленные по определенному маршруту пакеты). Такой маршрутизатор выполняет роль хранилища неотправленных пакетов, гарантируя, что все сообщения будут хотя бы определенным образом обработаны.
Одномаршрутные или многомаршрутные алгоритмы
Некоторые сложные протоколы маршрутизации обеспечивают множество маршрутов к одному и тому же пункту назначения. Такие многомаршрутные алгоритмы делают возможной мультиплексную передачу трафика по многочисленным линиям; одномаршрутные алгоритмы не могут делать этого. Преимущества многомаршрутных алгоритмов очевидны - они могут обеспечить значительно большую пропускную способность и надежность.
Одноуровневые или иерархические алгоритмы
Некоторые алгоритмы маршрутизации оперируют в плоском пространстве, в то время как другие используют иерархии маршрутизации. В одноуровневой системе маршрутизации все маршрутизаторы равны по отношению друг к другу. В иерархической системе маршрутизации некоторые маршрутизаторы формируют то, что составляет основу (backbone - базу) маршрутизации. Пакеты из небазовых маршрутизаторов перемещаются к базовым маршрутизаторам и пропускаются через них до тех пор, пока не достигнут общей области пункта назначения. Начиная с этого момента, они перемещаются от последнего базового маршрутизатора через один или несколько небазовых маршрутизаторов до конечного пункта назначения.
Системы маршрутизации часто устанавливают логические группы узлов, называемых доменами, или автономными системами (AS), или областями. В иерархических системах одни маршрутизаторы какого-либо домена могут сообщаться с маршрутизаторами других доменов, в то время как другие маршрутизаторы этого домена могут поддерживать связь с маршрутизаторы только в пределах своего домена. В очень крупных сетях могут существовать дополнительные иерархические уровни. Маршрутизаторы наивысшего иерархического уровня образуют базу маршрутизации.
Основным преимуществом иерархической маршрутизации является то, что она имитирует организацию большинства компаний и следовательно, очень хорошо поддерживает их схемы трафика. Большая часть сетевой связи имеет место в пределах групп небольших компаний (доменов). Внутридоменным маршрутизаторам необходимо знать только о других маршрутизаторах в пределах своего домена, поэтому их алгоритмы маршрутизации могут быть упрощенными. Соответственно может быть уменьшен и трафик обновления маршрутизации, зависящий от используемого алгоритма маршрутизации.
Алгоритмы с интеллектом в главной вычислительной машине или в маршрутизаторе
Некоторые алгоритмы маршрутизации предполагают, что конечный узел источника определяет весь маршрут. Обычно это называют маршрутизацией от источника. В системах маршрутизации от источника маршрутизаторы действуют просто как устройства хранения и пересылки пакета, без всяких раздумий отсылая его к следующей остановке.
Другие алгоритмы предполагают, что главные вычислительные машины ничего не знают о маршрутах. При использовании этих алгоритмов маршрутизаторы определяют маршрут через объединенную сеть, базируясь на своих собственных расчетах. В первой системе, рассмотренной выше, интеллект маршрутизации находится в главной вычислительной машине. В системе, рассмотренной во втором случае, интеллектом маршрутизации наделены маршрутизаторы.
Компромисс между маршрутизацией с интеллектом в главной вычислительной машине и маршрутизацией с интеллектом в маршрутизаторе достигается путем сопоставления оптимальности маршрута с непроизводительными затратами трафика. Системы с интеллектом в главной вычислительной машине чаще выбирают наилучшие маршруты, т.к. они, как правило, находят все возможные маршруты к пункту назначения, прежде чем пакет будет действительно отослан. Затем они выбирают наилучший маршрут, основываясь на определении оптимальности данной конкретной системы. Однако акт определения всех маршрутов часто требует значительного трафика поиска и большого объема времени.
Внутридоменные или междоменные алгоритмы
Некоторые алгоритмы маршрутизации действуют только в пределах доменов; другие - как в пределах доменов, так и между ними. Природа этих двух типов алгоритмов различная. Поэтому понятно, что оптимальный алгоритм внутридоменной маршрутизации не обязательно будет оптимальным алгоритмом междоменной маршрутизации.
Алгоритмы состояния канала или вектора расстояния
Алгоритмы состояния канала (известные также как алгоритмы "первоочередности наикратчайшего маршрута") направляют потоки маршрутной информации во все узлы объединенной сети. Однако каждый маршрутизатор посылает только ту часть маршрутной таблицы, которая описывает состояние его собственных каналов. Алгоритмы вектора расстояния (известные также как алгоритмы Бэлмана-Форда) требуют от каждого маршрутизатора посылки всей или части своей маршрутной таблицы, но только своим соседям. Алгоритмы состояния каналов фактически направляют небольшие корректировки по всем направлениям, в то время как алгоритмы вектора расстояний отсылают более крупные корректировки только в соседние маршрутизаторы.
Отличаясь более быстрой сходимостью, алгоритмы состояния каналов несколько меньше склонны к образованию петель маршрутизации, чем алгоритмы вектора расстояния. С другой стороны, алгоритмы состояния канала характеризуются более сложными расчетами в сравнении с алгоритмами вектора расстояний, требуя большей процессорной мощности и памяти, чем алгоритмы вектора расстояний. Вследствие этого, реализация и поддержка алгоритмов состояния канала может быть более дорогостоящей. Несмотря на их различия, оба типа алгоритмов хорошо функционируют при самых различных обстоятельствах.
2.3 Таблицы маршрутизации
Решение о пересылке данных по определенному маршруту принимается на основании сведений о том, какие адреса сетей (или идентификаторы (коды) сетей) доступны в объединенной сети. Эти сведения содержатся в базе данных, называемой таблицей маршрутизации. Таблица маршрутизации представляет собой набор записей, называемых маршрутами, которые содержат информацию о расположении сетей с данными идентификаторами в объединенной сети. Таблицы маршрутизации могут существовать не только на маршрутизаторах. Узлы, не являющиеся маршрутизаторами, могут также вести свои таблицы маршрутизации для определения оптимальных маршрутов.
2.3.1 Типы записей в таблице маршрутизации
Каждая запись в таблице маршрутизации считается маршрутом и может иметь один из следующих типов.
1. Маршрут к сети
Маршрут к сети ведет к сети, входящей в объединенную сеть и имеющей указанный код (идентификатор).
2. Маршрут к узлу
Маршрут к узлу ведет к конкретному узлу в объединенной сети, обладающему указанным адресом (кодом сети и кодом узла). Маршруты к узлу обычно используются для создания пользовательских маршрутов к отдельным узлам с целью оптимизации или контроля сетевого трафика.
3. Маршрут по умолчанию
Маршрут по умолчанию используется, если в таблице маршрутизации не были найдены подходящие маршруты. Например, если маршрутизатор или узел не могут найти нужный маршрут к сети или маршрут к узлу, то используется маршрут по умолчанию. Маршрут по умолчанию упрощает настройку узлов. Вместо того чтобы настраивать на узлах маршруты ко всем сетям объединенной сети, используется один маршрут по умолчанию для перенаправления всех пакетов с адресами сетей, не обнаруженными в таблице маршрутизации. глобальная сеть маршрутизация таблица
2.3.2 Структура таблицы маршрутизации
Каждая запись таблицы маршрутизации состоит из следующих информационных полей.
1. Код сети
Код сети (или адрес узла для маршрута к узлу). На IP-маршрутизаторах существует дополнительное поле маски подсети, позволяющее выделить код IP-сети из IP-адреса назначения.
2. Адрес пересылки
Адрес, по которому перенаправляются пакеты. Адресом пересылки может быть аппаратный адрес или IP-адрес узла. Для сетей, к которым непосредственно подключен узел или маршрутизатор, поле адреса пересылки может содержать адрес интерфейса, подключенного к сети.
3. Интерфейс
Сетевой интерфейс, используемый при перенаправлении пакетов, предназначенных для сети с данным кодом. Он может задаваться номером порта или другим логическим идентификатором.
4. Метрика
Стоимость использования маршрута. Обычно лучшими считаются маршруты, имеющие наименьшую метрику. При наличии нескольких маршрутов к нужной сети назначения выбирается маршрут с наименьшей метрикой. Некоторые алгоритмы маршрутизации позволяют хранить в таблице маршрутизации только один маршрут к сети с данным кодом, даже при наличии нескольких таких маршрутов. В таком случае метрика используется маршрутизатором для выбора маршрута, заносимого в таблицу маршрутизации.
3. Маршрутизация в глобальной сети
В глобальной сети, имеющей по несколько физических соединений между коммутаторами пакетов, сеть сама отвечает за маршрутизацию пакетов с того времени, как они попали в нее, и до тех пор, пока они не покинут ее. Такая внутренняя маршрутизация происходит полностью внутри этой глобальной сети. Машины за ее пределами не могут участвовать в принятии решений; для них эта сеть представляется единым целым, которое доставляет пакеты.
Прежде чем углубляться в теорию маршрутизации в глобальных сетях, рассмотрим простую классификацию методов маршрутизации. Способы доставки пакета в правильном направлении принято делить на три больших класса.
1. Простая маршрутизация
2. Фиксированная маршрутизация
3. Адаптивная маршрутизация
Простая маршрутизация работает по принципу устройств канального уровня (повторители, коммутаторы, мосты) и в наше время используется очень редко. Тем не менее, о ней необходимо знать.
Имеется три вида простой маршрутизации:
Первый получил название «случайная маршрутизация». При этом каждый маршрутизатор, получив пакет, отправляет его на случайный интерфейс . Такой подход не гарантирует быстрой и качественной доставки пакета адресату. А в ряде случаев пакет вообще уничтожается при превышении TTL.
Второй вид называется «лавинная маршрутизация». В этом случае роутер шлет пакет по всем активным интерфейсам. Минус этого приема - засорение сети избыточной служебной информацией.
Третий вид - называется «маршрутизация по опыту». Применяя этот прием, шлюз изначально накапливает сведения о маршрутах, пересылая данные, как правило, лавинным способом. Затем, составляя некоторую таблицу, он учится направлять пакеты куда надо. Это очень напоминает работу моста, когда имеют место режимы обучения и работы. Простая маршрутизация просто неприемлема в больших сетях, особенно, если узлы связаны резервными связями.
«Фиксированная» предполагает наличие так называемой таблицы маршрутизации, которая существует в любой современной операционной системе. Каждая таблица должна иметь, как минимум пять столбцов. Вот они:
1. Адрес сети - сеть или отдельный IP-адрес, куда должен быть доставлен пакет.
2. Маска сети - чтобы однозначно идентифицировать подсеть должна быть использована маска.
3. Шлюз - на этот адрес будет передан пакет в случае совпадения адрес назначения и адреса сети.
4. Интерфейс (или номер порта) - инициализирует интерфейс, по которому будет проходить пакет.
5. Метрика - определенное число, характеризующее канал связи.
Смысл фиксированной маршрутизации в том, что вся работа по прописыванию путей возлагается на администратора сети. Разумеется, что в случае простенькой локальной сети прописать все маршруты можно за пять минут. Но когда речь идет о глобальной сети с разными каналами, то здесь следует очень сильно подумать. К примеру, если в сети имеются резервные линии, то очень сложно переключиться на нее в случае аварии на основном канале. Впрочем, данный метод зарекомендовал себя в небольших локальных сетях и на магистральных линиях.
Еще одна маленькая особенность фиксированной маршрутизации: в случае, когда нужно доставлять все или большинство пакетов на один узел, используется понятие «шлюз по умолчанию». Адрес сети и маска в этом случае будут иметь вид 0.0.0.0. Когда совпадение адреса назначения с адресом сети не происходит, данные уходят на дефолтовый шлюз.
«Адаптивная» - применяется в больших сетях с разными каналами и избыточными линиями. Смысл адаптации в том, чтобы быстро поменять маршрут в случае выхода из строя отдельной линии, либо добавления нового шлюза. В данный момент используется два вида протокола маршрутизации: RIP и OSPF.
3.1 Принцип работы глобальных сетей
Существуют так называемые «операторы связи», которые содержат собственные каналы и арендуют провайдерам доступ к ним. Собственность каждого оператора, включая все локальные сети провайдеров, подключенные к нему, принято называть «автономной системой».
Автономная система - это ряд связанных между собой машин с единой внутренней политикой маршрутизации (IGP - Internal Gateway Protocol). Сами автономные системы посредством мощных каналов соединяются между собой, образуя единую сеть Internet. Но невозможно передать данные каждому маршрутизатору обо всех остальных роутерах. Поэтому принято выделять так называемые «пограничные шлюзы» автономной системы. Все шлюзы соединяются по единой магистрали и обмениваются данными посредством внешних протоколов маршрутизации (EGP - External Gateway Protocol).
К внутренним протоколам относятся RIP и OSPF.
3.1.1 RIP
Протокол RIP (Routing Information Protocol) очень прост и универсален, посему поддерживается всеми операционными системами и железными маршрутизаторами. Он относится к классу «дистанционно-векторных» протоколов.
Идея RIP очень проста. Каждый маршрутизатор через определенный интервал времени отсылает информацию о связях своим соседям. Сосед соотносит их со своей базой и добавляет данные, если они актуальны. Таким образом, все роутеры должны знать обо всех своих сетях.
Метрика в RIP совпадает с числом хопов до нужной сети. В случае, если метрика равна 16, сеть считается недоступной. Следовательно, протокол может работать с сетью, в которой максимально число шлюзов менее 16.
Бывают случаи, когда происходят внештатные ситуации, получившие названия «зацикливание» и «счет до бесконечности». Эти вредные явления засоряют сеть ложной информацией и могут длиться до получаса. Зацикливание происходит после отключения одной из сети, когда сторонний роутер оповестит соседа, что сеть доступна через него (в случае, если сосед не успеет оповестить маршрутизатор о недоступности сети). Таким образом, между шлюзами образуется петля.
Чтобы избежать петель, вводят два ограничения в протокол RIP. Первое называется «правилом разделения горизонта». Оно гласит, что маршрутизатор A не должен отправлять данные о сети B, маршрутизатору C, если последний ему сообщил о сети B. Иными словами, роутер не шлет инфу о сети соседу, если изначально получил сведения об этой сети от него. Второе ограничение обязывает шлюз изменить метрику маршрута, если ее разослал тот же самый роутер. Отчасти, эти добавления спасают от петель, но не всегда. Бывает, что маршрутизатор получает ложные данные от стороннего шлюза по цепочке.
Счет до бесконечности происходит в результате несвоевременного оповещения станций. При этом ложный маршрут может существовать, пока метрика сети не станет равной 16.
Борются с ним двумя способами: замораживанием изменений (когда на время шлюз, уловивший, что сеть отключена, не принимает сведения об этой сети), либо триггерными обновлениями (в случае немедленной рассылки сведений о недоступности сети, независимо от текущего значения таймера). Однако даже эти методы не могут гарантировать отсутствие счета до бесконечности в RIP-системе.
3.1.2 OSPF
На смену RIP пришел протокол OSPF, который снимает ограничение в 15 узлов и сводит к минимуму служебный трафик. Он относится к классу протоколов «состояния связей», а его работа складывается в два этапа:
1. Каждый маршрутизатор после включения рассылает информацию по всем своим интерфейсам обо всех своих соседях, используя сообщения типа Link-State.
2. После составления полной сетевой картины роутер начинает искать оптимальный маршрут до каждой сети, используя специальный алгоритм Дийкстры.
Что касается метрики, то здесь все намного удобнее, чем в RIP. Метрика представляет собой уже не число хопов, а пропускную способность канала (время передачи одного бита в 10-наносекундных интервалах). Так, для Ethernet метрика равна десяти, для Fast Ethernet - единице, а для канала 56 Кб/с - числу 1785. Полная метрика для определенного маршрута является суммой всех промежуточных каналов. При этом OSPF никогда не пропустит пакет через диалапный канал в один хоп, если имеется связь, построенная на Fast Ethernet, пусть даже состоящая из 3-4 хопов.
Следует отметить, что OSPF умеет посылать данные сразу по нескольким каналам, тем самым, уменьшая нагрузку на сеть. Однако в этом случае действует ограничение по метрике. За подробностями обращайся в более развернутую теорию по OSPF, все особенности которой не поместятся в этой статье.
3.1.3 BGP
На текущий момент BGP зарегистрирован под четвертой версией и не имеет конкурентов. Принцип работы протокола очень прост: на граничных шлюзах автономной системы прописаны определенные правила, согласно которым маршрутизатор будет рассылать пакеты по своим интерфейсам. Скажем, если администратор прописал правило на время суток, то днем данные будут отправляться по одному интерфейсу, а ночью по-другому. Также можно классифицировать трафик по приоритету, качеству информации и т.п. Все граничные шлюзы обязательно обмениваются между собой таблицами маршрутизации. Таким образом, к такому роутеру выдвигаются довольно жесткие требования по дисковому пространству и производительности. Однако с помощью механизма суммирования маршрутов можно существенно снизить размер передаваемой информации.
При выборе протокола маршрутизации необходимо взвесить все «за» и «против». С одной стороны, громоздкий OSPF. С другой - никто не мешает использовать RIP второй версии, который научился понимать маски подсети и аутентификацию, чего не умел его предшественник.
Заключение
Итак, глобальные компьютерные сети (WAN) используются для объединения абонентов разных типов: отдельных компьютеров разных классов - от мэйнфреймов до персональных компьютеров, локальных компьютерных сетей, удаленных терминалов.
Маршрутизаторы для глобальных сетей -- это те рабочие лошадки, с помощью которых компании могут решить задачу перемещения данных между удаленными офисами. Они предназначены для глобальных сетей, а не для Internet. Они перемещают пакеты, но не являются коммутаторами третьего уровня. Маршрутизаторы для глобальных сетей -- это то, что вы можете использовать для организации связи между Нью-Йорком, Лондоном и Москвой.
При выборе маршрутизатора для глобальной сети первоочередное внимание следует обращать на такие факторы, как надежность, управляемость, расширяемость, гибкость, спектр предлагаемых технологий и поддерживаемые протоколы.
Список литературы
1. Высокопроизводительные сети. Энциклопедия пользователя. Марк А. Спортак и др.; перев. с англ. - Киев, ДиаСофт,2004.
2. Сети ЭВМ: протоколы стандарты, интерфейсы. Ю. Блэк; перев. с англ. - М.: Мир, 2005.
3. Компьютерные сети. Учебный курс, 2-е изд. (+CD-ROM). - MicrosoftPress, Русская редакция, 2004.
4. Принципы маршрутизации в Internet, Сэм Хелеби,2006
5. Конфигурирование маршрутизаторов Cisco, Аллан Леинванд, Брюс Пински-- 2-е изд. -- М.: «Вильямс» 2001. -- С. 368
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка логической структуры сети и формирование групп пользователей сети виртуальных сетей. Разбиение сети на сегменты. Маршрутизация в сетях. Автоматизация настроек маршрутизации. Построение отказоустойчивой сети фармацевтической организации.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 07.02.2016Анализ проблемы обеспечения информационной безопасности при работе в сетях; обоснование необходимости разработки алгоритмов безопасной маршрутизации пакетов сообщений в глобальной информационной сети. Алгоритмизация задач безопасной маршрутизации пакетов.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 21.12.2012Использование понятий из теории графов при разработке сетей и алгоритмов маршрутизации. Построение матрицы смежности и взвешенного ориентировочного графа. Результаты работы алгоритмов Дейкстры и Беллмана-Форда. Протоколы обмена маршрутной информацией.
курсовая работа [334,1 K], добавлен 20.01.2013Способы коммутации компьютеров. Классификация, структура, типы и принцип построения локальных компьютерных сетей. Выбор кабельной системы. Особенности интернета и других глобальных сетей. Описание основных протоколов обмена данными и их характеристика.
дипломная работа [417,7 K], добавлен 16.06.2015Концепция мультисервисных сетей, их архитектура и основные предъявляемые требования. Главные понятия и виды маршрутизации, методы ее реализации, классификация алгоритмов. Анализ и оценка функционирования мультисервисной сети с адаптивной маршрутизацией.
курсовая работа [46,5 K], добавлен 22.07.2012Общий анализ принципов построения современных глобальных сетей связи, применяемых для организации VPN сетей. Анализ и сравнение технологии MPLS VPN. Маршрутизация и пересылка пакетов в сетях. Выбор протоколов используемых на участке. Выбор оборудования.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 25.10.2013Понятие и классификация алгоритмов маршрутизации. Основное определение теории графов. Анализ и разработка алгоритмов Дейкстры и Флойда на языке программирования C# для определения наилучшего пути пакетов, передаваемых через сеть. Их сравнительный анализ.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.05.2015Виды компьютерных сетей. Методы доступа к несущей в компьютерных сетях. Среды передачи данных и их характеристики. Протокол IP, принципы маршрутизации пакетов, DHCP. Обоснование используемых сред передачи данных. Маршрутизация и расчет подсетей.
курсовая работа [779,8 K], добавлен 15.04.2012Понятие компьютерной сети и их классификация. Характеристика локальной вычислительной сети, ее структура и основные задачи. Отличительные особенности региональных и глобальных сетей. Всемирная паутина (интернет), понятие веб-страницы и веб-сервера.
реферат [23,1 K], добавлен 12.12.2010Рассмотрение понятия обмена информацией в сети. Изучение протоколов динамической маршрутизации различных комбинаций соединений Ethernet и Serial. Определение зависимости прохождения сигнала от типа порта и кабеля. Применение данных типов маршрутизации.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 28.05.2014
