Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Принципы маршрутизации пакетов

Доклад 5 (Лекция 5). Маршрутизация

Под термином «маршрутизация пакетов» можно понимать некий механизм, позволяющий осуществить передачу пакета с одного узла составной сети на другой.

Как уже говорилось ранее, локальная сеть может быть разделена на две подсети с помощью таких сетевых устройств, как мосты и коммутаторы. Однако, очевидно, что эти же устройства могут использоваться и для объединения двух и более сетей в единую составную сеть.

Мосты и коммутаторы относятся к средствам физического и канального уровня сетевой модели OSI. В силу этого, объединенная с их помощью сеть будет иметь ряд ограничений и недостатков, связанных с базовыми технологиями, по которым построены входящие в нее подсети.

Прежде всего, топология составной сети, построенной с использованием сетевого оборудования первого и второго уровней модели OSI, не должна содержать петель, т. е. между отправителем и получателем всегда должен существовать только один единственный путь или маршрут. Такое ограничение существенно снижает надежность сети из-за отсутствия резервных маршрутов пересылки данных.

Кроме того, возникают проблемы, связанные с системой адресации, необходимой для обеспечения обмена данными между любыми узлами составной сети. Система физических адресов, используемая на нижних уровнях сетевой модели, в масштабах составной сети оказывается недостаточно гибкой и удобной.

Возникает и ряд других сложностей, связанных с разнородностью объединенных сетей.

Решением этих проблем стало использование маршрутизаторов — аппаратных и программных средств, способных выполнять функции третьего, сетевого уровня модели OSI.

Сетевое оборудование первых двух и третьего уровня использует различную информацию в процессе ее перемещения от источника к адресату, т. е. выполняет схожие задачи, но принципиально разными способами.

Рис. Объединение гетерогенных подсетей в составную

Объединение разнородных подсетей с помощью маршрутизаторов допускает наличие петель в топологии сети.

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 переправлен 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.

Чтобы иметь возможность определить оптимальный маршрут пересылки пакета, маршрутизатор должен иметь информацию обо всех существующих и доступных в данный момент времени маршрутах. Метод, основанный на таком представлении маршрутной информации, называется маршрутизацией по источнику и обычно используется при тестировании работы сети.

Однако такая информация, особенно в сложных и крупных сетях, оказывается весьма громоздкой и неудобной для осуществления по ней поиска с целью выбора подходящего маршрута.

Поэтому ни узел, отправивший пакет, ни какой-либо промежуточный маршрутизатор на пути их следования не хранят информацию обо всем маршруте пакета целиком. Узел-отправитель, а также каждый маршрутизатор знают лишь адрес маршрутизатора, на который нужно направить пакет, чтобы он был доставлен по назначению. Другими словами, маршрутизатор знает, что определенный пункт назначения может быть достигнут по оптимальному пути за счет отправки пакета определенному маршрутизатору, который знает адрес следующего на пути к конечному пункту назначения маршрутизатора.

Таким образом, процесс маршрутизации состоит в определении следующего узла в пути следования пакета и пересылки пакета этому узлу. Такой узел называют хопом (от англ, hop — прыжок, скачок). Действительно, передача пакета по составной сети происходит своего рода скачками от маршрутизатора к маршрутизатору.

Информация, ставящая в соответствие конечному адресу назначения пакета адрес маршрутизатора, на который нужно дальше отправить пакет для достижения адреса назначения, хранится в специальной таблице маршрутов, которая размещается на маршрутизаторе.

Запись таблицы маршрутов обычно содержит следующие элементы:

• поле, содержащее адрес сети назначения;

• поле, содержащее адрес следующего по ходу следования пакета маршрутизатора;

• вспомогательные поля.

В зависимости от используемого алгоритма маршрутизации таблица маршрутов может заполняться вручную администратором либо посредством специальных протоколов сбора маршрутной информации.

При этом своя таблица маршрутов, даже самая элементарная, должна быть на каждом хосте.

Чтобы информация о маршрутах оставалась актуальной и соответствовала действительно существующим маршрутам, маршрутизаторы

Таблица Пример таблицы маршрутов программного маршрутизатора операционной системы Windows XP

Сетевой адрес	Маска сети	Адрес шлюза	Интерфейс	Метрика
0.0.0.0	0.0.0.0	192.168.0.1	192.168.0.167
127.0.0.0	255.0.0.0	127.0.0.1	127.0.0.1
192.168.0.0	255.255.255.0	192.168.0.167	192.168.0.167
192.168.0.167	255.255.255.255	127.0.0.1	127.0.0.1
192.168.0.255	255.255.255.255	192.168.0.167	192.168.0.167
224.0.0.0	240.0.0.0	192.168.0.167	192.168.0.167
255.255.255.255	255.255.255.255	192.168.0.167	192.168.0.167	I

в процессе своей работы по специальным протоколам обмениваются сообщениями, содержащими информацию об обнаруженных изменениях в топологии сети, например в результате разрыва какой-либо связи, а, следовательно, и об изменениях в допустимых маршрутах. На основе таких сообщений маршрутизаторы производят обновления таблиц маршрутов.

Выбор того или иного маршрута из таблицы происходит на основе применяемого данным маршрутизатором алгоритма маршрутизации, базирующегося на различных критериях.

12 3 4 5 Следующая ⇒