 |
Подробности о косвенной маршрутизации
|
|
|
|
Теперь рассмотрим более сложный порядок маршрутизации в IP-сети, изображенной на рис.5 (в данном случае A – alfa, D – delta, E – epsilon, I - iota).
Таблица маршрутов в узле alpha выглядит так:
Таблица 11.
| Сеть | Флаг вида маршрутизации | Шлюз | Номер интерфейса |
| Development | Прямая | <пусто> | |
| Accouting | Косвенная | Devnetrouter | |
| Factory | Косвенная | Devnetrouter |
Та же таблица с IP-адресами вместо названий.
Таблица 12.
| Сеть | Флаг вида маршрутизации | Шлюз | Номер интерфейса |
| 223.1.2 | Прямая | <пусто> | |
| 223.1.3 | Косвенная | 223.1.2.4 | |
| 223.1.4 | косвенная | 223.1.2.4 |
В столбце "шлюз" таблицы маршрутов узла alpha указывается IP-адрес точки соединения узла delta с сетью development.
Порядок косвенной маршрутизации
Узел alpha посылает IP-пакет узлу epsilon. Этот пакет находится в модуле IP узла alpha, и IP-адрес места назначения равен IP-адресу узла epsilon (223.1.3.2). Модуль IP выделяет сетевой номер из IP-адреса (223.1.3) и ищет соответствующую ему строку в таблице маршрутов. Соответствие находится во второй строке.
Запись в этой строке указывает на то, что машины требуемой сети доступны через шлюз devnetrouter. Модуль IP в узле alpha осуществляет поиск в ARP-таблице, с помощью которого определяет Ethernet-адрес, соответствующий IP-адресу devnetrouter. Затем IP-пакет, содержащий IP-адрес места назначения epsilon, посылается через интерфейс 1 шлюзу devnetrouter.
IP-пакет принимается сетевым интерфейсом в узле delta и передается модулю IP. Проверяется IP-адрес места назначения, и, поскольку он не соответствует ни одному из собственных IP-адресов delta, шлюз решает ретранслировать IP-пакет.
Модуль IP в узле delta выделяет сетевой номер из IP-адреса места назначения IP-пакета (223.1.3) и ищет соответствующую запись в таблице маршрутов. Таблица маршрутов в узле delta выглядит так:
|
|
|
Таблица 13.
| Сеть | Флаг вида маршрутизации | Шлюз | Номер интерфейса |
| Development | прямая | <пусто> | |
| Accouting | прямая | <пусто> | |
| Factory | прямая | <пусто> |
Та же таблица с IP-адресами вместо названий:
Таблица 14.
| Сеть | Флаг вида маршрутизации | Шлюз | Номер интерфейса |
| 223.1.2 | прямая | <пусто> | |
| 223.1.3 | прямая | <пусто> | |
| 223.1.4 | прямая | <пусто> |
Соответствие находится во второй строке. Теперь модуль IP напрямую посылает IP-пакет узлу epsilon через интерфейс номер 3. Пакет содержит IP- и Ethernet-адреса места назначения равные epsilon.
Узел epsilon принимает IP-пакет, и его модуль IP проверяет IP-адрес места назначения. Он соответствует IP-адресу epsilon, поэтому содержащееся в IP-пакете сообщение передается протокольному модулю верхнего уровня.
Установка маршрутов
До сих пор мы рассматривали то, как используется таблица маршрутов для маршрутизации IP-пакетов. Но откуда берется информация в самой таблице маршрутов? В данном разделе мы рассмотрим методы, позволяющие поддерживать корректность таблиц маршрутов.
Фиксированные маршруты
Простейший способ проведения маршрутизации состоит в установке маршрутов при запуске системы с помощью специальных команд. Этот метод можно применять в относительно маленьких IP-сетях, в особенности, если их конфигурации не часто меняются.
На практике большинство машин автоматически формирует таблицы маршрутов. Например, UNIX добавляет записи о IP-сетях, к которым есть непосредственный доступ. Стартовый файл может содержать команды
Ifconfig ie0 128.6.4.4 netmask 255.255.255.0
Ifconfig ie1 128.6.5.35 netmask 255.255.255.0
Они показывают, что существуют два сетевых интерфейса, и устанавливают их
IP-адреса. Система может автоматически создать две записи в таблице
маршрутов:
Таблица 15.
| Сеть | Флаг вида маршрутизации | Шлюз | Номер интерфейса |
| 128.6.4 | прямая | <пусто> | ie0 |
| 128.6.5 | прямая | <пусто> | ie1 |
|
|
|
Эти записи определяют, что IP-пакеты для локальных подсетей 128.6.4 и 128.6.5 должны посылаться через указанные интерфейсы.
В стартовом файле могут быть команды, определяющие маршруты доступа к другим IP-сетям. Например:
Route add 128.6.2.0 128.6.4.1 1
Route add 128.6.6.0 128.6.5.35 0
Эти команды показывают, что в таблицу маршрутов должны быть добавлены две записи. Первый адрес в командах является IP-адресом сети, второй адрес указывает шлюз, который должен использоваться для доступа к данной IP-сети, а третий параметр является метрикой. Метрика показывает, на каком "расстоянии" находится описываемая IP-сеть. В данном случае метрика - это количество шлюзов на пути между двумя IP-сетями. Маршруты с метрикой 1 и более определяют первый шлюз на пути к IP-сети. Маршруты с метрикой 0 показывают, что никакой шлюз не нужен - данный маршрут задает дополнительный сетевой номер локальной IP-сети.
Таким образом, команды, приведенные в примере, говорят о том, что для доступа к IP-сети 128.6.2 должен использоваться шлюз 128.6.4.1, а IP-сеть 128.6.6 - это просто дополнительный номер для физической сети, подключенной к интерфейсу 128.6.5.35.
Таблица 16.
| Сеть | Флаг вида маршрутизации | Шлюз | Номер интерфейса |
| 128.6.2 | косвенная | 128.6.4.1 | ie0 |
| 128.6.6 | прямая | <пусто> | ie1 |
Можно определить маршрут по умолчанию, который используется в тех случаях, когда IP-адрес места назначения не встречается в таблице маршрутов явно. Обычно маршрут по умолчанию указывает IP-адрес шлюза, который имеет достаточно информации для маршрутизации IP-пакетов со всеми возможными адресами назначения.
Если ваша IP-сеть имеет всего один шлюз, тогда все, что нужно сделать, - это установить единственную запись в таблице маршрутов, указав этот шлюз как маршрут по умолчанию. После этого можно не заботиться о формировании маршрутов в других узлах. (Конечно, сам шлюз требует больше внимания.)
Перенаправление маршрутов
Большинство экспертов по межсетевому взаимодействию рекомендуют оставлять решение проблем маршрутизации шлюзам. Плохо иметь на каждой машине большую таблицу маршрутов. Дело в том, что при каких-либо изменениях в IP-сети приходится менять информацию во всех машинах. Например, при отключении какого-нибудь канала связи для восстановления нормальной работы нужно ждать, пока кто-то заметит это изменение в конфигурации IP-сети и внесет исправления во все таблицы маршрутов.
|
|
|
Простейший способ поддержания адекватности маршрутов заключается в том, что изменение таблицы маршрутов каждой машины выполняется по командам только одного шлюза. Этот шлюз должен быть установлен как маршрут по умолчанию. (В ОС UNIX это делается командой "route add default 128.6.4.27 1", где 128.6.4.27 является IP-адресом шлюза.) Как было описано выше, каждая машина посылает IP-пакет шлюзу по умолчанию в том случае, когда не находит лучшего маршрута. Однако когда в IP-сети есть несколько шлюзов, этот метод работает не так хорошо. Кроме того, если таблица маршрутов имеет только одну запись о маршруте по умолчанию, как использовать другие шлюзы, если это более выгодно? Ответ состоит в том, что большинство шлюзов способны выполнять "перенаправление" в тех случаях, когда они получают IP-пакеты, для которых существуют более выгодные маршруты. "Перенаправление" является специальным типом сообщения протокола ICMP (Internet Control Message Protocol - протокол межсетевых управляющих сообщений). Сообщение о перенаправлении содержит информацию, которую можно интерпретировать так: "В будущем для IP-адреса XXXX используйте шлюз YYYY, а не меня". Корректные реализации TCP/IP должны использовать сообщения о перенаправлении для добавления записей в таблицу маршрутов. Предположим, таблица маршрутов в начале выглядит следующим образом:
Таблица 17.
| Адрес назначения | Флаг вида маршрутизации | Шлюз | Интерфейс |
| 127.0.0 | косвенная | <пусто> | lo0 |
| 128.6.4 | прямая | <пусто> | pe0 |
| Default | прямая | 128.6.4.27 | pe0 |
Эта таблица содержит запись о локальной IP-сети 128.6.4 и маршрут по умолчанию, указывающий шлюз 128.6.4.27. Допустим, что существует шлюз 128.6.4.30, который является лучшим путем доступа к IP-сети 128.6.7. Как им воспользоваться? Предположим, что нужно посылать IP-пакеты по IP-адресу 128.6.7.23. Первый IP-пакет пойдет на шлюз по умолчанию, так как это единственный подходящий маршрут, описанный в таблице. Однако шлюз 128.6.4.27 знает, что существует лучший маршрут, проходящий через шлюз 128.6.4.30. (Как он узнает об этом, мы сейчас не рассматриваем. Существует довольно простой метод определения лучшего маршрута.) В этом случае шлюз 128.6.4.27 возвращает сообщение перенаправления, где указывает, что IP-пакеты для узла 128.6.7.23 должны посылаться через шлюз 128.6.4.30. Модуль IP на машине-отправителе должен добавить запись в таблицу маршрутов:
|
|
|
Таблица 18.
| Адрес назначения | Флаг вида маршрутизации | Шлюз | Интерфейс |
| 128.6.7.23 | косвенная | 128.6.4.30 | pe0 |
Все последующие IP-пакеты для узла 128.6.7.23 будут посланы прямо через указанный шлюз.
До сих пор мы рассматривали способы добавления маршрутов в IP-таблицу, но не способы их исключения. Что случится, если шлюз будет выключен? Хотелось бы иметь способ возврата к маршруту по умолчанию после того, как какой-либо маршрут разрушен. Однако если шлюз вышел из строя или был выключен, то он уже не может послать сообщение перенаправления. Поэтому должен существовать метод определения работоспособности шлюзов, с которыми ваша машина связана непосредственно. Лучший способ обнаружения неработающих шлюзов основан на выявлении "плохих" маршрутов. Модуль TCP поддерживает различные таймеры, которые помогают ему определить разрыв соединения. Когда случается сбой, то можно пометить маршрут как "плохой" и вернуться к маршруту по умолчанию. Аналогичный метод может использоваться при обработке ошибок шлюза по умолчанию. Если два шлюза отмечены как шлюзы по умолчанию, то машина может использовать их по очереди, переключаясь между ними при возникновении сбоев.
|
|
|
