Реферат (стр. 4 )

Рисунок 3.4 - Полностью работоспособная конфигурация сети, в которой в любом маршрутизаторе есть данные о маршруте к любой сети

Следует учитывать, что маршрутизатор всегда использует наиболее конкретный маршрут, который он может найти в таблице маршрутизации. Например, если пакет дол­жен быть передан по адресу 10.1.1.1, а маршрутизатор имеет данные о маршрутах к се­тям 10.0.0.0/8, 10.1.1.0/24 и 0.0.0.0/0, то он воспользуется маршрутом /24. Это правило известно под названием правила поиска адреса с наибольшим количеством совпадающих битов.

Для ввода в конфигурацию рассматриваемой сети информации о стандартных маршрутах необходимо ввести в таблицы маршрутизации router1 и router3 маршруты к сети со всеми нулями, как показано на рисунке 3.5.

Таблица маршрутизации для router1
Получатель	Следующий Транзитный переход	Выходной интерфейс	Метрика
192.168.1.1/24	….	Е0/0	…
172.16.0.0/10	…	Е0/1	…
0.0.0.0/10	172.16.1.2	Е0/1	…
Таблица маршрутизации для router2
Получатель	Следующий Транзитный переход	Выходной интерфейс	Метрика
172.16.0.0/10	….	Е0/0	…
172.31.0.0/10	…	Е0/1	…
10.0.0.0/8	172.31.1.2	Е0/1	1
192.168.1.1/24	172.16.1.1	Е0/0	1
Таблица маршрутизации для router3
Получатель	Следующий Транзитный переход	Выходной интерфейс	Метрика
172.31.0.0/10	…	Е0/0	…
10.0.0.0/8	…	Е0/1	…
0.0.0.0/0	172.31.1.1	Е0/0	…

Рисунок 3.5 - Упрощенные таблицы маршрутизации, в которых используются стан­дартные маршруты

3.1.2 Принципы работы динамической маршрутизации

Динамическая маршрутизация позволяет избавиться от многих ограничений статической маршрутизации. Основная идея динамической маршрутиза­ции состоит в том, что для передачи информации между маршрутизаторами в сетевой топологии применяется специальный протокол, называемый маршрутизирующим про­токолом. В качестве примера рассмотрена сеть, показанная на рисунке 3.6.

Ниже перечислены маршрутизаторы и сети, к которым они подключены, как показано на рисунке 3.6.

·  Router1 - 1, 4, 3.

·  Router3 - 2, 3, 5, 6.

·  Router2 - 4, 5, 8, 10.

·  Router4 - 6, 7, 8, 9.

·  Router5 -9, 10, 11.

Рисунок 3.6 - Первоначальная схема сети для примера динамической маршрутизации

В данной распределенной сети имеется пять маршрутизаторов, соединенных между со­бой в виде неполиосвязной (или гибридной) сети. Для краткости выше перечислены только маршрутизаторы и сети, к которым они подключены (а не вся таблица маршрутизации), а сами сети упрощены и обозначены одним номером. Во время начальной загрузки каждый маршрутизатор имеет информацию только о тех сетях, к которым он подключен непосред­ственно. Если используется статическая маршрутизация, то для передачи каждому маршрутизатору информации обо всех сетях в данной топологии пришлось бы вводить вруч­ную в их таблицы маршрутизации сведения обо всех основных и резервных маршру­тах. Такая задача может оказаться достаточно сложной, а ошибки в конфигурации становятся причиной проблем с зацикливанием пакетов.

Протокол динамической маршрутизации позволяет маршрути­затору через регулярные интервалы автоматически сообщать другим маршрутизаторам обо всех известных ему маршрутах. Применяемые при этом "информационные" пакеты именуются анонсами или обновлениями маршрутов, в зависимости от того, в каком конкретном протоколе они используются. Такие данные позволяют всем маршрутиза­торам автоматически собирать сведения обо всех маршрутах (основных и резервных).

На рисунке 3.7 показано, как все маршрутизаторы рассылают свои начальные анонсы по всем другим соседним маршрутизаторам. Поэтому router1, например, отправ­ляет маршрутизаторам router2 и router3 анонс, содержащий информацию об известных ему сетях (в данный момент ему известно о существовании только сетей 1, 3 и 4).

Рисунок 3.7 - Рассылка начальных анонсов в сети.

После получения этой информации маршрутизаторы вводят в свои таблицы соответствующие записи и на следующем этапе обновления рассылают новые данные, содержащие уточненный список сетей, как показано на рисунке 3.8.

Ко времени передачи этого второго объявления, известными сетями из числа по­казанных на рисунке 3.7 были следующие (в круглых скобках показаны маршрутизато­ры, от которых получена информация о сети):

Router1 -1,2 (router2), 3, 4, 5 (router3, router2), 6 (router2), 8, (router3), 10 (router3). Routerrouter1), 2, 3, 4 (router1, router3), 5, 6, 7 (router4), 8 (router3, router4), 9 (router4) и 10 (router3). Router3- 1 (router1), 2 (router2), 3 (router1, router2), 4, 5, 6 (router2, router4), 7 (router4), 8, 9 (router4, router5), 10 и 11 (router5). Routerrouter2), 3 (router2), 4 (router3), 5 (router2, router3), 6, 7, 8,router3, router5) и 11 (router5). Routerrouter3), 5 (router3), 6 (router4), 7 (router4), 8 (router3, router4), 9, 10, 11.

После изучения рисунка 3.8 становится очевидно, что количество информации, введенной в таблицы маршрутизации, действительно возрастает очень быстро и общая картина значительно усложняется. Эта сложность является одним из самых крупных недостатков динамической маршрутизации. В конечном итоге каждый маршрутизатор имеет информацию о любом маршруте к любой сети. Это состояние процесса дина­мической маршрутизации называется установившимся.

Рисунок 3.8 - Второй этап обновления в примере динамической маршрутизации

Если распределенная сеть находится в установившемся состоянии, то маршрутизаторы имеют следующую информацию о сетях (в круглых скобках показаны маршрутизаторы, от которых получена информация о сети):

·  Router1 - 1, 2 (router2, router3), 3, 4, 5 (router2, router3), 6 (router2, router3), 8 (router2, router3), 9 (router2, router3), 10 (router2, router3) и 11 (router2, router3).

·  Routerrouter1, router2, router3, router4), 2 (router1, router2, router3, router4), 3 (router1, router2, router3, router4), 4, 5, 6 (router1, router2, router3, router4), 7 (router1, router2, router3, router4), 8, 9 (router1, router2, router3, router4), 10 и 11 (router1, router2, router3, router4).

·  Routerrouter1, router3, router4), 2, 3, 4 (router1, router3, router4), 5, 6, 7 (router1, router3, router4), 8 (router1, router3, router4), 9 (router1, router3, router4), 10 (router1, router3, router4), (router1, router3, router4).

·  Routerrouter2, router3, router5), 2 (router2, router3, router5), 3 (router2, router3, router5), 4 (router2, router3, router5), 5 (router2, router3, router5), 6, 7, 8, 9, 10 (router2, router3, router5), и 11 (router2, router3, router5).

·  Routerrouter3, router4), 2 (router3, router4), 3 (router3, router4), 4 (router3, router4), 5 (router3, router4), 6 (router3, router4), 7 (router3, router4), 8 (router3, router4), 9, 10 и 11.

Крупный недостаток динамической маршрутизации – маршрутные циклы (или кольцевые маршруты). Предотвращение маршрутных циклов — это одна из основных задач большинства протоколов динамической маршрутизации, и во всех протоколах она решается по-разному.

Протоколы маршрутизации выполняют следующие функции:

·  Они позволяют уменьшить объем работ, выполняемый сетевым администратором, поскольку динамически вводят в таблицы маршрутизации маршруты ко всем сетям;

·  При наличии больше одного маршрута к некоторой сети они выполняют одно из следующих действий:

o  помещают в таблицу наилучший маршрут;

o  вводят в таблицу несколько маршрутов и обеспечивают распределение на­грузки по этим маршрутам.

·  Позволяют автоматически удалять из таблицы недействительные маршруты при возникновении отказа канала (прямого или непрямого);

·  После получения информации о лучшем маршруте вводят данные о нем в таблицу.

·  Устраняют маршрутные циклы с максимально возможной оперативностью;

·  Эти цели являются одинаковыми для всех маршрутизирующих протоколов, независимо от используемого алгоритма маршрутизации. Как будет показано в следующих главах, иногда проще сформулировать эти цели, чем их достичь;

·  Маршрутизирующие протоколы обычно классифицируются по типу применяемых в них алгоритмов. Ниже перечислены три основных алгоритма, применяемых в маршрутизирующих протоколах, наряду с кратким описанием каждого из них.

Дистанционно-векторный алгоритм. Этот алгоритм принадлежит к числу наиболее широко применяемых в настоящее время алгоритмов маршрутизации. Маршрути­зацию на основе дистанционно-векторного алгоритма иногда в шутку называют-"маршрутизацией по слухам". По сути, маршрутизатор, в котором применяется дистанционно-векторный протокол, сообщает всем непосредственно подключен­ным к нему (или, как принято их называть, соседним) маршрутизаторам: "У меня есть информация обо всех имеющихся здесь сетях!". Каждый из соседних мар­шрутизаторов отвечает: "Передайте мне эту информацию, чтобы я мог включить ее в свою таблицу". И такой процесс происходит во всей распределенной сети. В действительности ни один из маршрутизаторов не обладает информацией "обо всех имеющихся здесь сетях" (безусловно, кроме тех, к которым каждый из них непосредственно под­ключен). Просто так предусмотрено алгоритмом, что маршрутизатор всегда дол­жен действовать исходя из того, что в нем имеются сведения обо всех сетях. А ес­ли один из маршрутизаторов обладает ложной информацией, он передает эти ошибочные сведения всем другим маршрутизаторам, не учитывая того, что они фактически могут оказаться недостоверными. По этой причине для дистанцион­но-векторных протоколов требуются сложные алгоритмы, позволяющие маршру­тизатору "поставить под сомнение" любые принятые им сведения об обновлени­ях маршрутов, чтобы предотвратить возникновение крупномасштабных маршрут­ных циклов. Примером маршрутизирующих протоколов, относящихся к категории дистанционно-векторных протоколов, являются протокол RIP и протокол IGRP (Interior Gateway Routing Protocol - протокол маршрутизации внутреннего шлюза).

Алгоритм маршрутизации с учетом состояния каналов. Протоколы маршрутизации с учетом состояния каналов основаны на использовании алгоритма SPF (Shortest Path First — первоочередный выбор кратчайшего пути) Дейкстры (Dijkstra) и дей­ствуют немного иначе, чем дистанционно-векторные протоколы. По сути прото­колы маршрутизации с учетом состояния каналов формируют "схему" распреде­ленной сети, поэтому изначально позволяют получить лучшее представление о том, где что находится, по сравнению с дистанционно-векторными протоколами. Благодаря такому преимуществу протоколы маршрутизации с учетом состояния каналов являются наиболее развитыми и сложными, но в связи с этим их также намного сложнее понять и реализовать должным образом. Алгоритмы маршрути­зации с учетом состояния каналов используются лишь в очень немногих маршру­тизирующих протоколах.

Сбалансированный гибридный алгоритм. Такое название применяется в компа­нии Cisco для обозначения алгоритма маршрутизации, применяемого в прото­коле EIGRP. Применение для данных алгоритмов назва­ния "сбалансированные гибридные" основано на том, что они воплощают в се­бе свойства и дистанционно-векторных алгоритмов маршрутизации, и алгорит­мов маршрутизации с учетом состояния каналов. Например, хотя по существу в основе протокола EIGRP лежит дистанционно-векторный алгоритм, этот про­токол предусматривает передачу дополнительной информации о топологии для формирования "схемы" распределенной сети, как предусмотрено алгоритмом маршрутизации с учетом состояния каналов.

Маршрутизирующие протоколы подразделяются не только по своим алгоритмам, но и по своему назначению: они могут принадлежать либо к категории протоколов внут­реннего шлюза (Interior Gateway Protocol — IGP), либо к категории протоколов внеш­него шлюза (EGP). Протоколы IGP обычно способны поддерживать должным образом только сети ограниченных размеров (хотя после небольшой настройки некоторые из них приобретают способность поддерживать довольно крупные сети) и поэтому они, как правило, намного проще по сравнению с протоколами EGP, способными поддерживать очень большие сети. Протоколы IGP предназначены для маршрутизации трафика внут­ри автономных систем (Autonomous System — AS). Термин автономная система — это способ обозначения распределенной сети, которая находится под управлением одного административного органа. К категории автономных систем отно­сятся все локальные сети и таковой же является большая часть корпоративных распре­деленных сетей. Но сама Internet представляет собой совокупность сетей, состоящую из множества автономных систем. Протоколы EGP, с другой стороны, предназначены для поддержки огромных сетей. Основное назначение протоколов EGP состоит в маршрути­зации трафика между автономными системами.

3.1.3 Общие сведения об административном расстоянии

Административное расстояние представляет собой дополнительную метрику, кото­рая присваивается каждому маршруту для обозначения "степени достоверности" этого маршрута. Если в распределенной сети используется несколько маршрутизирующих протоколов, основанных на разных алгоритмах и метриках, то маршрутизатор должен иметь возможность определить, какой из них предоставляет наиболее точную инфор­мацию. В компании Cisco эта задача решается следующим образом: каждому маршру­тизирующему протоколу присваивается определенное значение административного расстояния, которое используется в качестве основного критерия для принятия реше­ния; при этом выработанная протоколом метрика принимается во внимание только после проверки административного расстояния.

Чтобы убедиться в том, насколько полезным является это средство, рассмотрен пример маршрутизации с использовани­ем и без использования административного расстояния.

Рисунок 3.9 - Пример простой топологии сети, в которой используются два маршрутизирующих протокола

Имеется сеть, со структурой, показанной на рисунке 3.9. Если административное расстояние не учитывается, то маршрутизатор router1 может руководствоваться только значением метрики каждого из маршрутов. Но вполне оче­видно, что такая организация работы приводит к возникновению нескольких проблем, Поскольку маршрутизатор router2 (в котором применяется протокол RIP) анонсирует мет­рику 1, а маршрутизатор router3 (в котором применяется протокол IGRP) - метрику 8374. Эти метрики являются такими разными из-за различий в алгоритмах, применяемых двумя протоколами для вычисления метрики. В протоколе RIP используется очень про­стая метрика - количество транзитных переходов. В связи с тем, что метрика RIP явля­ется такой простой, диапазон допустимых значений для метрики RIP является очень ог­раниченным и находится в пределах от 1 до 15. Поэтому вполне естественно, что маршрутизатор router2 анонсирует метрику 1 для маршрута к сети

Но в протоколе IGRP в расчет принимаются и такие показатели, как пропускная способность, задержка, нагрузка и надежность. Поэтому в этом протоколе метрика должна обладать гораздо более детализированной структурой и может иметь значение в диапазоне от 1 до 16,7 миллионов. Таким образом, хотя на первый взгляд метрика 8000 и примерно равная ей кажется очень большой, фактически она соответствует очень низ­кому значению метрики IGRP. Безусловно, без административного расстояния (или ка­кой-то другой функции, позволяющей сопоставлять метрики различных типов) маршру­тизатор router1 не сможет определить, что метрика IGRP является более достоверной, чем метрика RIP, поэтому просто введет в свою таблицу лучшую (т. е. меньшую) метри­ку. В данном случае маршрутизатор router1 рассматривает метрику, как цену маршрута. Согласно полученным им данным, за передачу пакета в сеть 172.16.0.0 он может «за­платить» либо 1, либо 8374. Очевид­но, что без учета административного расстояния маршрутизатор router1 всегда должен выбирать маршрут, предложенный протоколом RIP, а не IGRP, даже несмотря на то, что чаще всего протокол RIP предоставляет гораздо менее достоверную информацию.

А при использовании административного расстояния обоим маршрутам должна быть присвоена метрика в формате (административное расстояние) / (метрика). Прежде чем перейти к рассмотрению метрики для каждого из маршрутов, маршрутизатор router1 должен проверить административное расстояние. На основании этого он должен включить в таблицу маршрут с наилучшим административным расстоянием и фактически проигнорировать все другие маршруты. А если оба маршрута имеют одинаковое административное расстояние, то должен использоваться маршрут с наилучшей метрикой. Если же маршруты имеют одинаковое административное расстояние и одинаковую метрику, то маршрутизатор должен либо использовать первый полученный маршрут, либо равномерно распределять нагрузку по маршрутам (в зависимости от того, как была вы­полнена настройка конфигурации маршрутизатора). В данном случае административное расстояние для протокола RIP равно 120 (по умолчанию), а административное расстоя­ние для IGRP — 100. Поскольку протокол IGRP имеет меньшее административное рас­стояние, в таблицу будет введен маршрут IGRP, а маршрут RIP — проигнорирован.

Применяемые по умолчанию административные расстояния для маршрутизаторов Cisco перечислены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Применяемые по умолчанию административные расстояния

Источник данных о маршруте	Административное расстояние
Непосредственно подключенная сеть	0
Статический маршрут	1
Суммарный маршрут EIGRP	5
Внешний протокол BGP	20
Внутренний протокол EIGRP	90
Протокол IGRP	100
Протокол OSPF	110
Маршрут от одной промежуточной системы к другой (IS-IS)	115
Протокол RIP	120
Протокол внешнего шлюза (EGP)	140
Внешний протокол EIGRP	170
Внутренний протокол BGP	200
Неизвестный источник	255

3.2 Подключение маршрутизатора к консоли

Для выполнения первоначального конфигурирования маршрутизатор необходимо подключить к консоли.

Консолью может быть любой компьютер с портом для последовательного соединения, поддерживающий эмуляцию терминала. Компьютер, по сути, становится в таком случае терминалом ввода/вывода и предоставляет интерфейс для конфигурирования и контроля маршрутизатора. Компьютер-консоль и маршрутизатор связываются посредством кабеля, поставляемого в комплекте с маршрутизатором. С обеих сторон кабель оканчивается разъемом RJ-45.

В комплект также входят несколько различных адаптеров для последовательного соединения, имеющих гнездо для разъема RJ-45. К ним можно подвести кабель, а затем подключить этот кабель к последовательному порту компьютера-консоли.

3.3 Настройка терминала

Компьютер, выполняющий функции консоли, обменивается информацией с маршрутизатором благодаря программе эмуляции терминала. Существует несколько таких программ, например HyperTerminal, поставляемый в комплекте с операционными системами Windows 9x и 2000, и ProComm Plus, - коммерческий продукт, позволяющий отправлять факс, эмулировать терминал и т. п. В сети Internet можно найти другие бесплатные или условно бесплатные программы, в частности Тега Term Pro - очень простой в использовании и настройке эмулятор терминала

После того как программа эмуляции терминала установлена, необходимо настроить параметры связи для последовательного порта. В таблице 4.2 приведены значения, которые должен использовать эмулятор терминала.

Таблица 3.2 - Настройки связи для терминала.

Параметр	Значение
Эмуляция терминала	VT100
Скорость передачи, бод	9600
Четность	Нет
Биты данных	8
Стоповые биты	1

Эмулируя терминал, компьютер работает как устройство ввода/вывода, отправляющее и принимающее данные через последовательный порт. Терминал DEC VT 100 был стандартным терминалом ввода/вывода в больших и малых ЭВМ, а теперь используется в качестве образца для последовательных соединений в ПК.