Jelenleg (emlékezzen) Moszkvában a 172.16.0.0-172.16.6.255 címeket használjuk. Tételezzük fel, hogy a hálózat itt tovább bővülhet, tegyük fel, hogy megjelenik egy iroda a Vorobyovy Gory-n, és több alhálózatot fogunk lefoglalni 172.16.15.0/24-ig.
Mindezek a címek: 172.16.0.0-172.16.15.255 - a következőképpen írhatók le: 172.16.0.0/20. Ez a hálózat (/20 előtaggal) lesz az ún szupernet, és az alhálózatok szuperhálóvá kombinálásának műveletét ún összegzés alhálózatok (pontosabban útvonalak összegzésével, útvonal-összegzés)

Az óriási lapokért elnézést kérünk, a videó is egyre hosszabb és elviselhetetlenebb lesz. Legközelebb igyekszünk tömörebbek lenni.

Minden érdeklődőt, de nem regisztrált, meghívunk egy beszélgetésre a LiveJournalban.
A cikk elkészítéséért nagyon köszönöm szerzőtársamnak és feleségemnek az oroszlán türelmét.

Azok számára, akik nagyon elégedetlenek: ez a cikk nem abszolút, nem fedi fel teljesen az elméleti szempontokat, és ezért nem avatkozik teljes értékű dokumentációnak. A szerzők szemszögéből ez egy segédeszköz kezdőknek, ha úgy tetszik, varázslatos ösztönző. A hub-on lehetősége van mínuszra helyezni, és nem bebizonyítani, hogy tévedtünk. Kérem Önt, hogy ezt tegye, mert elégedetlenségére csak a fenti érvek felelnek meg.

Először tisztázzunk néhány fogalmat:

• hálózati csomópont (node) - bármely hálózati eszköz a TCP/IP protokollal;
• host (host) - olyan hálózati csomópont, amely nem rendelkezik csomagtovábbítási képességekkel;
• router – csomagútválasztási képességekkel rendelkező hálózati csomópont

Az IP-útválasztás az a folyamat, amelynek során az unicast forgalmat egy küldő csomóponttól egy fogadó csomóponthoz továbbítják egy IP-hálózatban, tetszőleges topológiával.

Amikor egy IP-hálózat egyik csomópontja csomagot küld egy másik csomópontnak, az IP-csomag fejléce tartalmazza a küldő csomópont IP-címét és a fogadó csomópont IP-címét. A csomag a következőképpen kerül elküldésre:

1. A küldő csomópont határozza meg, hogy a fogadó csomópont ugyanazon az IP-hálózaton van-e, mint a küldő (helyi hálózat), vagy egy másik IP-hálózaton (távoli hálózat). Ehhez a küldő csomópont elvégzi az IP-címének bitenkénti logikai szorzását az alhálózati maszkjával, majd a fogadó csomópont IP-címének bitenkénti logikai szorzását szintén az alhálózati maszkjával. Ha az eredmények megegyeznek, akkor mindkét csomópont ugyanazon az alhálózaton van. Ha az eredmények eltérőek, akkor a csomópontok különböző alhálózatokon vannak.
2. Ha mindkét hálózati csomópont ugyanazon az IP-hálózaton található, akkor a küldő csomópont először az ARP-gyorsítótárat ellenőrzi, hogy a fogadó csomópont MAC-címe szerepel-e az ARP-táblázatban. Ha a szükséges bejegyzés elérhető a táblázatban, akkor a csomagok közvetlenül a címzett csomóponthoz kerülnek a kapcsolat szintjén. Ha a szükséges bejegyzés nincs az ARP táblában, akkor a küldő csomópont ARP kérést küld a fogadó csomópont IP címére, a válasz az ARP táblába kerül, majd ezt követően adatkapcsolati szinten is továbbítja a csomagot. (számítógépek hálózati adapterei között).
3. Ha a küldő csomópont és a fogadó csomópont különböző IP-hálózatokon található, akkor a küldő csomópont ezt a csomagot a hálózati csomópontnak küldi, amely a küldő konfigurációjában "alapértelmezett átjáróként" van megadva. Az alapértelmezett átjáró mindig ugyanazon az IP-hálózaton van, mint a küldő csomópont, így a kommunikáció az adatkapcsolati rétegben történik (az ARP-kérés után). Az alapértelmezett átjáró az az útválasztó, amely a csomagok más alhálózatokba való küldéséért felelős (akár közvetlenül, akár más útválasztókon keresztül).

Tekintsük az ábrán látható példát. 4.5.

Rizs. 4.5.

Ebben a példában 2 alhálózat van: 192.168.0.0/24 és 192.168.1.0/24. Az alhálózatokat egy router egyesíti egy hálózatba. Az első alhálózat útválasztó interfészének IP-címe 192.168.0.1, a második alhálózatban - 192.168.1.1. Az első alhálózatban 2 csomópont található: A csomópont (192.168.0.5) és B csomópont (192.168.0.7). A második alhálózatban van C gazdagép 192.168.1.10 IP-címmel.

Ha az A gazdagép csomagot küld a B gazdagépnek, akkor először kideríti, hogy a B gazdagép ugyanazon az alhálózaton van, mint az A gazdagép (azaz a helyi alhálózaton), majd az A gazdagép ARP kérést küld a 192.168 IP-címre. Ezt követően az IP-csomag tartalma átkerül az adatkapcsolati rétegbe, és az információ az A gazdagép hálózati adapteréről a B gazdagép hálózati adapterére. Ez egy példa a közvetlen (vagy közvetlen) adattovábbításra. útválasztás, közvetlen kézbesítés).

Ha az A gazdagép csomagot küld a C gazdagépnek, először kideríti, hogy a C gazdagép egy másik alhálózaton (azaz egy távoli alhálózaton) található. Az A gazdagép ezután elküldi a csomagot a konfigurációjában alapértelmezett átjáróként megadott gazdagépnek (ebben az esetben a 192.168.0.1 IP-című útválasztó interfész). A 192.168.1.1 interfészen lévő útválasztó ezután közvetlenül kézbesít a C gazdagépnek. Ez egy példa egy csomag közvetett kézbesítésére (vagy közvetett kézbesítésére) az A gazdagéptől a C gazdagépig. Ebben az esetben a közvetett útválasztási folyamat két részből áll. közvetlen útválasztási műveletek.

Általában az IP-útválasztási folyamat olyan egyedi műveletek sorozata, amelyek közvetlenül vagy közvetve csomagokat irányítanak.

Minden hálózati csomópont az adott csomópont RAM-jában tárolt útválasztási tábla alapján dönt a csomagok útválasztásáról. Útválasztó táblák nem csak a több interfésszel rendelkező útválasztókhoz léteznek, hanem a hálózati adapteren keresztül a hálózathoz kapcsolódó munkaállomásokhoz is. A Windows útválasztási táblázata a route print paranccsal tekinthető meg. Minden útválasztási tábla tartalmaz egy sor bejegyzést. A rekordok többféle módon hozhatók létre:

• a rendszer által automatikusan létrehozott bejegyzések az egyes hálózati adaptereken a TCP/IP protokoll konfigurációja alapján;
• a route add paranccsal vagy a szervizkonzolban létrehozott statikus bejegyzések Útválasztási és távelérési szolgáltatás ;
• különböző útválasztási protokollok (RIP vagy OSPF) által létrehozott dinamikus bejegyzések.

Vegyünk két példát: egy tipikus munkaállomás útválasztási tábláját, amely egy vállalat helyi hálózatán található, és egy több hálózati interfésszel rendelkező szerver útválasztási tábláját.

Munkaállomás.

Ebben a példában egy Windows XP operációs rendszert futtató munkaállomás van, egy hálózati adapterrel és a következő TCP/IP-protokoll-beállításokkal: IP-cím - 192.168.1.10, alhálózati maszk - 255.255.255.0, alapértelmezett átjáró - 192.168.1.1.

Írjuk be a route print parancsot a Windows parancssorába, a parancs eredménye a következő képernyő lesz (4.6. ábra; zárójelben a rendszer angol változatának szövege):

Interfészek listája- a számítógépre telepített hálózati adapterek listája. Felület MS TCP Loopback interfész mindig jelen van, és célja a csomópont önmagára utalása. Felület Realtek RTL8139 család PCI Fast Ethernet NIC- LAN kártya.

Hálózati cím- az ezen az útvonalon elérhető IP-címek tartománya.

Hálózati maszk- alhálózati maszk, amelyre a csomag ezen az útvonalon elküldésre kerül.

Átjáró címe- Annak a csomópontnak az IP-címe, amelyre az útvonalnak megfelelő csomagokat továbbítják.

Felület- a számítógép hálózati interfészének kijelölése, amelyre az útvonalnak megfelelő csomagokat küldik.

Metrikák- az útvonal feltételes költsége. Ha ugyanahhoz a hálózathoz több útvonal tartozik, akkor a minimális költségű útvonal kerül kiválasztásra. Általában a metrika azon útválasztók száma, amelyeken egy csomagnak át kell mennie, hogy eljusson a kívánt hálózathoz.

Elemezzük a táblázat néhány sorát.

A táblázat első sora az állomás TCP/IP konfigurációjában megadott alapértelmezett átjáróértéknek felel meg. A „0.0.0.0” címû hálózat „minden olyan hálózatot jelöl, amely nem egyezik az útválasztási táblázat többi sorával”.

A második sor a csomagok küldésének útvonala a csomóponttól önmagához.

A harmadik sor (192.168.1.0 hálózat 255.255.255.0 maszkkal) a csomagok küldésének útvonala a helyi IP-hálózaton (vagyis azon a hálózaton, amelyben ez a munkaállomás található).

Az utolsó sor a helyi IP-hálózat összes gazdagépének szórási címe.

ábra utolsó sora. 4.6 - állandó munkaállomás útvonalak listája. Ezek statikus útvonalak, amelyek a route add paranccsal jönnek létre. Ebben a példában nincs ilyen statikus útvonal.

Most fontolja meg a Windows 2003 Server rendszert futtató kiszolgálót, három hálózati adapterrel:

• 1. adapter - a vállalat belső hálózatában található (IP-cím - 192.168.1.10, alhálózati maszk - 255.255.255.0);
• 2. adapter - az internetszolgáltató ISP-1 külső hálózatában található (IP-cím - 213.10.11.2, alhálózati maszk - 255.255.255.248, legközelebbi interfész a szolgáltató hálózatában - 213.10.11.1);
• 3. adapter - az internetszolgáltató ISP-2 külső hálózatában található (IP-cím - 217.1.1.34, alhálózati maszk - 255.255.255.248, legközelebbi interfész a szolgáltató hálózatában - 217.1.1.33).

A szolgáltatók IP-hálózatai feltételesek, az IP-címek csak illusztrációként kerülnek kiválasztásra (bár az egybeesés bármely meglévő hálózattal lehetséges).

Ezenkívül a kiszolgálón telepítve van az Útválasztási és távelérési szolgáltatás

IP-útválasztás

IP-útválasztás– a hálózaton belüli csomagtovábbítási útvonal kiválasztásának folyamata. Az útvonal (útvonal) olyan útválasztók sorozata, amelyeken keresztül egy csomag eljut a célcsomóponthoz. Az IP-útválasztó egy speciális eszköz, amely hálózatok összekapcsolására és a csomagok útvonalának meghatározására szolgál egy összetett hálózatban. Az útválasztónak több IP-címmel kell rendelkeznie a csatlakoztatott hálózatok számának megfelelő hálózati számokkal.

Az útválasztás az IP-csomag küldésekor a küldő csomóponton, majd az IP-útválasztókon történik.

Az útválasztás elve a küldő csomóponton meglehetősen egyszerűnek tűnik. Ha egy adott IP-címmel rendelkező csomóponthoz kell csomagot küldenie, a küldő csomópont egy alhálózati maszkot használ a hálózati számok kiválasztásához saját IP-címéből és a címzett IP-címéből. Ezután összehasonlítják a hálózati számokat, és ha megegyeznek, a csomag közvetlenül a címzettnek kerül elküldésre, ellenkező esetben - annak az útválasztónak, amelynek címe az IP-protokoll beállításaiban van megadva.

Az útválasztón az útvonal kiválasztása a következőben megadott információkon alapul útválasztó táblázat. Az útválasztási tábla egy speciális tábla, amely a hálózatok IP-címeit képezi le a következő útválasztók címeire, amelyekre a csomagokat el kell küldeni, hogy ezekhez a hálózatokhoz eljuthasson. Az útválasztási táblázatban kötelező bejegyzés az ún Alapértelmezett útvonal, amely információkat tartalmaz arról, hogyan lehet csomagokat irányítani olyan hálózatokhoz, amelyek címe nem szerepel a táblázatban, így nincs szükség a táblázatban szereplő összes hálózat útvonalainak leírására. Az útválasztó táblákat a rendszergazda „manuálisan” vagy dinamikusan, speciális protokollokat használó útválasztók által végzett információcsere alapján készítheti el.

Az útválasztás az a folyamat, amely meghatározza az információ útját a kommunikációs hálózatokban. Az útválasztás arra szolgál, hogy fogadjon egy csomagot az egyik eszközről, és továbbítsa azt egy másik eszközre más hálózatokon keresztül. Az útválasztó vagy átjáró egy hálózati csomópont több interfésszel, amelyek mindegyike saját MAC-címmel és IP-címmel rendelkezik.

Egy másik fontos fogalom az útválasztó tábla. Az útválasztó tábla egy útválasztón tárolt adatbázis, amely leírja a célcímek és az interfészek közötti leképezést, amelyen keresztül az adatcsomagot a következő ugráshoz kell küldeni. Az útválasztási tábla tartalmazza: a célállomás címét, a cél hálózati maszkot, az átjáró címét (a hálózaton lévő útválasztó címét, amelyre a csomagot a megadott célcímre el kell küldeni), az interfészt (az a fizikai port, amelyen keresztül a csomag továbbítása megtörtént), a metrika (a prioritási útvonalat meghatározó numerikus jelző).

Az útválasztási táblázat bejegyzései három különböző módon helyezhetők el. Az első módszer egy közvetlen kapcsolat használatából áll, amelyben az útválasztó maga határozza meg a csatlakoztatott alhálózatot. A közvetlen útvonal egy olyan útvonal, amely az útválasztóhoz lokális. Ha a router egyik interfésze közvetlenül csatlakozik egy hálózathoz, akkor amikor egy ilyen alhálózathoz címzett csomagot kap, a router azonnal elküldi a csomagot arra az interfészre, amelyhez csatlakozik. A közvetlen kapcsolat a legmegbízhatóbb útválasztási módszer.

A második módszer az útvonalak manuális megadását jelenti. Ebben az esetben statikus útválasztás történik. A statikus útvonal a következő szomszédos útválasztó vagy helyi kimenő interfész IP-címét adja meg, amely a forgalom egy adott cél alhálózatra történő irányítására szolgál. Statikus útvonalakat kell beállítani az útválasztók közötti kommunikációs csatorna mindkét végén, különben a távoli útválasztó nem ismeri az útvonalat, amelyen válaszcsomagokat küldhet, és csak egyirányú kommunikáció lesz megszervezve.

A harmadik módszer pedig a rekordok automatikus elhelyezését jelenti útválasztási protokollok segítségével. Ezt a módszert dinamikus útválasztásnak nevezik. A dinamikus útválasztási protokollok automatikusan nyomon követhetik a hálózati topológia változásait. A dinamikus útválasztás sikeres működése attól függ, hogy a router két fő funkciót lát el:

1. Az útválasztási táblák naprakészen tartása
2. Az általuk ismert hálózatokkal és útvonalakkal kapcsolatos információk időben történő terjesztése más útválasztók között

A mérőszámok kiszámításának paraméterei a következők lehetnek:

1. Sávszélesség
2. Késési idő (idő, amíg a csomag a forrástól a célig eljut)
3. Betöltés (csatorna terhelés időegységenként)
4. Megbízhatóság (a hibák relatív száma a csatornában)
5. Ugrások száma (átmenetek az útválasztók között)

Ha a router egynél több útvonalat tud a célhálózathoz, akkor összehasonlítja ezen útvonalak mérőszámait, és a legalacsonyabb metrikával (költséggel) rendelkező útvonalat továbbítja az útválasztási táblázatnak.

Elég sok útválasztási protokoll létezik – mindegyik a következő kritériumok szerint van felosztva:

1. Az alkalmazott algoritmus szerint (távolságvektor protokollok, kommunikációs csatorna állapot protokollok)
2. Alkalmazási terület szerint (domainen belüli útválasztáshoz, tartományok közötti útválasztáshoz)

A csatorna állapot protokollja Dijkstra algoritmusán alapul, már beszéltem róla. Röviden elmondom a távolságvektor algoritmusát.

Tehát a távolságvektor protokollokban az útválasztók:

• Határozza meg a kívánt hálózati csomópont irányát (vektorát) és távolságát
• Időnként továbbítja egymásnak az útválasztó táblákat
• A rendszeres frissítések során az útválasztók értesülnek a hálózati topológia változásairól

Anélkül, hogy túlságosan részleteznénk, a link-state útválasztási protokoll több okból is jobb:

• A hálózati topológia pontos megértése. A kapcsolatállapotú útválasztási protokollok létrehozzák a hálózat legrövidebb utak fáját. Így minden útválasztó pontosan tudja, hol található a „testvére”. A távolságvektor protokollokban nincs ilyen topológia.
• Gyors konvergencia. Amikor az útválasztók kapnak egy LSP kapcsolat állapotú csomagot, azonnal lavina módon továbbítják a csomagot. A távolságvektor protokollokban az útválasztónak először frissítenie kell az útválasztási táblázatát, mielőtt más interfészekre árasztaná el.
• Eseményvezérelt frissítések. Az LSP-k csak akkor kerülnek elküldésre, ha változás történik a topológiában, és csak az adott változáshoz kapcsolódó információkat.
• Felosztás zónákra. A kapcsolatállapot-protokollok a zóna fogalmát használják – ez az a terület, amelyen belül az útválasztási információkat elosztják. Ez az elválasztás segít csökkenteni az útválasztó CPU-terhelését és strukturálni a hálózatot.

Példák linkállapot protokollokra: OSPF, IS-IS.

Példák távolságvektor protokollokra: RIP, IGRP.

A protokollok másik globális felosztása hatókör szerint: tartományon belüli IGP-útválasztáshoz, tartományok közötti EGP-útválasztáshoz. Menjünk végig a definíciókon.

IGP (Interior Gateway Protocol) – belső átjáró protokoll. Ide tartoznak az autonóm rendszeren belül használt útválasztási protokollok (RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS). Minden IGP protokoll egy útválasztási tartományt képvisel egy autonóm rendszeren belül.

EGP (Exterior Gateway Protocol) – belső átjáró protokoll. Útválasztást biztosít a különböző autonóm rendszerek között. Az EGP protokollok biztosítják az egyes autonóm rendszerek összekapcsolását és a továbbított adatok továbbítását ezen autonóm rendszerek között. Példa protokoll: BGP.

Magyarázzuk meg az autonóm rendszer fogalmát is.

Az autonóm rendszer (AS) olyan hálózatok halmaza, amelyek egyetlen adminisztratív irányítás alatt állnak, és egyetlen stratégiát és útválasztási szabályokat használnak.

A külső hálózatok autonóm rendszere egyetlen objektumként működik.

Az útválasztási tartomány olyan hálózatok és útválasztók gyűjteménye, amelyek ugyanazt az útválasztási protokollt használják.

Végül egy kép, amely elmagyarázza a dinamikus útválasztási protokollok felépítését.

Számítógépek, okostelefonok, táblagépek, wi-fi routerek, modemek, IP-TV, nyomtatók javításához, beállításához nyújtunk szolgáltatásokat. Kiváló minőségű és olcsó. Problémája van? Töltse ki az alábbi űrlapot és visszahívjuk.

Az útválasztás az a folyamat, amely során meghatározzák az információ útvonalát a kommunikációs hálózatokban.

Az útvonalak megadhatók adminisztratív úton (statikus útvonalak), vagy a hálózat topológiájával és állapotával kapcsolatos információk alapján, az útválasztási protokollokkal (dinamikus útvonalak) nyert útválasztási algoritmusokkal számíthatók ki.

A statikus útvonalak lehetnek:

Útvonalak, amelyek nem változnak az idő múlásával;

Menetrend szerint változó útvonalak.

A számítógépes hálózatokban az útválasztást jellemzően speciális szoftverek és hardverek – routerek – végzik; egyszerű konfigurációkban az ennek megfelelően konfigurált általános célú számítógépekkel is végrehajtható.

A szó nyilvános értelmében az útválasztás az információnak a forrásból a célállomásra történő mozgását jelenti egy összekapcsolt hálózaton keresztül. Ebben az esetben általában legalább egy csomóponttal találkozunk az összeköttetéssel hidat használó hálózatok, amelyek a közkeletű felfogás szerint ez a módszer pontosan ugyanazokat a funkciókat látja el. A fő különbség a kettő között az, hogy az áthidalás az ISO referenciamodell 2. rétegében, míg az útválasztás a 3. rétegben történik. Ez a különbség megmagyarázza, hogy az útválasztás és az áthidalás miért használ különböző információkat, miközben a forrástól a célig terjed az áthidaló különböző módon látják el feladataikat; valójában többféle útválasztás és áthidalás létezik.

Útválasztási összetevők

Az útválasztás két fő összetevőt foglal magában: az optimális útválasztási útvonalak meghatározása és az információcsoportok (általában csomagok) szállítása nagyon összetett folyamat lehet.

Útvonal meghatározása

Az útvonal meghatározása különböző mutatókon (egy változón – például az útvonal hosszán – végzett algoritmikus számításokból származó értékek) vagy mutatók kombinációján alapulhat. Az útválasztási algoritmusok szoftveres megvalósításai útvonalmetrikákat számítanak ki, hogy meghatározzák az optimális útvonalat a célállomáshoz.

Az útvonal-meghatározási folyamat megkönnyítése érdekében az útválasztási algoritmusok inicializálják és karbantartják az útválasztási információkat tartalmazó útválasztási táblázatokat. Az útválasztási információk a használt útválasztási algoritmustól függően változnak.

Az útválasztási algoritmusok bizonyos mennyiségű információval töltik meg az útválasztási táblákat. A Destination/Next Hop asszociációk azt mondják az útválasztónak, hogy egy bizonyos célt optimálisan úgy lehet elérni, ha egy csomagot küldenek egy bizonyos útválasztónak, amely a "következő ugrást" képviseli a végső cél felé vezető úton. Bejövő csomag fogadásakor a router ellenőrzi a célcímet, és megpróbálja társítani ezt a címet a következő továbbítással

Az útválasztási táblázatok egyéb információkat is tartalmazhatnak. Az „indikátorok” információt adnak egy adott csatorna vagy útvonal kívánatosságáról. Az útválasztók összehasonlítják a mutatókat az optimális útvonalak meghatározásához. A mutatók az alkalmazott útválasztási algoritmustól függően különböznek egymástól. A fejezet későbbi részében számos általános mutató kerül bemutatásra és leírásra.

Az útválasztók különféle üzenetek átadásával kommunikálnak egymással (és karbantartják útválasztási tábláikat). Az ilyen üzenetek egyik típusa az „útválasztási frissítés” üzenet. Az útválasztási frissítések általában az útválasztási tábla egészét vagy egy részét tartalmazzák. Az összes útválasztótól származó útvonal-frissítési információk elemzésével bármelyikük részletes képet alkothat a hálózati topológiáról. Egy másik példa az útválasztók között váltott üzenetekre a „hivatkozási állapot bejelentése”. A kapcsolati információk felhasználhatók a hálózati topológiáról alkotott teljes kép kialakítására is. A hálózati topológia megértését követően az útválasztók meghatározhatják az optimális útvonalakat a célállomásokhoz.

Átkapcsolás

A kapcsolási algoritmusok viszonylag egyszerűek, és alapvetően ugyanazok a legtöbb útválasztási protokoll esetében. A legtöbb esetben a gazdagép határozza meg, hogy a csomagot el kell küldeni egy másik gazdagépnek. Miután egy bizonyos módon megkapta az útválasztó címét, a forrásgazda kifejezetten az útválasztó fizikai címére (MAC réteg) címzett csomagot küld, de a célállomás protokollcímével (hálózati rétegével).

A csomag célprotokoll-címének ellenőrzése után az útválasztó meghatározza, hogy tudja-e, hogyan továbbítsa a csomagot a következő útválasztónak. A második esetben (amikor az útválasztó nem tudja, hogyan továbbítsa a csomagot) általában figyelmen kívül hagyja a csomagot. Az első esetben az útválasztó továbbítja a csomagot a következő útválasztónak úgy, hogy a cél fizikai címét lecseréli a következő útválasztó fizikai címére, majd továbbítja a csomagot.

A következő transzfer lehet, hogy nem a végső úti cél házigazdája. Ha nem, akkor a következő ugrás általában egy másik útválasztó, amely ugyanazon a váltási döntési folyamaton megy keresztül. Ahogy egy csomag mozog az interneten, a fizikai címe megváltozik, de a protokoll címe változatlan. Ezt a folyamatot az ábra szemlélteti.

A fenti leírás a forrás és a végső célrendszer közötti váltást tárgyalja. A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) kidolgozott egy hierarchikus terminológiát, amely hasznos lehet ennek a folyamatnak a leírásában. Ezzel a terminológiával élve azokat a hálózati eszközöket, amelyek nem képesek csomagokat továbbítani az alhálózatok között, végrendszereknek (ES), míg azokat a hálózati eszközöket, amelyek rendelkeznek ezzel a képességgel, köztes rendszereknek (IS) nevezik. A közbenső rendszereket tovább osztják olyan rendszerekre, amelyek képesek kommunikálni „útválasztási tartományokon” („inter-domain” IS-ek), és olyan rendszerekre, amelyek képesek kommunikálni mind az útválasztási tartományon belül, mind más útválasztási tartományokkal („inter-domain IS-ek”). Az „útválasztási tartományt” általában egy átfogó adminisztratív irányítás alatt álló integrált hálózat részének tekintik, és az útválasztási tartományokat „autonóm rendszereknek” (AS) is nevezik tovább osztva „útválasztási szakaszokra”, azonban a tartományon belüli útválasztási protokollokat is használják a szakaszokon belüli és a szakaszok közötti váltáshoz.

Útválasztási algoritmusok

Az útválasztási algoritmusok számos kulcsjellemző alapján megkülönböztethetők. Először is, az eredményül kapott útválasztási protokoll teljesítményét befolyásolják azok a konkrét problémák, amelyeket az algoritmustervező megold. Másodszor, különböző típusú útválasztási algoritmusok léteznek, és mindegyik eltérő hatással van a hálózatra és az útválasztási erőforrásokra. Végül az útválasztási algoritmusok különféle mérőszámokat használnak, amelyek befolyásolják az optimális útvonalak kiszámítását. A következő szakaszok az útválasztási algoritmusok ezen attribútumait elemzik.

Az útválasztási algoritmus fejlesztésének céljai

Az útválasztási algoritmusokat gyakran a következő célok közül egy vagy több szem előtt tartásával tervezik:

1. Optimalitás

2. Egyszerűség és alacsony rezsi

3. Vitalitás és stabilitás

4. Gyors konvergencia

5. Rugalmasság

Optimalitás

Az optimalitás valószínűleg a leggyakoribb tervezési cél. Ez jellemzi az útválasztási algoritmus azon képességét, hogy kiválasztja a „legjobb” útvonalat. A legjobb útvonal a mutatószámoktól és a számítás során használt mutatók „súlyától” függ. Például egy útválasztási algoritmus több ugrást is használhat bizonyos késleltetéssel, de a késleltetés "súlyának" kiszámításakor azt nagyon jelentősnek becsülheti. Természetesen az útválasztási protokolloknak szigorúan meg kell határozniuk az indikátorok számítására szolgáló algoritmusaikat.

Egyszerűség és alacsony rezsi

Az útválasztási algoritmusok a lehető legegyszerűbbek legyenek. Más szóval, az útválasztási algoritmusnak hatékonyan, minimális szoftverráfordítással és -használattal kell biztosítania a funkcionalitását. A hatékonyság különösen fontos, ha az útválasztási algoritmust megvalósító programnak korlátozott fizikai erőforrásokkal rendelkező számítógépen kell futnia.

Vitalitás és stabilitás

Az útválasztási algoritmusoknak túlélőképességgel kell rendelkezniük. Más szavakkal, jól kell működniük szokatlan vagy előre nem látható körülmények között, például hardverhibák, nagy terhelési körülmények és helytelen megvalósítások esetén. Mert Az útválasztók a hálózati csomópontokon találhatók, meghibásodásuk jelentős problémákat okozhat.

Gyakran azok a legjobb útválasztási algoritmusok, amelyek kiállták az idő próbáját, és megbízhatónak bizonyultak különféle hálózati körülmények között.

Gyors konvergencia

Az útválasztási algoritmusoknak gyorsan konvergálniuk kell. A konvergencia az összes útválasztó közötti megegyezés folyamata az optimális útvonalakról. Ha valamilyen hálózati esemény miatt az útvonalak elutasításra kerülnek, vagy elérhetővé válnak, az útválasztók útválasztás-frissítési üzeneteket küldenek. Az útvonal-frissítési üzenetek átszövik a hálózatokat, az optimális útvonalak újraszámítását kérik, és végső soron arra kényszerítik az összes útválasztót, hogy megállapodjanak ezekről az útvonalakról. A lassan konvergáló útválasztási algoritmusok útválasztási hurkokhoz vagy hálózati hibákhoz vezethetnek.

Rugalmasság

Az útválasztási algoritmusoknak is rugalmasnak kell lenniük. Más szóval, az útválasztási algoritmusoknak gyorsan és pontosan kell alkalmazkodniuk a különféle hálózati körülményekhez. Tegyük fel például, hogy egy hálózati szegmens elutasításra kerül. Sok útválasztási algoritmus, miután tudatában van ennek a problémának, gyorsan kiválasztja a következő legjobb útvonalat az összes olyan útvonalhoz, amely jellemzően ezt a szegmenst használja. Az útválasztási algoritmusok úgy programozhatók, hogy alkalmazkodjanak a hálózati sávszélességben, az útválasztók sorméretében, a hálózati késleltetésben és más változókban bekövetkezett változásokhoz.

Algoritmusok típusai

Az útválasztási algoritmusok típus szerint osztályozhatók. Például az algoritmusok a következők lehetnek:

1. Statikus vagy dinamikus

2. Egy- vagy többútvonalas

3. Egyszintű vagy hierarchikus

4. Intelligenciával a gazdagépben vagy útválasztóban

5. Domainen belüli és tartományok közötti

6. A csatorna állapotának vagy távolságvektorának algoritmusai

Statikus vagy dinamikus algoritmusok

A statikus útválasztási algoritmusok aligha algoritmusok. A statikus útválasztási táblák elosztását a hálózati rendszergazda állítja be az útválasztás megkezdése előtt. Nem változik, hacsak a hálózati rendszergazda nem változtatja meg. A statikus útvonalakat használó algoritmusok könnyen fejleszthetők, és jól működnek olyan környezetben, ahol a hálózati forgalom viszonylag kiszámítható, és a hálózat kialakítása viszonylag egyszerű.

Mert A statikus útválasztási rendszerek nem tudnak reagálni a hálózat változásaira, és általában alkalmatlannak tartják a mai nagy, folyamatosan változó hálózatokhoz. Az 1990-es évek domináns útválasztási algoritmusai közül a legtöbb. - dinamikus.

A dinamikus útválasztási algoritmusok valós időben alkalmazkodnak a változó hálózati feltételekhez. Ezt a bejövő útválasztási frissítési üzenetek elemzésével teszik. Ha az üzenet azt jelzi, hogy hálózati változás történt, az útválasztó programok újraszámolják az útvonalakat, és új útválasztási beállítási üzeneteket küldenek. Az ilyen üzenetek átjárják a hálózatot, és arra késztetik az útválasztókat, hogy újra futtassák algoritmusaikat, és ennek megfelelően módosítsák az útválasztási táblákat. A dinamikus útválasztási algoritmusok adott esetben kiegészíthetik a statikus útvonalakat. Például kifejleszthet egy "utolsó találati útválasztót" (vagyis egy olyan útválasztót, amelyre minden, egy adott útvonalon el nem küldött csomag elküldésre kerül). Egy ilyen útválasztó az el nem küldött csomagok tárolójaként működik, biztosítva, hogy az összes üzenetet legalább egy bizonyos módon feldolgozzák.

Egyutas vagy többutas algoritmusok

Egyes összetett útválasztási protokollok több útvonalat biztosítanak ugyanahhoz a célhoz. Az ilyen többútvonalas algoritmusok lehetővé teszik a forgalom több vonalon történő multiplexelését; az egyútvonalas algoritmusok erre nem képesek. A többutas algoritmusok előnyei nyilvánvalóak – lényegesen nagyobb átviteli sebességet és megbízhatóságot biztosítanak.

Egyszintű vagy hierarchikus algoritmusok

Egyes útválasztási algoritmusok sík térben működnek, míg mások útválasztási hierarchiákat használnak. Az egyrétegű útválasztási rendszerben minden útválasztó egyenlő egymáshoz képest. Egy hierarchikus útválasztási rendszerben egyes útválasztók alkotják a gerincet ( hátgerinc- útválasztó bázis. A nem alapvető útválasztóktól érkező csomagok az alapvető útválasztókhoz és azon keresztül haladnak, amíg el nem érik a cél általános területét. Ettől kezdve az utolsó mag routertől egy vagy több nem mag routeren keresztül jutnak el a végső célállomásig.

Az útválasztási rendszerek gyakran létrehozzák a csomópontok logikai csoportjait, amelyeket tartományoknak vagy autonóm rendszereknek (AS) vagy területeknek neveznek. A hierarchikus rendszerekben egy tartomány egyes útválasztói kommunikálhatnak más tartományok útválasztóival, míg az adott tartományban lévő többi útválasztó csak a saját tartományukon belül kommunikálhat a routerekkel. Nagyon nagy hálózatokban további hierarchikus szintek létezhetnek. A legmagasabb hierarchikus szinten lévő útválasztók alkotják az útválasztási bázist.

A hierarchikus útválasztás fő előnye, hogy a legtöbb vállalat szervezetét utánozza, ezért nagyon jól támogatja a forgalmi mintákat. A legtöbb hálózati kommunikáció kisvállalati csoportokon (domain) belül zajlik. A tartományon belüli útválasztóknak csak a tartományukon belüli többi útválasztóról kell tudniuk, így az útválasztási algoritmusaik leegyszerűsíthetők. Az útválasztási frissítési forgalom ennek megfelelően csökkenhet, a használt útválasztási algoritmustól függően.

Intelligenciával rendelkező algoritmusok a fő számítógépben vagy útválasztóban

Egyes útválasztási algoritmusok azt feltételezik, hogy a végső forráscsomópont határozza meg a teljes útvonalat. Ezt általában forrásútválasztásnak nevezik. A forrásútválasztó rendszerekben az útválasztók egyszerűen tároló- és továbbítóeszközként működnek a csomag számára, gondolkodás nélkül továbbítják azt a következő állomásra.

Más algoritmusok azt feltételezik, hogy a fő számítógépek semmit sem tudnak az útvonalakról. Ezen algoritmusok használatakor a routerek saját számításaik alapján határozzák meg az útvonalat az összekapcsolt hálózaton. A fent tárgyalt első rendszerben az útválasztási intelligencia a fő számítógépben található útválasztási intelligencia.

A gazdagépben lévő intelligenciával történő útválasztás és az útválasztóban lévő intelligenciával történő útválasztás közötti kompromisszum úgy érhető el, hogy az útvonal optimálisságát a forgalom feletti forgalomhoz viszonyítjuk. A fő számítógépben intelligenciával rendelkező rendszerek gyakran a legjobb útvonalakat választják, mert jellemzően a csomag tényleges elküldése előtt megtalálják az összes lehetséges útvonalat a célállomáshoz. Ezután kiválasztják a legjobb útvonalat az adott rendszer optimálisságának meghatározása alapján. Az összes útvonal meghatározása azonban gyakran jelentős keresési forgalmat és sok időt igényel.

Domainen belüli vagy tartományok közötti algoritmusok

Egyes útválasztási algoritmusok csak tartományokon belül működnek; mások – tartományokon belül és közöttük egyaránt. Ennek a két típusú algoritmusnak más a természete. Ezért egyértelmű, hogy az optimális tartományon belüli útválasztási algoritmus nem feltétlenül lesz az optimális tartományok közötti útválasztási algoritmus.

Csatornaállapot vagy távolságvektor algoritmusok

A kapcsolatállapot-algoritmusok (más néven a legrövidebb út első algoritmusai) az összekapcsolt hálózat összes csomópontjához küldik az útválasztási információkat, azonban minden útválasztó csak azt a részét küldi el, amely leírja a saját kapcsolatainak állapotát (más néven). mint a Bellman-Ford algoritmusok) megkövetelik, hogy minden útválasztó elküldje az útválasztási táblázatát vagy annak egy részét, de csak a szomszédjainak.

Gyorsabb konvergenciával a kapcsolatállapot-algoritmusok valamivel kevésbé hajlamosak az útválasztási hurokra, mint a távolságvektor-algoritmusok. Másrészt a kapcsolatállapot-algoritmusok bonyolultabb számításokkal rendelkeznek, mint a távolságvektor-algoritmusok, és több feldolgozási teljesítményt és memóriát igényelnek, mint a távolságvektor-algoritmusok. Ennek eredményeként a kapcsolatállapot-algoritmusok megvalósítása és karbantartása költségesebb lehet. A különbségek ellenére mindkét típusú algoritmus jól teljesít a legkülönfélébb körülmények között.

Algoritmusmutatók (metrikák)

Az útválasztási táblázatok olyan információkat tartalmaznak, amelyeket a kapcsolóprogramok használnak a legjobb útvonal kiválasztásához. Mi jellemzi az útválasztó táblák felépítését? Milyen jellegűek a bennük található információk? Ez az algoritmusmetrikákkal foglalkozó rész arra a kérdésre próbál választ adni, hogy egy algoritmus hogyan határozza meg, hogy az egyik útvonal előnyösebb-e a másikkal szemben.

Az útválasztási algoritmusok sok különböző mérőszámot használnak. A komplex útválasztási algoritmusok több mutatóra is épülhetnek az útvonal kiválasztásakor, ezeket úgy kombinálva, hogy az eredmény egy különálló (hibrid) indikátor legyen. Az útválasztási algoritmusokban a következő mutatókat használjuk:

Útvonal hossza

Megbízhatóság

Késleltetés

Sávszélesség

Kommunikációs költség

Útvonal hossza

Az útvonal hossza a leggyakoribb útvonalmutató. Egyes útválasztási protokollok lehetővé teszik a hálózati rendszergazdák számára, hogy tetszőleges árakat rendeljenek minden hálózati kapcsolathoz. Ebben az esetben az útvonal hossza az egyes bejárt csatornákhoz kapcsolódó költségek összege. Más útválasztási protokollok meghatározzák az "ugrások számát", azaz. egy mérőszám, amely azt jellemzi, hogy egy csomagnak hány lépést kell megtennie a forrástól a célig hálózati termékeken (például útválasztókon) keresztül.

Megbízhatóság

A megbízhatóság az útválasztási algoritmusokkal összefüggésben a hálózat minden egyes kapcsolatának megbízhatóságára utal (általában a bit/hiba arány alapján írják le). Egyes hálózati kapcsolatok gyakrabban meghibásodhatnak, mint mások. Egyes hálózati kapcsolatok meghibásodása könnyebben vagy gyorsabban megoldható, mint más kapcsolatok meghibásodása. A megbízhatósági besorolások hozzárendelésénél bármilyen megbízhatósági tényező figyelembe vehető. A megbízhatósági besorolásokat általában a hálózati rendszergazdák rendelik hozzá a hálózati kapcsolatokhoz. Ezek általában tetszőleges digitális értékek.

Késleltetés

Az útválasztási késleltetés általában azt az időtartamot jelenti, amely ahhoz szükséges, hogy egy csomag a forrástól a célállomásig eljuthasson egy összekapcsolt hálózaton keresztül. a csomag útvonala, a hálózat torlódása a hálózat összes közbenső csatornáján és a fizikai távolság, amelyen túl a csomagot mozgatni kell, mivel több fontos változó halmaza van, a késleltetés a leggyakoribb és leghasznosabb mutató.

Sávszélesség

A sávszélesség bármely kapcsolat elérhető forgalmi kapacitására utal. Ha minden más körülmény megegyezik, a 10 Mbps sebességű Ethernet-csatorna előnyösebb, mint bármely 64 KB/s sávszélességű bérelt vonal. Bár a sávszélesség egy kapcsolat maximális elérhető kapacitásának becslése, a nagyobb sávszélességű kapcsolatokon áthaladó útvonalak nem feltétlenül jobbak, mint a lassabb kapcsolatokon áthaladó útvonalak.

Mmenü"IP-interfész beállításai"

Forgalomszegmentálás

A forgalomszegmentálás a 2. rétegbeli tartományok megkülönböztetésére szolgál. Ez a funkció lehetővé teszi a portok konfigurálását úgy, hogy azok egymástól elszigeteltek legyenek, ugyanakkor hozzáférjenek a kiszolgálók és a szolgáltató hálózati gerincének összekapcsolására használt megosztott portokhoz. Ez a funkció szolgáltatói hálózatok kiépítéséhez használható.

Példa a Forgalomszegmentálás funkció használatára.

Minden számítógép (PC2 - PC24) hozzáfér az uplink porthoz, de nem fér hozzá egymáshoz a kapcsolat szintjén. Ez a megoldás használható:

1. Az ETTH projektekben a végfelhasználói portok elkülönítésére.

2.Hozzáférés biztosítása megosztott szerverhez

Gyakorlat

1. Állítsa össze az ábrán látható hálózati topológiát

2. Tanulmányozza a „Címzés IP-hálózatokban”, „IP-útválasztás” és „IP-interfészbeállítások” menüt.

3. Hozzon létre IP-alhálózatokat. Rendeljen minden számítógéphez egy IP-címet a saját alhálózatából

4. Tanulmányozza a „Forgalomfelosztás” részt és a „Forgalomfelosztás” menüt

5. Minden egyes DES-3010G kapcsolón szerkessze a „fésű” elvet – a switch-hez csatlakoztatott minden számítógép csak a külvilággal tud információt cserélni, a kapcsolóhoz csatlakoztatott többi számítógéppel azonban nem.

6. Győződjön meg arról, hogy a megadott beállítások helyesek.

Kérdések az önkontrollhoz.

1. A címek típusai.

2. IP-cím szintek.

3. IP-címek osztályai. Adj rá példákat.

4. Az ARP és RARP protokollok jellemzői.

5. DNS szolgáltatás

6. DHCP szerver funkciók.

7. Útválasztás típusai.

8. Útválasztási összetevők

9. Útvonal meghatározása

10. Váltás

11. Útválasztási algoritmusok

12. Útválasztási algoritmusok fejlesztésének céljai

13. Algoritmusok típusai

14. Algoritmusmutatók (metrikák)

15. Milyen beállítások konfigurálhatók az „IP Interfase Settings” menüben?

16. Mire szolgál a forgalomszegmentálás? Hadd mutassam meg egy példával.

16. Milyen beállításokat lehet rendszerezni a „Forgalomfelosztás” menüben?