Показатели алгоритмов (метрики)

Маршрутные таблицы содержат информацию, которую используют программы коммутации для выбора наилучшего маршрута. Чем характеризуется построение маршрутных таблиц? Какова особенность природы информации, которую они содержат? В данном разделе, посвященном показателям алгоритмов, сделана попытка ответить на вопрос о том, каким образом алгоритм определяет предпочтительность одного маршрута по сравнению с другими.

В алгоритмах маршрутизации используется много различных показателей. Сложные алгоритмы маршрутизации при выборе маршрута могут базироваться на множестве показателей, комбинируя их таким образом, что в результате получается один отдельный (гибридный) показатель. Ниже перечислены показатели, которые используются в алгоритмах маршрутизации:

- длина маршрута;

- надежность;

- задержка;

- ширина полосы пропускания;

- нагрузка;

- стоимость связи.

IP-маршрутизация

Общими словами маршрутизацию можно описать как процесс передачи пакетов между соединенными сетями. В TCP/IP-сетях маршрутизация является частью протокола IP (InternetProtocol) и используется в сочетании с другими службами сетевых протоколов для обеспечения передачи данных между узлами, расположенными в разных сегментах более крупной TCP/IP-сети.

IP — это своего рода «почтовая система» протокола TCP/IP, выполняющая сортировку и доставку IP-данных. Каждый входящий или исходящий пакет называется IP-дейтаграммой. Дейтаграмма IP содержит два IP-адреса: адрес источника (отправляющего узла) и адрес назначения (принимающего узла). В отличие от аппаратных адресов, IP-адреса в дейтаграмме в процессе передачи ее по TCP/IP-сети остаются постоянными рис.9.1.

Рис.9.1- IP-маршрутизация

Маршрутизация является основной функцией IP. Обмен IP-дейтаграммами и их обработка на каждом узле выполняются протоколом IP, работающим на межсетевом уровне.

Над этим уровнем транспортные службы узла-источника передают данные уровню IP в виде TCP-сегментов или UDP-сообщений. Уровень IP помещает в IP-дейтаграммы информацию об адресах отправителя и получателя, которая используется для маршрутизации данных в сети. Затем уровень IP передает дейтаграммы уровню сетевого интерфейса. На этом уровне канальные службы преобразовывают IP-дейтаграммы в кадры для передачи по физическим носителям сети. На узле-получателе эти действия выполняются в обратном порядке.

Каждая IP-дейтаграмма содержит IP-адреса источника и назначения. Службы уровня IP (межсетевого уровня) на каждом узле анализируют адрес назначения каждой дейтаграммы, ищут этот адрес в локальной таблице маршрутизации и выбирают действие по ее дальнейшему перенаправлению. IP-маршрутизаторы подключаются к двум или нескольким сегментам IP-сети, между которыми требуется обеспечить перенаправление пакетов. В следующих разделах более подробно рассказывается об IP-маршрутизаторах и об использовании таблиц маршрутизации.

Таблицы маршрутизации.Узлы TCP/IP используют таблицу маршрутизации, содержащую сведения о других IP-сетях и IP-узлах. Сети и узлы идентифицируются с помощью IP-адресов и масок подсети. Таблицы маршрутизации важны потому, что они предоставляют каждому локальному узлу необходимую информацию о том, как связаться с удаленными сетями и узлами.

Для любого компьютера IP-сети можно создать и поддерживать таблицу маршрутизации, содержащую сведения обо всех остальных компьютерах и сетях, с которыми он поддерживает связь. Обычно такой подход не используется, а вместо него применяется основной шлюз (IP-маршрутизатор).

Когда компьютер готовится к отправке IP-дейтаграммы, он помещает свой IP-адрес (адрес источника) и IP-адрес получателя (адрес назначения) в IP-заголовок. Затем компьютер анализирует IP-адрес получателя, ищет его в локальной таблице IP-маршрутизации и на основе результатов этого поиска выполняет соответствующее действие. На этом этапе выполняется одно из трех возможных действий:

- дейтаграмма передается уровню протоколов локального узла, расположенному над межсетевым уровнем (уровнем IP);

- дейтаграмма перенаправляется через один из сетевых интерфейсов данного компьютера;

- дейтаграмма отбрасывается.

Протокол IP просматривает таблицу маршрутизации в поисках маршрута, позволяющего наиболее близко подойти к IP-адресу назначения. Поиск маршрутов (от наиболее точного к наименее точному) выполняется в следующем порядке:

- маршрут до самого IP-адреса назначения (маршрут к узлу);

- маршрут до сети, имеющей тот же идентификатор сети, что и IP-адрес назначения (маршрут к сети);

- маршрут по умолчанию.

Если подходящий маршрут найден не был, дейтаграмма отбрасывается.

Конфигурирование маршрутизатора. Для того чтобы работать с маршрутизатором необходимо создать определенные сведения об устройстве, называемые учетной записью. После создания данной записи администратор может иметь доступ к интерфейсу маршрутизатора и к режимам конфигурирования. Например, компания Cisco для настройки своих маршрутизаторов разработала операционную системуIOS (Internetwork Operating System), которая позволяет использовать два режима настройки, обслуживания и отслеживания работы своих устройств. Пользователь может конфигурировать маршрутизатор по своему усмотрению и в зависимости от потребностей выполняемой задачи. CLI позволяет задавать первоначальную настройку маршрутизатора, в которой отражаются имя устройства, место установки, имя и пароль пользователя, требуемый тип подключения. и IP-адреса и MAC-адреса, шлюзы, сервера, используемые протоколы маршрутизации и т.д.

Менеджер маршрутизации и устройств безопасности, средство с графическим интерфейсом управления устройствами и используется для быстрой конфигурации маршрутизатора в пошаговом режиме. Кроме того можно выполнить более сложные настройки дополнительных соединений LAN и WAN, создание МСЭ, соединений VPN, выполнение задач по обеспечению безопасности.

Примериспользования основных команд IOSCISCO для базовой настройки, статической и динамической маршрутизации:

Router>enable

Router#

Router#erase startup-config

Router#reload

Router>enable

Router#

Router#configure terminal

Router(config)#hostname R1

R1(config)#no ip domain-lookup

R1(config)#enable secret class

R1(config)#interface fastethernet 0/0

R1(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.128

R1(config-if)#des Subnet A

R1(config-if)#no shutdown

R1(config-line)#end

R1#show running-config

R1#copy running-config startup-config

Для статической маршрутизации:

R1(config)#iproute 172.16.0.0 255.255.255.128 Serial0/0/0

R1(config-line)#end

Для динамической маршрутизации применяется протокол RIPv2:

R1>enable

R1#

R1#configure terminal

R1(config)#router rip

R1(config-router)#

R1(config-router)#version 2

R2(config-router)#no auto-summary

R2(config-router)#network 192.168.0.0

R2(config-router)#network 192.168.0.128

R2(config-router)#network 192.168.0.192

R2(config-router)#passive-interface FastEthernet0/0

R1(config-line)#end

R1#show running-config.

R1#copy running-config startup-config