Как работает интернет?
Если на пальцах, то практически у каждого, кто подключен больше, чем к одному провайдеру (а тем более, у самих провайдеров) есть магическая сущность, которая называется автономной системой (AS) или по русски - АСка.
Всем своим соседям (не по дому, разумеется, а тем, с кем есть прямые соединения), владелец AS сообщает: "Чуваки! У меня есть AS номер XXX!" Это называется BGP-Анонсом.
Соседи принимают это во внимание и передают дальше. Вот владелец AS YYY всех оповещает: "чуваки! Через меня доступна ASXXX! Путь до нее: XXX YYY". Постепенно, у каждого участника этой вакханалии складывается маршрутная таблица, в которой всегда видно, что от своей ASZZZ до ASXXX можно дойти по маршруту "ZZZ YYY YYY1 XXX".
Всё это развлекательное мероприятие и называется "протокол BGP".
Радость от него была бы неполной, не будь в BGP возможности выбрать маршрут. От двух свои провайдеров можно получить разные маршруты до ZZZ. Если XXX подключен не только к YYY1, но и напрямую к YYY, то у него будет более выгодный маршрут всего из трех хопов, вместо четырех.
Надеюсь, вы еще не запутались в трех латинских буквах и можно перейти к IP адресам.
У владельца автономной системы есть обычно собственный диапазон IP адресов, которые он может использовать сам, отдавать клиентам, солить, сушить, ну и вообще делать с ними все, что заблагорассудится.
Если компьютер, расположенный на одном краю интернета захочет передать чего нибудь компьютеру на другом конце интернета, он засунет все данные в пакет, лизнет языком клей на конверте, надпишет IP адрес получателя и отдаст своему маршрутизатору. Маршрутизатор отдаст этот пакет другому маршрутизатору внутри своей AS, тот третьему и наконец дело дойдет до самого умного маршрутизатора, знающего протокол BGP. Самый умный маршрутизатор вздохнет, наденет очки, посмотрит на адрес получателя, поковыряется в своих толстенных книгах с таблицами маршрутизации, сопоставит адрес с номером AS, потом найдет, через кого из соседей путь до этой AS ближе всего, отдаст пакет этому соседу и забудет.
Еще надо отметить возможность сделать какой-то из каналов гарантированно запасным. Вот есть у вас два канала и вы хотите, чтобы один из них был резервным и трафик по нему шел только в случае, если основной канал упадет. Чтобы этого добиться нужно сделать, чтобы маршрут по резервному каналу был при любых обстоятельствах длиннее, чем по основному.
Как? А элементарно. Надо соседу, который сидит по ту сторону резервного канала, отдавать не просто свой номер AS, а целый маршрут до нее. Вот так: "XXX XXX XXX XXX XXX". Да-да, просто несколько раз указать свою же AS. Это называется "добавить препенды".
Возвращаясь к нашей картинке, AS XXX подключена к двум провайдерам: YYY1 - кривой, но с безнлимитным трафиком. YYY - устойчивый, но трафик за большое бабло. Владелец XXX предпочитает, чтобы пока работает YYY1, весь трафик гонялся через него. Поэтому специально для YYY сообщаем, что через нас видно "XXX XXX XXX". Поскольку маршрут от XXX до ZZZ напрямую через YYY теперь получается длиннее, то связь будет через YYY.
Главное, чтобы ни из одной точки интернета этот маршрут никогда не стал кратчайшим. Сколько препендов добавить обычно выбирается на глазок - ну 5-10. Более длинные маршруты в интернете встречаются редко.
http://to-the-future.livejournal.com/450700.html
Маршрутизатор обычно закрепляется за несколькими сетями. Когда он получает пакет, он должен решить две задачи:- к какой сети он должен его передать;
- по какому пути.
Последнее решение основано на выборе оптимального пути. Какой доступный путь является оптимальным путем? Это обычно определяется метрикой. Метрика – это условная стоимость передачи по сети. Полное измерение конкретного маршрута равно сумме метрик сетей, которые включают в себя маршрут . Маршрутизатор выбирает маршрут с наименьшей метрикой. Метрика назначается для интерфейса сети в зависимости от типа протокола. Некоторые простые протоколы, подобно протоколу маршрутной информации ( RIP – Routing Information Protocol ), рассматривают все сети как одинаковые. Тогда стоимость прохождения через каждую сеть - одна и та же, и для определения метрики подсчитываются участки. Так, если пакет, чтобы достигнуть конечного пункта, проходит через 10 сетей, полная стоимость составляет 10 участков.
Другие протоколы, такие как "первоочередное открытие наикратчайших путей" ( OSPF - Open Shortest Path First ), позволяют администратору назначить стоимость для передачи через сеть , основанную на типе требуемого обслуживания. Маршрут через сеть может иметь различную стоимость (метрику). Например, если для типа сервиса желательна максимальная производительность , спутниковый канал имеет меньшую метрику, чем оптическая линия. С другой стороны, если типу сервера желательна минимальная задержка, оптическая линия имеет меньшую метрику, чем спутниковый канал. OSPF позволяет каждому маршрутизатору иметь таблицу последовательностей маршрутов, основанную на требуемом типе сервиса.
Другие протоколы определяют метрику различно. В протоколе пограничной маршрутизации ( BGP - Border Gateway Protocol ) критерий - это политика, которую может устанавливать администратор . Политика - это принцип, по которому определяется путь .
В любой метрике маршрутизатор должен иметь таблицы маршрутизации, чтобы консультироваться при дальнейшей передаче пакета. Таблица маршрутизации задает оптимальный путь для пакета. Таблица может быть либо статическая, либо динамическая . Статическая таблица - одна из тех, которые часто не меняются. Динамическая таблица - одна из тех, которая обновляется автоматически, когда имеются изменения где-либо в Интернете. Сегодня Интернет нуждается в динамических таблицах. Таблицы нужно обновлять по мере появления изменений в Интернете. Например, их нужно обновить, когда маршрут вышел из строя, или они должны быть обновлены всякий раз, когда создается лучший маршрут .
Протоколы маршрутизации созданы для отображения требований таблиц динамической маршрутизации . Протокол маршрутизации - комбинация правил и процедур, которые позволяют в Интернете маршрутизаторам информировать друг друга об изменениях. Протоколы маршрутизации также включают процедуры для комбинирования информации, полученной от других маршрутизаторов.
В этой лекции мы поговорим об однонаправленных протоколах маршрутизации. Многонаправленные протоколы маршрутизации мы обсудим в следующей лекции.
Внутренняя и внешняя маршрутизация
Сегодня Интернет - громадная сеть , так что один протокол маршрутизации не может обрабатывать задачу обновления таблиц всех маршрутизаторов. По этой причине Интернет разделяется на автономные системы. Автономная система (Autonomous System – AS) - группа сетей и маршрутизаторов под управлением одного администратора. Маршрутизация внутри автономной системы отнесена к внутренней маршрутизации . Маршрутизация между автономными системами отнесена к внешней маршрутизации . Каждая автономная система может выбрать протокол внутренней маршрутизации для того, чтобы обрабатывать маршрутизацию внутри автономной системы. Однако для обработки маршрутизации между автономными системами выбирается только один протокол маршрутизации .
Разработано несколько внутренних и внешних протоколов. В этой лекции мы коснемся только наиболее популярных из них - внутренних протоколов RIP и OSPF и одного внешнего протокола BGP . RIP и OSPF используются для обновления таблиц маршрутизации внутри автономной системы. Протокол BGP применяется в обновлении таблиц маршрутизации для маршрутизаторов, которые объединяют вместе автономные системы.
Протокол маршрутной информации (RIP)
Протокол маршрутной информации ( RIP – Routing Information Protocol ) - внутренний протокол маршрутизации , используется внутри автономной системы. Это очень простой протокол, основанный на применении дистанционного вектора маршрутизации. В этом разделе сначала рассмотрим принцип дистанционного вектора маршрутизации, так как он применяется в RIP , а затем обсудим сам протокол RIP .
Вектор расстояния маршрутизации
Используя вектор расстояния маршрутизации , каждый маршрутизатор периодически делится своей информацией о входах в Интернет со своими соседями. Ниже приводятся три основных принципа этого процесса, для того чтобы понять, как работает алгоритм.
- Распределение информации о входе в автономную систему . Каждый маршрутизатор распределяет информацию о входе соседним автономным системам. Вначале эта информация может быть не подробной. Однако объем и качество информации не играют роли. Маршрутизатор посылает, во всяком случае, все что имеет.
- Распределение только соседям . Каждый маршрутизатор посылает свою информацию только к соседям. Он посылает информацию, которую получает через все интерфейсы.
- Распределение через регулярные интервалы . Каждый маршрутизатор посылает свою информацию соседней автономной системе через фиксированные интервалы, например, каждые 30 с.
Протоколы этого типа используются для определения маршрутов передачи данных между различными автономными системами. Такие протоколы обычно относят к классу Exterior Gateway Protocol. В настоящее время существуют два протокола данного типа:
- Border Gateway Protocol
- Exterior Gateway Protocol
Особенности внешней маршрутизации
Два маршрутизатора, которые обмениваются информацией о маршрутах, называются внутренними соседями в том случае, если они принадлежат к одной автономной системе и внешними – в том случае, если они принадлежат к различным автономным системам. На рисунке маршрутизаторы R2 R4 являются внутренними для автономных систем AS N и AS M соответственно. R1 и R3 совмещают функции внешнего и внутреннего маршрутизаторов. Маршрутизатор R1 представляет для автономной системы AS M маршруты к сетям, которые находятся в автономной системе AS N. Аналогичную функцию выполняет маршрутизатор R3 по отношению к маршрутам AS M.
Основная особенность протоколов внешней маршрутизации заключается в том, что они представляют метрики маршрутов, которые рассчитываются относительно некоторой общей сети, а не относительно своих интерфейсов.
Протокол маршрутизации EGP
Основные принципы построения протокола маршрутизации EGP определены в RFC 904 . Этот протокол маршрутизации имеет три основные черты:
- Использование механизма установления отношений между маршрутизаторами neighbor acquisition
- Маршрутизаторы EGP используют специальный механизм для определения статуса свих партнеров по протоколу
- Маршрутизаторы EGP периодически обмениваются информацией о достижимости сетей путем передачи сообщений об обновлениях маршрутов.
В процессе установления партнерских отношений, а также для выполнения обмена информацией о маршрутах, маршрутизаторы EGP обмениваются специальными сообщениями, которые передаются в режиме с подтверждением приема. В зависимости от ситуации, эти сообщения могут быть нескольких типов:
- Сообщения Neighbor Acquisition Messages
- Сообщения Neighbor Reach ability Messages
- Сообщения Poll Request Messages
- Сообщения Routing Update Messages
Сообщения об установлении отношений (Neighbor Acquisition)
Сообщения этого типа маршрутизатор передает в том случае, когда собирается установить с другим маршрутизатором отношения в соответствии с алгоритмами информационного обмена EGP.
Сообщения проверки состояния соседа Neighbor Reach ability
Сообщения этого типа маршрутизатор передает в том случае, когда хочет установить в каком состоянии находится соседний маршрутизатор.
Когда маршрутизатор находится в активном состоянии (см. рисунок) он периодически посылает сообщения Hello вместе с обновлениями маршрутов и ожидает ответа от соседа. Если маршрутизатор находится в пассивном режиме, он может использовать содержимое поля STATUS для определения состояния соседа вместо того, чтобы периодически опрашивать его. Обычно оба маршрутизатора находятся в активном состоянии.
Сообщения проверки состояния маршрута Poll Request
Сообщения этого типа маршрутизатор передает в том случае, когда хочет установить, достижима или нет сеть SOURCE NETWORK.
Сообщения проверки состояния маршрута Routing Update
Сообщения этого типа маршрутизатор передает в ответ на полученное сообщение Poll Request. В данном сообщении содержится информация о маршрутах данной автономной системы, которые источник хочет представить приемнику. На рисунке приведена структура сообщения Poll Request.
Как уже было выше отмечено, описание метрики маршрута в протоколе EGP указывается относительно общей сети, которая называется SOURCE NETWORK. Это является существенным отличием данного протокола от протоколов класса IGP. Рассмотрим представленный на рисунке пример:
В данном случае автономная система AS M использует маршрутизатор R1 для представления маршрутов к своим внутренним сетям для других автономных систем. В соответствии с принципом формирования информации о маршрутах, который принят в EGP, внутренние сети AS M будут представлены следующим образом:
| Маршрутизатор | Сеть | Дистанция |
| R1 | N3 | 1 |
| R1 | N5 | 2 |
| R1 | N4 | 3 |
| R2 | N2 | 1 |
| R3 | N1 | 1 |
Сообщение Error Response/Indication
Маршрутизатор EGP использует сообщения этого типа для того, чтобы предупредить соседний маршрутизатор о возникновении нештатной ситуации.
Недостатки протокола EGP
Протоколу EGP свойственен ряд существенных недостатков:
- Маршрутизатор EGP представляет только один путь до каждой сети. Это делает невозможным использование процедур динамического перераспределения нагрузки между параллельными каналами
- Маршрутизатор EGP не поддерживает внеклассовые сети.
Протокол маршрутизации BGP
Протокол маршрутизации BGP (Border Gateway Protocol RFC 1771) представляет собой более современный, чем протокол EGP, протокол внешней маршрутизации автономных систем. Оба этих протокола построены по примерно одинаковой схеме, однако протокол BGP имеет ряд существенных преимуществ по отношению к EGP.
Основные принципы построения BGP
Протокол BGP используется для передачи информации о внутренних маршрутах между автономными системами. Протокол BGP может быть использован для определения различных типов маршрутов –
- Inter-autonomous system routing маршруты которые соединяют данную автономную систему с одной или несколькими другими автономными системами
- Intra-autonomous system routing - протокол может быть использован для определения маршрута внутри автономной системы, в том случае, когда несколько маршрутизаторов участвуют в процессе определения маршрута BGP.
- Pass-through autonomous system - протокол может быть использован для определения маршрутов, которые проходят через автономную систему, которая не участвует в процессе BGP
Для обеспечения информационного обмена маршрутизаторы BGP используют сообщения стандартной формы. Для передачи этих сообщений в протоколе BGP предусматривается использование транспортного протокола TCP. Сообщения BGP передаются в следующих случаях:
- Начало сеанса (Open)
- Для периодической проверки состояния соседа (Keep Alive)
- При изменении содержания таблицы маршрутов автономной системы(update)
- При возникновении аварийной ситуации(Notification)
Формат сообщения BGP
Каждое сообщение BGP состоит из заголовка и последующих специфических полей:
| MARKER | ||
| MARKER | ||
| MARKER | ||
| MARKER | ||
| LENGTH | TYPE | |
В поле LENGTH помещается размер сообщения (вместе с заголовком), выраженный в байтах. В поле TYPE помещается код сообщения в соответствии со следующей таблицей:
| TYPE | Сообщение |
| 1 | OPEN |
| 2 | UPDATE |
| 3 | NOTIFICATION |
| 4 | KEEPALIVE |
В поле маркера может быть помещена информация, которая необходима для выполнения операции аутентификации абонента. Если установление подлинности абонента не требуется, маркер формируется значениями – все «1».
Сообщение OPEN
Первое сообщение, которое должно быть передано маршрутизатором BGP после установления соединения TCP - сообщение OPEN.
| VERSION | |||
| My Autonomous System | |||
| Hold Time | |||
| BGP Identifier | |||
| Opt Parameter Len | |||
| Optional Parameters |
|||
Поле VERSION
В данном поле размещается информация о номере версии протокола BGP. В настоящий момент используется версия 4 этого протокола.
Поле AS Number
В этом поле размещается номер автономной системы, в которой находится источник данного сообщения.
Поле Hold Time
Значение этого поля определяет величину интервала времени, в течение которого отправитель будет ожидать получения ответного сообщения в подтверждение установления сессии BGP.
Поле BGP Identifier
В этом поле размещается идентификатор отправителя сообщения – в качестве этого идентификатора может быть использован IP адрес одного из интерфейсов маршрутизатора.
В поле необязательные параметры может быть размещена информация, которая может быть использована для выполнения процедуры аутентификации абонента.
Сообщение UPDATE
Сообщение UPDATE используется для представления маршрута соседнему маршрутизатору BGP. Это сообщение одновременно может быть использовано для уничтожения маршрутов, которые перестали существовать.
| Unfeasible Routes Length |
| Withdrawn Routes (Variable) |
| Total Path Attribute Length |
| Path Attributes |
| Network Layer Reach ability Information (Variable) |
Поля Unfeasible Routes Length и Withdrawn Routes определяют уничтожаемые маршруты. В поле Withdrawn Routes размещаются описания отзываемых маршрутов. Если данное сообщение UPDATE не содержит уничтожаемых маршрутов, поле Unfeasible Routes Length должно иметь значение 0.
В поле Total Path Attribute Length – содержится выраженная в байтах длина поля Path Attributes. Атрибут каждого маршрута представляет собой совокупность трех значений:
В поле Network Layer Reach ability Information определяется собственно представляемая сеть. Для представления используются пара значений
Причем значение length представляет собой выраженную в битах длину префикса сети, а в поле prefix помещается собственно префикс.
BGP – это протокол маршрутизации внешнего шлюза, использующийся для проведения маршрутизации между маршрутными доменами (или автономными системами). BGP используются всеми поставщиками услуг Интернет, а также в ядрах очень крупных сетей.
BGP – очень устойчивый и хорошо масштабируемый протокол маршрутизации. Протокол BGP проявляет исключительную стабильность в маршрутизации между автономными системами (AS) (даже при огромных таблицах маршрутизации) и предоставляет сетевым администраторам большую свободу действий и гибкость в создании правил маршрутизации.
Принцип работы дистанционно–векторного протокола маршрутизации:
Протокол BGP является протоколом вектора маршрута т.е. применяет информацию о векторе (направлении) и о пути к пункту назначения.
Пример работы дистанционно–векторного протокола маршрутизации
Предположим, что маршрутизатор А сгенерировал маршрут к сети 10.1.10/2А и объявил его маршрутизатору В. В информации о том, как достичь сети назначения 10.1.10/2А, маршрутизатор А указывает, что он является первым маршрутизатором в пути. Маршрутизатор В, получив этот маршрут, добавляет себя в путь и отправляет его маршрутизатору С, который, в свою очередь, добавляет себя в путь к сети 10.1.10/2А и отправляет маршрут маршрутизатору D. Когда маршрутизатор D получает маршрут к пункту назначения 10.1.10/2А, он обнаруживает, что путь к нему, проходит через маршрутизаторы С, В и А. Маршрутизатор D добавляет себя в путь и отсылает полученный маршрут обратно маршрутизатору А. Получив объявление маршрута, маршрутизатор А отвергает его, т. к. находит в соответствующем пути себя.
Так работает протокол BGP, за исключением того, что информация добавляется в путь к сети назначения не отдельными маршрутизаторами, а автономными системами. Любой маршрутизатор, который получил маршрут, может определить наличие петли маршрутизации, проверив присутствие в пути к заданной сети назначения своей автономной системы.
Протокол BGP не предъявляет никаких требований к топологии сети.
Протоколом BGP на основе информации, полученной от различных маршругизаторов, выстраивается граф автономных систем со всеми связями между узлами. Каждой АS соответствует уникальный номер. Соединение между двумя АS формирует путь, а информация о совокупности путей от одного узла в АS к узлу в другой АS составляет маршрут. Протокол BGP активно использует информацию о маршрутах к заданному пункту назначения, что позволяет избежать образования петель маршрутизации между доменами.
Выбор пути .Протокол BGP не использует метрики для определения петель в пути, они нужны ему для управления сетевыми правилами.
Протокол BGP объявляет всем своим соседям только один оптимальный маршрут. Ниже приведен список метрик, упорядоченный по возрастанию значимости:
· Административный вес;
· Локальное предпочтение;
· Локально созданные маршруты;
· Кратчайший AS-путь;
· Наиболее низкий источник;
· Метрика МЕD (Мultiple Ехit Discriminator);
· Предпочтительные внешние пути;
· Путь через ближайшего соседа, если включена синхронизация;
· Путь через соседа с наименьшим идентификатором маршрутизатора;
Маршрут с кратчайшим AS – путем выбирается тогда, когда совпадают все более значимые факторы.
Протокол RIP является дистанционно-векторным протоколом внутренней маршрутизации. Процесс работы протокола состоит в рассылке, получении и обработке векторов расстояний до IP-сетей, находящихся в области действия протокола, то есть в данной RIP-системе. Результатом работы протокола на конкретном маршрутизаторе является таблица, где для каждой сети данной RIP-системы указано расстояние до этой сети (в хопах) и адрес следующего маршрутизатора. Информация о номере сети и адресе следующего маршрутизатора из этой таблицы вносится в таблицу маршрутов, информация о расстоянии до сети используется при обработке векторов расстояний.
Этот протокол маршрутизации предназначен для сравнительно небольших и относительно однородных сетей. Маршрут характеризуется вектором расстояния до места назначения. Предполагается, что каждый маршрутизатор является отправной точкой нескольких маршрутов до сетей, с которыми он связан. Описания этих маршрутов хранится в специальной таблице, называемой маршрутной. Таблица маршрутизации
RIP содержит по записи на каждую обслуживаемую машину (на каждый маршрут). Запись должна включать в себя:- IP -адрес места назначения.
- Метрика маршрута (от 1 до 15; число шагов до места назначения).
- IP -адрес ближайшего маршрутизатора по пути к месту назначения.
- Таймеры маршрута.
Периодически (раз в 30 сек) каждый маршрутизатор посылает широковещательно копию своей маршрутной таблицы всем соседям-маршрутизаторам, с которыми связан непосредственно. Маршрутизатор-получатель просматривает таблицу. Если в таблице присутствует новый путь или сообщение о более коротком маршруте, или произошли изменения длин пути, эти изменения фиксируются получателем в своей маршрутной таблице. Протокол RIP должен быть способен обрабатывать три типа ошибок:
- Циклические маршруты.
- Для подавления нестабильностей RIP должен использовать малое значение максимально возможного числа шагов (не более 16).
- Медленное распространение маршрутной информации по сети создает проблемы при динамичном изменении маршрутной ситуации (система не поспевает за изменениями). Малое предельное значение метрики улучшает сходимость, но не устраняет проблему.
Основное преимущество алгоритма вектора расстояний - его простота. Действительно, в процессе работы маршрутизатор общается только с соседями, периодически обмениваясь с ними копиями своих таблиц маршрутизации. Получив информацию о возможных маршрутах от всех соседних узлов, маршрутизатор выбирает путь с наименьшей стоимостью и вносит его в свою таблицу.
Недостатки RIP
- RIP не работает с адресами субсетей. Если нормальный 16-бит идентификатор ЭВМ класса B не равен 0, RIP не может определить является ли не нулевая часть c убсетевым ID , или полным IP -адресом.
- RIP требует много времени для восстановления связи после сбоя в маршрутизаторе (минуты). В процессе установления режима возможны циклы.
- Число шагов важный, но не единственный параметр маршрута, да и 15 шагов не предел для современных сетей.
OSPF (Open Shortest Path First ) - протокол динамической маршрутизации, основанный на технологии отслеживания состояния канала (link-state technology) и использующий для нахождения кратчайшего пути Алгоритм Дейкстры (Dijkstra’s algorithm).
OSPF имеет следующие преимущества:
- Высокая скорость сходимости по сравнению с дистанционно-векторными протоколами маршрутизации;
- Поддержка сетевых масок переменной длины (VLSM);
- Оптимальное использование пропускной способности (т. к. строится минимальный остовный граф по алгоритму Дейкстры);
- Маршрутизаторы обмениваются hello-пакетами через все интерфейсы, на которых активирован OSPF. Маршрутизаторы, разделяющие общий канал передачи данных, становятся соседями, когда они приходят к договоренности об определённых параметрах, указанных в их hello-пакетах.
- На следующем этапе работы протокола маршрутизаторы будут пытаться перейти в состояние смежности со своими соседями. Переход в состояние смежности определяется типом маршрутизаторов, обменивающихся hello-пакетами, и типом сети, по которой передаются hello-пакеты. OSPF определяет несколько типов сетей и несколько типов маршрутизаторов. Пара маршрутизаторов, находящихся в состоянии смежности, синхронизирует между собой базу данных состояния каналов.
- Каждый маршрутизатор посылает объявления о состоянии канала маршрутизаторам, с которыми он находится в состоянии смежности.
- Каждый маршрутизатор, получивший объявление от смежного маршрутизатора, записывает передаваемую в нём информацию в базу данных состояния каналов маршрутизатора и рассылает копию объявления всем другим смежным с ним маршрутизаторам.
- Рассылая объявления внутри одной OSPF-зоны, все маршрутизаторы строят идентичную базу данных состояния каналов маршрутизатора.
- Когда база данных построена, каждый маршрутизатор использует алгоритм «кратчайший путь первым» для вычисления графа без петель, который будет описывать кратчайший путь к каждому известному пункту назначения с собой в качестве корня. Этот граф - дерево кратчайших путей.
- Каждый маршрутизатор строит таблицу маршрутизации из своего дерева кратчайших путей.
Протоколы внешней маршрутизации BGP и EGP
EGP (Exterior Gateway Protocol - протокол внешнего шлюза) был первым протоколом семейства TCP/IP, применяемым для организации взаимодействия автономных систем. Он до сих пор иногда используется. В EGP пограничный маршрутизатор АС не ищет соседей самостоятельно. Ему нужно заранее сообщить IP-адреса или полные доменные имена других пограничных маршрутизаторов, с которыми он будет обмениваться информацией.
- Для реализации своих функций протокол использует систему следующих сообщений: Приобретение соседа (Neighbor Acquisition ). Прежде чем начать получать информацию от внешних маршрутизаторов, необходимо установить, какой маршрутизатор является соседним. Эта операция состоит из обмена сообщениями типа "приобретение соседа" (соответственно запрос/ ответ/ отказ и др.) через стандартный механизм трехходового квитирования. Ясно, что маршрутизатор предполагаемого соседа также должен поддерживать механизм сообщений типа "приобретение соседа". Сообщение "приобретение соседа" включает в себя поле интервала приветствия (hello interval ) и поле интервала опроса (poll interval ). Поле интервала приветствия определяет период интервала проверки работоспособности соседей. Поле интервала опроса определяет частоту корректировки маршрутизации.
- Досягаемость соседа (Neighbor reachability ). Для маршрутизаторов, выполняющих функции связи различных доменов сетей, важно располагать самой последней информацией о работе своих соседей. Если маршрутизатор обнаруживает, что какой-либо шлюз не функционирует, ему необходимо немедленно приостановить поток данных к этому шлюзу. Для этих целей и используется данный тип сообщений.
EGP -протокол поддерживает два вида сообщений этого типа - сообщение приветствия (hello ) и ответа на приветствие (i heard you ). Выделение типа сообщений оценки досягаемости из общего потока корректирующих сообщений позволяет уменьшать сетевой график, так как изменения о досягаемости сетей обычно появляются чаще, чем изменения параметров маршрутизации. Любой узел EGP заявляет об отказе одного из своих соседей только после того, как от него не был получен определенный процент сообщений о досягаемости.
- Опроса (Poll ). Чтобы обеспечить правильную маршрутизацию между AS , EGP должен знать об относительном местоположении отдаленных хостов. Сообщения опроса позволяют роутерам EGP получать информацию о досягаемости сетей, в которых находятся эти машины. Такие сообщения имеют помимо обычного заголовка только одно поле - поле сети источника IP (source network ). Это поле определяет сеть, которая должна использоваться в качестве контрольной точки запроса.
- Корректировки маршрутизации (Routing update ). Сообщения о корректировке маршрутизации дают роутерам EGP возможность указывать местоположение различных сетей в пределах своих AS .
BGP ( Border Gateway Protocol ) это протокол внешних маршрутизаторов , предназначенный для связи между маршрутизаторами в различных автономных системах. BGP заменяет собой старый EGP.
Системы, поддерживающие BGP , обмениваются информацией о доступности сети с другими BGP системами. Эта информация включает в себя полный путь по автономным системам, по которым должен пройти траффик, чтобы достичь этих сетей. Эта информация адекватна построению графа соединений АС . При этом возникает возможность легко обходить петли маршрутизации, а также упрощается процесс принятия решений о маршрутизации.
IP датаграмма в АС может принадлежать как к локальному траффику, так и к транзитному траффику. Локальный - это траффик у которого источник и пункт назначения находятся в одной AS . При этом IP адреса источника и назначения указывает на хосты, принадлежащие одной автономной системе. Весь остальной траффик называется транзитным. Основное преимущество использования BGP в Internet заключается в уменьшении транзитного траффика.
Автономная система может принадлежать к следующим категориям:
- Ограниченная (stub ) AS автономная система имеет единственное подключение к одной внешней автономной системе. В такой автономной системе присутствует только локальный траффик.
- Многоинтерфейсная (multihomed ) AS имеет подсоединение к нескольким удаленным автономным системам, однако по ней запрещено прохождение транзитного траффика.
- Транзитная (transit ) AS имеет подключение к нескольким автономным системам и в соответствии с ограничениями может пропускать через себя как локальный, так и транзитный траффик.
Общая топология Internet состоит из транзитных, многоинтерфейсных и ограниченных автономных систем. Ограниченные и многоинтерфейсные автономные системы не нуждаются в использовании BGP - они могут использовать EGP , чтобы обмениваться информацией о доступности с транзитными автономными системами.
BGP позволяет использовать маршрутизацию, основанную на политических решениях, где в се правила определяются администратором автономной системы и указываются в конфигурационных файлах BGP . Решения принимаются в соответствии с вопросами безопасности или экономической целесообразности.
BGP отличается от RIP или OSPF тем, что BGP использует TCP в качестве транспортного протокола. Две системы, использующие BGP , устанавливают TCP соединения между собой и затем обмениваются полными таблицами маршрутизации BGP . Обновления представляются в виде изменений таблицы маршрутизации (таблица не передается целиком).
BGP это протокол вектора расстояний, однако, в отличие от RIP (который объявляет пересылки к пункту назначения), BGP перечисляет маршруты к каждому пункту назначения (последовательность номеров автономных систем к пункту назначения). При этом исчезают некоторые проблемы, связанные с использованием протоколов вектора расстояний. Каждая автономная система идентифицируется 16-битным номером.
BGP определяет выход из строя канала или хоста на другом конце TCP соединения путем регулярной отправки сообщения "оставайся в живых" (keepalive ) своим соседям. Рекомендуемое время между этими сообщениями составляет 30 секунд. Сообщение "оставайся в живых", которое используется на уровне приложений, независимо от TCP опций "оставайся в живых"
