Структура та призначення таблиць маршрутизації

(local host)                            на адресу локальної заглушки

f. Додавання статичних записів

Для додавання статичних записів у таблицю маршрутизації використовується команда route.

Додавання або зміна статичного запису Функція

route add [мережа] mask [мережна маска] [шлюз] Додає маршрут

route -p add {мережа} mask [мережна маска] ]шлюз] Додає постійний маршрут

route delete [мережа] [шлюз\ Видаляє маршрут

route change [мережа] [шлюз] Змінює маршрут

route print Показує таблицю маршрутизації

route -f Стирає всі маршрути

Наприклад, для додавання маршруту, що дозволяє встановлювати з'єднання з мережею 131.107.24.0 з комп'ютера з мережі 131.107.16.0, Ви повинні використовувати наступну команду: route add 131.107.24.0 mask 255.255.255.0 131.107.16.2

g. Динамічна IР-маршрутизація

При динамічному способі маршрутизатори автоматично обмінюються шляхами до відомих мереж. Якщо шлях змінився, протоколи маршрутизації автоматично обновляють таблицю маршрутизації та інформують інші маршрутизатори об'єднаної мережі про це. Для великих об'єднаних мереж такий спосіб дуже важливий.

Звичайно динамічна маршрутизація застосовується в великих об'єднаних мережах, оскільки від адміністратора для керування мережею в цьому випадку потрібні мінімальні зусилля. Для динамічної маршрутизація необхідний протокол RIР або OSPF.

           h. Конфігурація вузла             

Для зв'язку вузла з іншими вузлами об'єднаної мережі його адреса шлюзу по замовчанню повинна відповідати IР-адресі локального інтерфейсу маршрутизатора. Інших налаштувань не потрібно.

Як показано на малюнку, комп'ютеру А вказаний 131.107.8.1 (адреса локального інтерфейсу маршрутизатора) у якості адреси шлюзу за замовчуванням. Комп'ютеру В якості адреси шлюзу за замовчуванням вказується 131.107.24.1. Вузол мережі 2 може використовувати 131.107.16.2 або 131.107.16.1 у якості адреси шлюзу за замовчуванням.

6. Протокол RIP

Протокол маршрутизації Routing Information Protocol (RIP) для IP полегшує обмін інформацією про маршрутизацію в об'єднаній IР-мережі. Усі повідомлення RIP передаються по протоколу UDP через порт 520.

RIP дозволяє маршрутизаторам обмінюватися ідентифікаторами мереж (network IDs), яких може досягти маршрутизатор, і відстанню до цих мереж. RIP використовує поле підрахунку транзитів (hop count), або метрику (metric), у своїй таблиці маршрутизації для відображення відстані до мережі, позначеної відповідним ідентифікатором. Кількість транзитів — це число маршрутизаторів, які повинні бути пройдені для досягнення необхідного ідентифікатора мережі. Максимальна кількість транзитів для RІР-запису рівна 15. Мережні ідентифікатори, що вимагають 16 і більш транзитів, вважаються недосяжними. Кількість транзитів може бути змінена для відображення повільних або перевантажених каналів. Якщо в таблиці маршрутизації кілька записів для одного мережного ідентифікатора, то RІР-маршрутизатор вибере маршрут з найменшим числом транзитів.

Примітка: RІР-маршрутизатор, що приймає широкомовні RІР-повідомлення, але не посилає їх, називається мовчазним RІР-маршрутизатором (silent RIP router).

На малюнку показано три підмережі, зв'язані двома комп'ютерами, що працюють під керуванням Microsoft Windows NT 4.0 з підтримкою RІР-маршрутизації. Кожний маршрутизатор сконфігурован з інтервалом відновлення за замовчуванням, тому кожні 30 секунд кожний маршрутизатор посилає широкомовленням свою таблицю маршрутизації. Маршрутизатор А посилає обмежене широкомовлення в мережу 2 і всім маршрутизаторам з підтримкою RІР-маршрутизації мережі 2, інформуючи їх про мережу 1. Потім В додає нові шляхи у свою таблицю маршрутизації. Якщо в ній є запис, який посилає А, то В зрівняє метрики обох маршрутів. Якщо цей маршрут краще, то В оновить свою таблицю маршрутизації.

Маршрутизатор В також посилає обмежене широкомовлення в мережу 2 усім RІР-маршрутизаторам мережі 2, інформуючи їх про мережу 3. Потім В визначає кількість нових записів і при необхідності обновляє свою таблицю маршрутизації.

Недоліки RIP

Простий і широко підтримуваний на практиці протокол RIP для IP має деякі недоліки, пов'язані з тим, що він розроблявся для локальних мереж. Через це RIP добре працює тільки в малих об'єднаних IР-мережах з невеликим числом маршрутизаторів.

При використанні RIP таблиця кожного маршрутизатора містить повний список усіх мережних ідентифікаторів і можливих шляхів до них. Вона включає сотні або навіть тисячі записів для великої об'єднаної IР-мережі із численними шляхами. Оскільки максимальний розмір одного RІР-пакета — 512 байт, для відправлення великих таблиць маршрутизації потрібно багато RІР-пакетів.

RІР-маршрутизатори повідомляють про вміст своїх таблиць через широкомовлення рівня MAC (Media Access Control) в усіх підключених мережах кожні 30 секунд. У великих IР-мережах здійснюється RІР-широкомовлення великих таблиць маршрутизації. Це іноді створює значні проблеми для WAN-з'єднань, де істотні частини смуги пропускання будуть задіяні для трафіка протоколу RІP. Маршрутизація, заснована на RIP, не підходить для великих об'єднаних мереж або глобальних мереж (WAN).

У таблиці маршрутизації кожному запису про маршрут, отриманий по RIP, призначений 3-хвилинний тайм-аут (відлічується з моменту одержання), після закінчення якого неоновлені записи видаляються. Якщо маршрутизатор виходить із ладу, поширення змін по об'єднаній мережі може зайняти кілька хвилин.

7. Спільне використання статичної й динамічної маршрутизації

Статичний маршрутизатор не обмінюється інформацією з динамічними маршрутизаторами. Для маршрутизації зі статичного маршрутизатора через динамічний (IР-маршрутизатор з підтримкою RIP- або OSPF-маршрутизації) необхідно додати статичний маршрут у таблиці маршрутизації як на статичному, так і на динамічному маршрутизаторах.

  Необхідно додати маршрут у таблицю маршрутизації комп'ютера А. Він повинен містити IР-адресу(131.107.16.1) інтерфейсу, що має доступ до виділеного IР-маршрутизатору для маршрутизації пакетів з мережі 1 в Інтернет.

  Для маршрутизації пакетів з мереж 2 і 3 в Інтернет у таблицю маршрутизації комп'ютера В треба додати статичний запис, що містить IР-адресу (131.107.24.2) інтерфейсу відповідного IР-маршрутизатору для Інтернету.

  Для зв'язку комп'ютерів в Інтернеті з вузлами мережі 1 і 2 необхідно статично сконфігурувати динамічний IР-маршрутизатор, вказавши IР-адресу інтерфейсу до комп'ютера В. Після цього комп'ютер В буде працювати в якості шлюзу в інші підмережі.

Ще одна проблема полягає в тому, що в Windows NT використовується перша версія протоколу RIP. У ній передаються тільки номери мереж, але не маски підмереж, що робить його непридатним для підмереж, довжини масок яких не кратні 8 битам. Продукт Microsoft Routing and Remote Access Update дозволяє використовувати в Windows NT протокол RIP другої версії й OSPF. Цей продукт — безкоштовне доповнення до Windows NT.

27

8. Структура таблиць маршрутизації в IP-мережах

Перш ніж перейти до конкретних прикладів роботи маршрутизаторів, ми повинні розглянути принципи побудови таблиць маршрутизації.

Отже, відомо, що програмні модулі протоколу IP встановлюються на всіх кінцевих станціях і маршрутизаторах мережі. Для просування пакетів вони використовують таблиці маршрутизації. Нижче приводяться кілька прикладів таблиць різних типів маршрутизаторів.

Структура таблиці маршрутизації стека TCP/IP відповідає загальним принципам побудови таблиць маршрутизації. Однак важливо відзначити, що вид таблиці IР-маршрутизації залежить від конкретної реалізації стека TCP/IP.

Наприклад, розглянемо роботу маршрутизаторів у складеній мережі, представленої на цьому малюнку:

Давайте розглянемо один із трьох варіантів таблиці маршрутизації, з якими міг би працювати маршрутизатор M1 у цій складеній мережі.

Перший варіант, якщо представити, що в якості маршрутизатора M1 у даній мережі працює штатний програмний маршрутизатор MPR операційної системи Microsoft Windows NT, то його таблиця маршрутизації могла б мати такий вигляд.

Другий варіант, якщо на місці маршрутизатора М1 встановити апаратний маршрутизатор Netbuilder II компанії 3 Com, то його таблиця маршрутизації для цієї ж мережі може виглядати так, як показано нижче

Третій варіант, якщо, наприклад, маршрутизатор M1, буде реалізований у вигляді програмного маршрутизатора однієї з версій операційної системи Unix, таблиця маршрутизація може бути такою:

Ці приклади показують, що вцілому, сама суть інформації, яку надає таблиця маршрутизації, при використанні маршрутизаторів різних типів не змінюється, хоча зовнішні відмінності явно помітні. Помітно із цих прикладів, що у таблицях маршрутизації залежно від типу маршрутизатора, можуть по-іншому називатися самі поля таблиці маршрутизації, можуть не використовуватися додаткові поля для мережних масок, можуть по-іншому позначатися інтерфейси, можуть використовуватися поля додаткової інформації, але мета залишається все та ж - визначення найкращого маршруту просування IP пакета!

Давайте познайомимося із призначенням кожного з полів таблиці маршрутизації в загальному випадку.

Таблиця маршрутизації вміщує в собі наступні ключові параметри, які необхідні маршрутизатору для роботи:

- адреса мережі призначення (стовпці "Destination" у маршрутизаторах Netbuilder і Unix або "Network Address" у маршрутизаторі MPR)

- адреса наступного маршрутизатора (стовпці "Gateway" у маршрутизаторах Netbuilder і Unix або "Gateway Address" у маршрутизаторі MPR).

Третій ключовий параметр - адреса порту, на яку потрібно направити пакет, у деяких таблицях вказується прямо (поле "Interface" у таблиці Windows NT), а в деяких - побічно. Так, у таблиці Unix-маршрутизатора замість адреси порту задається просто його умовне найменування

- lе0 для порту з адресою 198.21.17.5,

- le1 для порту з адресою 213.34.12.3

- lо0 для внутрішнього порту з адресою 127.0.0.1.

А в маршрутизаторі Netbuilder II поле, що позначає вихідний порт у якій-небудь формі, взагалі відсутнє. Це пояснюється тим, що адресу вихідного порту завжди можна побічно визначити за адресою наступного маршрутизатора.

Наприклад, спробуємо визначити по таблиці маршрутизації для маршрутизатора компанії 3Com адресу вихідного порту для мережі 56.0.0.0.

З таблиці випливає, що наступним маршрутизатором для цієї мережі буде маршрутизатор з адресою 213.34.12.4. Адреса наступного маршрутизатора повинна належати одній з безпосередньо приєднаних до маршрутизатора мереж, і в цьому випадку це мережа 213.34.12.0.

Маршрутизатор має порт, приєднаний до цієї мережі, і адреса цього порту 213.34.12.3 ми знаходимо в поле "Gateway" другого рядка таблиці маршрутизації, яка описує безпосередньо приєднану мережу 213.34.12.0.

              Для безпосередньо приєднаних мереж адресою наступного маршрутизатора завжди є адреса власного порту маршрутизатора. Таким чином, адреса вихідного порту для мережі 56.0.0 - це адреса 213.34.12.3.

Інші параметри, які можна знайти в представлених версіях таблиці маршрутизації, є необов'язковими для ухвалення рішення про шлях проходження пакета.

Наявність або відсутність поля маски в таблиці говорить про те, наскільки сучасний даний маршрутизатор.

Стандартним рішенням сьогодні є використання поля маски в кожному записі таблиці, як це зроблене в таблицях маршрутизаторів MPR Windows NT (поле "Netmask") і Netbuilder (поле "Mask"). Відсутність поля маски в таблиці маршрутизації говорить про те, що або маршрутизатор розрахований на роботу тільки із трьома стандартними класами адрес, або він використовує для всіх записів ту саму маску, що суттєво знижує гнучкість маршрутизації.

Метрика є необов'язковим параметром. Якщо в таблиці маршрутизації кожна мережа призначення згадана тільки один раз, то поле метрики не буде братися до уваги при виборі маршруту, тому що вибір відсутній.

А от ознака безпосередньо підключеної мережі маршрутизатору потрібна, оскільки пакет для цієї мережі обробляється особливим способом - він не передається наступному маршрутизатору, а відправляється вузлу призначення. Тому метрика 0 для маршрутизатора Netbuilder або 1 для маршрутизатора MPR просто говорить маршрутизатору, що ця мережа безпосередньо підключена до його порту, а інше значення метрики відповідає вилученій мережі.

Вибір значення метрики для безпосередньо підключеної мережі є досить довільним, головне, щоб метрика вилученої мережі відлічувалася з обліком цього обраного початкового значення.

Наприклад, в Unix-маршрутизаторі використовується просте поле ознак, де прапорець G позначає вилучену мережу, а його відсутність - безпосередньо підключену.

Однак існують ситуації, коли маршрутизатор повинен обов'язково зберігати значення метрики для запису про кожну вилучену мережу. Ці ситуації виникають, коли записи в таблиці маршрутизації є результатом роботи деяких протоколів маршрутизації.

У таких протоколах нова інформація про яку-небудь вилучену мережу порівнюється з наявною в таблиці, і якщо метрика нової інформації краще наявної, те новий запис витісняє наявну.

Як бачимо, у таблицях маршрутизації можуть існувати додаткові поля. Так, наприклад, у таблиці маршрутизатора Netbuilder є два довідкові поля.

Поле часу життя "TTL" (Time To Live) має сенс для динамічних записів, які мають обмежений срок життя. Поточне значення поля показує срок життя запису в секундах, що залишився.

Поле "Source" відбиває джерело появи запису в таблиці маршрутизації. Хоча це поле є не у всіх маршрутизаторах, але практично для всіх маршрутизаторів існують три основні джерела появи запису в таблиці.

Тепер розглянемо, які бувають джерела записів таблиці маршрутизації.

Першим джерелом записів у таблиці маршрутизації є програмне забезпечення стека TCP/IP.

              При початковій ініціалізації маршрутизатора це програмне забезпечення автоматично заносить в таблицю кілька записів, в результаті чого створюється так звана мінімальна таблиця маршрутизації. Які ж записи заносяться в мінімальну таблицю маршрутизації?

Це, по-перше, записи про безпосередньо підключені мережі і маршрутизатори за замовчуванням, інформація про які з'являється в стеці при ручному конфігуруванні інтерфейсів комп'ютера або маршрутизатора адміністратором мережі.

До таких записів у наведених прикладах ставляться записи про мережі 213.34.12.0 і 198.21.17.0, а також запис про маршрутизатор за замовчуванням - default в Unix-маршрутизаторі й 0.0.0.0 у маршрутизаторі MPR Windows NT.

У наведеному нами прикладі таблиці для маршрутизатора Netbuilder маршрутизатор за замовчуванням не використовується, отже, при надходженні пакета з адресою призначення, що відсутній у таблиці маршрутизації, цей пакет буде відкинутий.