Routing IP - IP routing

Routing IP to dziedzina metodologii routingu pakietów protokołu internetowego (IP) w ramach i między sieciami IP. Dotyczy to nie tylko protokołów i technologii, ale obejmuje również zasady światowej organizacji i konfiguracji infrastruktury internetowej . W każdym węźle sieci IP routing IP obejmuje określenie odpowiedniej ścieżki dla pakietu sieciowego od źródła do miejsca docelowego w sieci IP. Proces wykorzystuje statyczne reguły konfiguracji lub dynamicznie uzyskiwane informacje o stanie w celu wybrania określonych metod przekazywania pakietów w celu skierowania ruchu do następnego dostępnego pośredniego węzła sieci o jeden skok bliżej żądanego miejsca docelowego, co stanowi całkowitą ścieżkę obejmującą wiele sieci komputerowych .

Sieci są oddzielone od siebie wyspecjalizowanymi hostami, zwanymi bramami lub routerami ze specjalistycznym oprogramowaniem zoptymalizowanym pod kątem routingu. W routerach pakiety docierające do interfejsu są sprawdzane pod kątem adresowania źródłowego i docelowego i umieszczane w kolejce do odpowiedniego interfejsu wychodzącego zgodnie z ich adresem docelowym oraz zestawem reguł i metryk wydajności. Reguły są kodowane w tabeli routingu, która zawiera wpisy dla wszystkich interfejsów i połączonych z nimi sieci. Jeśli żadna reguła nie spełnia wymagań pakietu sieciowego, jest on przekazywany na trasę domyślną . Tabele routingu są obsługiwane ręcznie przez administratora sieci lub aktualizowane dynamicznie za pomocą protokołu routingu . Reguły routingu mogą zawierać parametry inne niż źródło i miejsce docelowe, takie jak ograniczenia dostępnej przepustowości, oczekiwane współczynniki utraty pakietów i określone wymagania technologiczne.

Algorytmy przekazywania IP uwzględniają rozmiar każdego pakietu, rodzaj usługi określony w nagłówku, a także charakterystykę dostępnych łączy do innych routerów w sieci, takich jak przepustowość łącza, stopień wykorzystania i maksymalny rozmiar datagramu , czyli obsługiwane w linku. Ogólnie rzecz biorąc, większość oprogramowania do wyznaczania tras wyznacza trasę za pomocą algorytmu najkrótszej ścieżki . Jednak inne protokoły routingu mogą wykorzystywać inne metryki do określania najlepszej ścieżki. W oparciu o metryki wymagane i obecne dla każdego łącza, każda ścieżka ma powiązany koszt . Algorytm routingu próbuje zminimalizować koszt przy wyborze następnego przeskoku.

Protokół routingu to mechanizm programowy, za pomocą którego routery komunikują się i współużytkują informacje o topologii sieci i możliwościach każdego węzła routingu. W ten sposób implementuje globalne zasady sieci, zgodnie z którymi ruch jest kierowany w obrębie sieci i przez wiele sieci. Różne protokoły są często używane w różnych topologiach lub w różnych obszarach zastosowań. Na przykład protokół Open Shortest Path First (OSPF) jest zwykle używany do trasowania pakietów między podsieciami w przedsiębiorstwie, a protokół Border Gateway Protocol (BGP) jest używany w skali globalnej. BGP jest de facto standardem światowego routingu internetowego.

Klasyfikacja protokołów

Protokoły routingu można szeroko rozróżniać ze względu na ich obszar działania w zakresie zasięgu sieci. Protokoły bram wewnętrznych są używane do routingu w systemach autonomicznych , podczas gdy protokoły bram zewnętrznych kierują ruch między nimi. Przykładami pierwszej grupy są Routing Information Protocol (RIP) i Open Shortest Path First (OSPF), podczas gdy Exterior Gateway Protocol (EGP) i Border Gateway Protocol (BGP) są przykładami typu zewnętrznego. BGP jest dominującym protokołem dystrybucji tras używanym w Internecie.

Algorytm routingu

Algorytm przekazywania IP to specyficzna implementacja routingu dla sieci IP . Aby zapewnić pomyślny transfer danych, algorytm wykorzystuje tablicę routingu do wybrania routera następnego przeskoku jako następnego miejsca docelowego dla datagramu . Adres IP wybranego routera jest znany jako adres następnego przeskoku.

W przypadku dopasowania kilku miejsc docelowych wybierana jest trasa o najdłuższej masce podsieci (najbardziej szczegółowa). Jeśli istnieje wiele tras z tą samą maską podsieci, używana jest trasa z najniższą metryką . Jeśli istnieje wiele tras domyślnych, metryka jest również używana do określenia, której należy użyć. Jeśli istnieje wiele tras z tą samą maską podsieci i metryką, system może stosować routing wielościeżkowy o równych kosztach jako strategię przekazywania.

Algorytm przekazywania IP stwierdza:

Biorąc pod uwagę docelowy adres IP, D i prefiks sieci, N :
jeśli ( N odpowiada bezpośrednio podłączonemu adresowi sieciowemu )
Dostarcz datagram do D przez to łącze sieciowe ;
else if ( Tablica routingu zawiera trasę dla N )
Wyślij datagram na adres następnego przeskoku podany w tablicy routingu;
else if ( istnieje trasa domyślna )
Wyślij datagram do trasy domyślnej ;
jeszcze
Wyślij komunikat o błędzie przekazywania do nadawcy ;

Gdy żadna trasa nie jest dostępna, do nadawcy pakietu wysyłany jest komunikat o błędzie ICMP , aby poinformować hosta, że ​​pakiet nie mógł zostać dostarczony, i aby uniknąć niepotrzebnej retransmisji, aby uniknąć przeciążenia sieci . Host wysyłający powinien albo przerwać transmisję, albo wybrać inny adres lub trasę.

Tabela routingu

Poniżej przedstawiono typową tablicę routingu w systemie operacyjnym podobnym do Uniksa:

 Tablica routingu IP jądra  
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface  
0.0.0.0 71.46.14.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 ppp0  
10.0.0.0 0.0.0.0 255.0.0.0 U 0 0 0 eth0  
71.46.14.1 0.0.0.0 255.255.255.255 UH 0 0 0 ppp0  
169.254.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 0 0 0 eth0  
172.16.0.0 0.0.0.0 255.240.0.0 U 0 0 0 eth0  
192.168.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 0 0 0 eth0  
192.168.1.0 192.168.96.1 255.255.255.0 UG 0 0 0 eth0  
192.168.96.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0 

Host ma kilka interfejsów sieciowych. eth0 to nazwa interfejsu karty sieciowej reprezentującej port Ethernet . ppp0 to interfejs PPPoE , który w tym przykładzie jest skonfigurowany jako trasa domyślna .

Domyślna trasa jest rozpoznawany przez docelowego 0.0.0.0 i flagi G . Router sieciowy jest oznaczony przez masce 255.255.255.255 a flaga H .

Najpopularniejsze flagi routingu
Flaga Opis
sol Użyj bramy (brama wypełniona)
H. Cel to host ( 32-bitowa maska )
U Trasa jest w górę

Zobacz też

Bibliografia