Меню

Что такое маршрутизация скачать бесплатно



Маршрутизация — что это такое и как работает

Практически каждый пользователь интернета, который читал материалы на тему работы глобальной паутины и ее нюансах в целом слышали про маршрутизацию и, некоторые в какой-то степени даже понимают, что это.

Но, это довольно интересная тема и я решил вынести ее в отдельную статью, давайте узнаем, что это такое, как она работает, зачем она вообще нужна и какие у нее бывают виды. На самом деле это все довольно просто.

Итак, вы уже знаете, что такое UDP протокол и зачем он нужен, сейчас же мы разберем не менее интересную тему о том, как строятся пути для передачи информации в IP сетях.

Что такое маршрутизация

Маршрутизация (Routing) — это процесс по определению/вычислению лучшего маршрута движения для данных в сетях связи. Есть еще второе определение — это передача пакетов данных от отправителя к получателю.

Сами маршруты могут быть статическими — задаются административно, или динамическими, т.е. рассчитываться по специальным алгоритмам-протоколам, которые базируются на данных о топологии и состоянии сети.

Функцию роутинга могут выполнять:

  • Аппаратные средства — маршрутизаторы. Самый оптимальный вариант, позволяющий обрабатывать большие потоки данных и работает он быстрее.
  • Настроенные компьютеры с несколькими сетевыми интерфейсами и установленным на них специализированным и настроенным ПО. Обычно используется если конфигурация будет не слишком сложная.

Таблица маршрутизации

Таблица маршрутизации — это файл-электронная таблица или база данных, которая располагается на маршрутизаторе или специально настроенном компьютере. В ней описывается соответствие адресов назначения с интерфейсами, через которые необходимо производить отправку данных до следующего маршрутизатора.

Таблица содержит:

  • Адрес сети или узла
  • Маску подсети назначения
  • Сетевой шлюз или по-другому, адрес маршрутизатора на который будут направлены данные
  • Интерфейс, с которого можно достучаться до шлюза
  • Метрика (не всегда), т.е. показатель, который задает предпочтительность пути.

Может заполняться как вручную, так и автоматически.

Протокол маршрутизации

Протокол маршрутизации используется маршрутизаторами для определения возможных и оптимальных маршрутов движения пакетов данных по сети. Текущий протокол позволяет обеспечивать маршрут на автоматическом уровне избегая ручного ввода.

Это в свою очередь снижает возможное количество ошибок, делает взаимодействие всех роутеров в сети согласованным и, конечно же, облегчает работу самому администратору.

Маршрутизация в IP сетях

По итогу, все это нужно для отправки и приема пакетов данных от одного устройства по сетке к другому и это может происходить через разные сети. Сами маршрутизаторы/роутеры отправляют данные практически во все сети, из локальной в глобальную паутину, используют NAT и т.д.

Информация на роутер поступает от других таких-же роутеров или от администратора. Составляется таблица — вручную или динамически. И, соответственно, пакеты данных отправляются.

Статическая маршрутизация

В данном случае маршруты задаются в таблице напрямую администратором во время конфигурации маршрутизатора, без использования протоколов, помогающих построить пути.

При задании такого маршрута назначается:

  • Адрес и маска сети
  • Адрес шлюза/узла
  • Иногда указывается метрика и интерфейс, на который пойдет трафик

Плюсы:

  • Легкость настройки в не крупных сетках
  • Небольшая нагрузка на саму сетку, что в какой-то степени увеличивает скорость интернета
  • Прозрачность работы в любой момент времени
  • Не требует дополнительных денежных расходов, т.к. не используются протоколы построения путей

Минусы:

  • Долгое масштабирование, каждая добавленная сетка потребует двойных вмешательств в конфигурацию
  • Если произошли какие-либо изменения, то в любом случае администратору придется вручную настраивать новые пути
  • Нет динамического балансирования нагрузки
  • Нужна отдельная документация с записями маршрутов, также, проблемы с синхронизацией этой документации и реальных путей

Динамическая маршрутизация

В этом случае таблица редактируется на программном уровне и рассчитывается по протоколам. Позволяет маршрутизаторам в реальном времени своевременно менять пути, применяемые для передачи IP пакетов. У каждого протокола есть свой метод определения маршрута движения пакетов: самый быстрый путь, использование именно того маршрута, который рекомендуют другие роутеры и т.д.

Так, если в сети произойдут какие-либо изменения, то протокол динамической маршрутизации оповестит об этом все маршрутизаторы, а вот при статической, все придется делать администратору.

В заключение

Работая в интернете или читая там занимательную литературу, вы даже не замечаете сколько процессов происходит, а происходит там очень много. Если вам и дальше интересны материалы на темы работы интернета, то заходите еще.

Источник

Как прописать статический маршрут? И зачем он нужен?

В данной статье мы рассмотрим, что такое статический маршрут и зачем его вообще прописывать. Мы будем использовать так называемые «руты» или другими словами будем прописывать маршруты с помощью команды route add в командной строке Windows.

Прежде чем приступать к практике хотелось бы поговорить немного о теории, что бы Вы понимали, что Вы делаете, и в каких случаях это Вам может пригодиться.

Для начала пару определений:

Статическая маршрутизация — вид маршрутизации, при котором маршруты указываются в явном виде при конфигурации маршрутизатора. Вся маршрутизация при этом происходит без участия каких-либо протоколов маршрутизации.

Статический маршрут — представляет собой заданный администратором маршрут, который заставляет пакеты, перемещающиеся между источником и адресатом, отправляться по указанному пути. Другими словами — это явно указанный путь, по которому должен пройти пакет из пункта А в пункт Б.

В этой статье мы с Вами говорим, о статическом маршруте на обыкновенном компьютере с операционной системой Windows. Для чего же нам нужно уметь прописывать статические маршруты? спросите Вы, сейчас попробую объяснить, где это знание Вам может пригодиться.

Сейчас очень распространено для безопасности использовать «Виртуальные частные сети» (VPN). VPN используют как в организациях, для организации своей защищенной сети, так и провайдеры, для предоставления доступа, к глобальной сети Интернет, простым пользователям. Но, так или иначе, это иногда вызывает небольшие неудобства, как в организациях, так и у обычных пользователей.

Например, у Вас дома два компьютера, один из которых имеет доступ в Интернет по средствам VPN, также он соединен со вторым компьютером локальной сетью, и каждый раз, когда он подключается к Интернету, то связь между двумя компьютерами теряется, так как первый компьютер (который подключился к VPN) уже находится в другой сети, и поэтому недоступен со второго компа.

Это можно исправить как раз с помощью статического маршрута. Или другой случай, пригодится сисадминам, (пример из жизни) есть организация, у которой имеются небольшие удаленные офисы, связь с которыми идет по средствам OpenVPN. Был случай, когда мне пришлось узнать внешние ip адреса у этих удаленных офисов, я подключался к компьютеру по VPN сети и соответственно не мог узнать внешний ip, так как он мне бы показал внешний ip нашего VPN соединения. В итоге я просто на всего прописал один статический маршрут на удаленном компьютере, с помощью которого и попал на нужный мне сайт (который показывал внешний ip) и все. Есть, конечно, и другой вариант, съездить туда и узнать ip без подключения к VPN сети, но Вы сами понимаете, что на это нет времени и попросту неохота. Теперь Вы немного представляете, где и для чего Вам может пригодиться знание того, как прописываются статические маршруты.

Читайте также:  Где скачать антивирусник бесплатно доктор веб

Примеры использования утилиты route

Хватит теории, переходим к практике. Сейчас мы с Вами пропишем маршрут, который разрешит нам получить доступ к локальной сети при включенном VPN соединении, пригодится обычным пользователям, у которых дома более одного компьютера, а в Интернет выходят по средствам VPN.

Имеем локальную сеть: 192.168.1.0/24

Локальный IP первого компьютера (пусть он будет компьютер — A) – 192.168.1.2 (на котором присутствует VPN соединение)

Локальный IP второго компьютера (а этот компьютер — B) – 192.168.1.3

IP адрес шлюза т.е. модема – 192.168.1.1

Нам нужно прописать маршрут на компьютере A, чтобы он смог видеть компьютер B при включенном VPN соединении. Делается это следующем образом: запускаем командную строку Пуск->Выполнить->cmd и набираем следующую команду:

route –p add 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 192.168.1.1

  • route – сама программа, которая работает с таблицей маршрутизации;
  • -p – ключ, который говорит, что маршрут будет постоянный, так как (Важное замечание!) без этого ключа все маршруты, которые Вы добавите удалятся после перезагрузке, поэтому если Вы хотите использовать маршрут всегда, то пропишите этот ключ, если только один раз, то его можно не писать;
  • add – команда, добавляющая запись в таблицу маршрутизации;
  • 192.168.1.0 – сеть, с которой Вы хотите иметь связь;
  • mask 255.255.255.0 – маска подсети;
  • 192.168.1.1 – адрес шлюза, обычно это адрес модема.

Добавив всего один маршрут, Вы получаете доступ к своей сети при подключенном Интернете, т.е. VPN соединении.

Вот еще один небольшой пример, у Вас дома подключение к Интернету через модем ADSL и Вам иногда (ну или постоянно) требуется подключение к VPN сети, и соответственно выхода в Интернет через свой канал у Вас уже не будет. Но с помощью статического маршрута Вы можете получить доступ к определенным сайтам (узнав предварительно их ip адреса, с помощью команды ping в командной строке, например ping yandex.ru), к которым Вам бы хотелось иметь постоянный доступ (и при подключенном VPN соединении и неподключенном). Например, сайт имеет ip адрес 172.18.24.13, а шлюз (маршрутизатор, модем) имеет IP адрес 192.168.0.1, Вам необходимо прописать следующее:

route –p add 172.18.24.13 mask 255.255.255.255 192.168.0.1

Синтаксис и основные ключи утилиты route

Теперь поговорим поподробней о команде route.

route [-f] [-p] [destination] [mask ] [gateway] [metric ] [if ]

  • -f — удаляет из таблицы маршрутизации все маршруты;
  • -p – сохраняет маршрут на постоянную основу;
  • add – добавляет новый маршрут;
  • change — меняет текущий маршрут в таблице маршрутизации;
  • delete — удаляет маршрут из таблицы маршрутизации;
  • print — отображает содержимое таблицы маршрутизации;
  • destination — при добавлении или изменении маршрута этот параметр используется для указания идентификатора сети назначения;
  • mask — при добавлении или изменении маршрута этот параметр используется для указания маски подсети для сети назначения;
  • gateway — при добавлении или изменении нового маршрута этот параметр используется для указания шлюза (маршрутизатора или модема);
  • metric — используется для указания целого числа в диапазоне от 1 до 9999, являющегося метрикой стоимости для маршрута. Если для определенной сети назначения существует несколько возможных маршрутов, будет использован маршрут с наименьшим значением метрики;
  • if — используется для указания номера индекса интерфейса, который подключен к сети назначения.

Для того чтобы просто посмотреть таблицу маршрутизации у себя на компьютере введите в командную строку следующие:

route print

Вот в принципе и все что я хотел Вам рассказать, но следует помнить что, проводя все выше указанные манипуляции нужно быть внимательным, так как ошибка всего в одной цифре приведет к нежелательным результатам, не критичным, но нежелательным. В особенности это относится к корпоративным сетям, где маршрутизация уже настроена, и Вы можете легко изменить, удалить нужные маршруты.

Источник

Основные принципы работы сетевой маршрутизации

Маршрутизация в IP-сетях

Маршрутизация служит для приема пакета от одного устройства и передачи его по сети другому устройству через другие сети. Если в сети нет маршрутизаторов, то не поддерживается маршрутизация. Маршрутизаторы направляют (перенаправляют) трафик во все сети, составляющие объединенную сеть.

Для маршрутизации пакета маршрутизатор должен владеть следующей информацией:

  • Адрес назначения
  • Соседний маршрутизатор, от которого он может узнать об удаленных сетях
  • Доступные пути ко всем удаленным сетям
  • Наилучший путь к каждой удаленной сети
  • Методы обслуживания и проверки информации о маршрутизации

Маршрутизатор узнает об удаленных сетях от соседних маршрутизаторов или от сетевого администратора. Затем маршрутизатор строит таблицу маршрутизации, которая описывает, как найти удаленные сети.

Если сеть подключена непосредственно к маршрутизатору, он уже знает, как направить пакет в эту сеть. Если же сеть не подключена напрямую, маршрутизатор должен узнать (изучить) пути доступа к удаленной сети с помощью статической маршрутизации (ввод администратором вручную местоположения всех сетей в таблицу маршрутизации) или с помощью динамической маршрутизации.

Динамическая маршрутизация — это процесс протокола маршрутизации, определяющий взаимодействие устройства с соседними маршрутизаторами. Маршрутизатор будет обновлять сведения о каждой изученной им сети. Если в сети произойдет изменение, протокол динамической маршрутизации автоматически информирует об изменении все маршрутизаторы. Если же используется статическая маршрутизация, обновить таблицы маршрутизации на всех устройствах придется системному администратору.

Что такое маршрутизатор (шлюз, gateway)?

Маршрутизатором, или шлюзом, называется узел сети с несколькими IP-интерфейсами (содержащими свой MAC-адрес и IP-адрес), подключенными к разным IP-сетям, осуществляющий на основе решения задачи маршрутизации перенаправление дейтаграмм из одной сети в другую для доставки от отправителя к получателю.

Маршрутизаторы представляют собой либо специализированные вычислительные машины, либо компьютеры с несколькими IP-интерфейсами, работа которых управляется специальным программным обеспечением.

Процесс IP-маршрутизации

IP-маршрутизация — простой процесс, который одинаков в сетях любого размера. Например, на рисунке показан процесс пошагового взаимодействия хоста А с хостом В в другой сети. В примере пользователь хоста А запрашивает по ping IP-адрес хоста В. Дальнейшие операции не так просты, поэтому рассмотрим их подробнее:

  • В командной строке пользователь вводит ping 172.16.20.2. На хосте А генерируется пакет с помощью протоколов сетевого уровня IP и ICMP.

  • IP обращается к протоколу ARP для выяснения сети назначения для пакета, просматривая IP-адрес и маску подсети хоста А. Это запрос к удаленному хосту, т.е. пакет не предназначен хосту локальной сети, поэтому пакет должен быть направлен маршрутизатору для перенаправления в нужную удаленную сеть.
  • Чтобы хост А смог послать пакет маршрутизатору, хост должен знать аппаратный адрес интерфейса маршрутизатора, подключенный к локальной сети. Сетевой уровень передает пакет и аппаратный адрес назначения канальному уровню для деления на кадры и пересылки локальному хосту. Для получения аппаратного адреса хост ищет местоположение точки назначения в собственной памяти, называемой кэшем ARP.
  • Если IP-адрес еще не был доступен и не присутствует в кэше ARP, хост посылает широковещательную рассылку ARP для поиска аппаратного адреса по IP-адресу 172.16.10.1. Именно поэтому первый запрос Ping обычно заканчивается тайм-аутом, но четыре остальные запроса будут успешны. После кэширования адреса тайм-аута обычно не возникает.
  • Маршрутизатор отвечает и сообщает аппаратный адрес интерфейса Ethernet, подключенного к локальной сети. Теперь хост имеет всю информацию для пересылки пакета маршрутизатору по локальной сети. Сетевой уровень спускает пакет вниз для генерации эхо-запроса ICMP (Ping) на канальном уровне, дополняя пакет аппаратным адресом, по которому хост должен послать пакет. Пакет имеет IP-адреса источника и назначения вместе с указанием на тип пакета (ICMP) в поле протокола сетевого уровня.
  • Канальный уровень формирует кадр, в котором инкапсулируется пакет вместе с управляющей информацией, необходимой для пересылки по локальной сети. К такой информации относятся аппаратные адреса источника и назначения, а также значение в поле типа, установленное протоколом сетевого уровня (это будет поле типа, поскольку IP по умолчанию пользуется кадрами Ethernet_II). Рисунок 3 показывает кадр, генерируемый на канальном уровне и пересылаемый по локальному носителю. На рисунке 3 показана вся информация, необходимая для взаимодействия с маршрутизатором: аппаратные адреса источника и назначения, IP-адреса источника и назначения, данные, а также контрольная сумма CRC кадра, находящаяся в поле FCS (Frame Check Sequence).
  • Канальный уровень хоста А передает кадр физическому уровню. Там выполняется кодирование нулей и единиц в цифровой сигнал с последующей передачей этого сигнала по локальной физической сети.
Читайте также:  Песенка сколько тебе лет на английском скачать бесплатно

  • Сигнал достигает интерфейса Ethernet 0 маршрутизатора, который синхронизируется по преамбуле цифрового сигнала для извлечения кадра. Интерфейс маршрутизатора после построения кадра проверяет CRC, а в конце приема кадра сравнивает полученное значение с содержимым поля FCS. Кроме того, он проверяет процесс передачи на отсутствие фрагментации и конфликтов носителя.
  • Проверяется аппаратный адрес назначения. Поскольку он совпадает с адресом маршрутизатора, анализируется поле типа кадра для определения дальнейших действий с этим пакетом данных. В поле типа указан протокол IP, поэтому маршрутизатор передает пакет процессу протокола IP, исполняемому маршрутизатором. Кадр удаляется. Исходный пакет (сгенерированный хостом А) помещается в буфер маршрутизатора.
  • Протокол IP смотрит на IP-адрес назначения в пакете, чтобы определить, не направлен ли пакет самому маршрутизатору. Поскольку IP-адрес назначения равен 172.16.20.2, маршрутизатор определяет по своей таблице маршрутизации, что сеть 172.16.20.0 непосредственно подключена к интерфейсу Ethernet 1.
  • Маршрутизатор передает пакет из буфера в интерфейс Ethernet 1. Маршрутизатору необходимо сформировать кадр для пересылки пакета хосту назначения. Сначала маршрутизатор проверяет свой кэш ARP, чтобы определить, был ли уже разрешен аппаратный адрес во время предыдущих взаимодействий с данной сетью. Если адреса нет в кэше ARP, маршрутизатор посылает широковещательный запрос ARP в интерфейс Ethernet 1 для поиска аппаратного адреса для IP-адреса 172.16.20.2.
  • Хост В откликается аппаратным адресом своего сетевого адаптера на запрос ARP. Интерфейс Ethernet 1 маршрутизатора теперь имеет все необходимое для пересылки пакета в точку окончательного приема. На рисунке показывает кадр, сгенерированный маршрутизатором и переданный по локальной физической сети.

Кадр, сгенерированный интерфейсом Ethernet 1 маршрутизатора, имеет аппаратный адрес источника от интерфейса Ethernet 1 и аппаратный адрес назначения для сетевого адаптера хоста В. Важно отметить, что, несмотря на изменения аппаратных адресов источника и назначения, в каждом передавшем пакет интерфейсе маршрутизатора, IP-адреса источника и назначения никогда не изменяются. Пакет никоим образом не модифицируется, но меняются кадры.

  • Хост В принимает кадр и проверяет CRC. Если проверка будет успешной, кадр удаляется, а пакет передается протоколу IP. Он анализирует IP-адрес назначения. Поскольку IP-адрес назначения совпадает с установленным в хосте В адресом, протокол IP исследует поле протокола для определения цели пакета.
  • В нашем пакете содержится эхо-запрос ICMP, поэтому хост В генерирует новый эхо-ответ ICMP с IP-адресом источника, равным адресу хоста В, и IP-адресом назначения, равным адресу хоста А. Процесс запускается заново, но в противоположном направлении. Однако аппаратные адреса всех устройств по пути следования пакета уже известны, поэтому все устройства смогут получить аппаратные адреса интерфейсов из собственных кэшей ARP.

В крупных сетях процесс происходит аналогично, но пакету придется пройти больше участков по пути к хосту назначения.

Таблицы маршрутизации

В стеке TCP/IP маршрутизаторы и конечные узлы принимают решения о том, кому передавать пакет для его успешной доставки узлу назначения, на основании так называемых таблиц маршрутизации (routing tables).

Таблица представляет собой типичный пример таблицы маршрутов, использующей IP-адреса сетей, для сети, представленной на рисунке.

Таблица маршрутизации для Router 2

В таблице представлена таблица маршрутизации многомаршрутная, так как содержится два маршрута до сети 116.0.0.0. В случае построения одномаршрутной таблицы маршрутизации, необходимо указывать только один путь до сети 116.0.0.0 по наименьшему значению метрики.

Как нетрудно видеть, в таблице определено несколько маршрутов с разными параметрами. Читать каждую такую запись в таблице маршрутизации нужно следующим образом:

Чтобы доставить пакет в сеть с адресом из поля Сетевой адрес и маской из поля Маска сети, нужно с интерфейса с IP-адресом из поля Интерфейс послать пакет по IP-адресу из поля Адрес шлюза, а «стоимость» такой доставки будет равна числу из поля Метрика.

В этой таблице в столбце «Адрес сети назначения» указываются адреса всех сетей, которым данный маршрутизатор может передавать пакеты. В стеке TCP/IP принят так называемый одношаговый подход к оптимизации маршрута продвижения пакета (next-hop routing) – каждый маршрутизатор и конечный узел принимает участие в выборе только одного шага передачи пакета. Поэтому в каждой строке таблицы маршрутизации указывается не весь маршрут в виде последовательности IP-адресов маршрутизаторов, через которые должен пройти пакет, а только один IP-адрес — адрес следующего маршрутизатора, которому нужно передать пакет. Вместе с пакетом следующему маршрутизатору передается ответственность за выбор следующего шага маршрутизации. Одношаговый подход к маршрутизации означает распределенное решение задачи выбора маршрута. Это снимает ограничение на максимальное количество транзитных маршрутизаторов на пути пакета.

Для отправки пакета следующему маршрутизатору требуется знание его локального адреса, но в стеке TCP/IP в таблицах маршрутизации принято использование только IP-адресов для сохранения их универсального формата, не зависящего от типа сетей, входящих в интерсеть. Для нахождения локального адреса по известному IP-адресу необходимо воспользоваться протоколом ARP.

Одношаговая маршрутизация обладает еще одним преимуществом — она позволяет сократить объем таблиц маршрутизации в конечных узлах и маршрутизаторах за счет использования в качестве номера сети назначения так называемого маршрута по умолчанию – default (0.0.0.0), который обычно занимает в таблице маршрутизации последнюю строку. Если в таблице маршрутизации есть такая запись, то все пакеты с номерами сетей, которые отсутствуют в таблице маршрутизации, передаются маршрутизатору, указанному в строке default. Поэтому маршрутизаторы часто хранят в своих таблицах ограниченную информацию о сетях интерсети, пересылая пакеты для остальных сетей в порт и маршрутизатор, используемые по умолчанию. Подразумевается, что маршрутизатор, используемый по умолчанию, передаст пакет на магистральную сеть, а маршрутизаторы, подключенные к магистрали, имеют полную информацию о составе интерсети.

Кроме маршрута default, в таблице маршрутизации могут встретиться два типа специальных записей — запись о специфичном для узла маршруте и запись об адресах сетей, непосредственно подключенных к портам маршрутизатора.

Читайте также:  Где бесплатно достать керамзит

Специфичный для узла маршрут содержит вместо номера сети полный IP-адрес, то есть адрес, имеющий ненулевую информацию не только в поле номера сети, но и в поле номера узла. Предполагается, что для такого конечного узла маршрут должен выбираться не так, как для всех остальных узлов сети, к которой он относится. В случае, когда в таблице есть разные записи о продвижении пакетов для всей сети N и ее отдельного узла, имеющего адрес N,D, при поступлении пакета, адресованного узлу N,D, маршрутизатор отдаст предпочтение записи для N,D.

Записи в таблице маршрутизации, относящиеся к сетям, непосредственно подключенным к маршрутизатору, в поле «Метрика» содержат нули («подключено»).

Алгоритмы маршрутизации

Основные требования к алгоритмам маршрутизации:

  • точность;
  • простота;
  • надёжность;
  • стабильность;
  • справедливость;
  • оптимальность.

Существуют различные алгоритмы построения таблиц для одношаговой маршрутизации. Их можно разделить на три класса:

  • алгоритмы простой маршрутизации;
  • алгоритмы фиксированной маршрутизации;
  • алгоритмы адаптивной маршрутизации.

Независимо от алгоритма, используемого для построения таблицы маршрутизации, результат их работы имеет единый формат. За счет этого в одной и той же сети различные узлы могут строить таблицы маршрутизации по своим алгоритмам, а затем обмениваться между собой недостающими данными, так как форматы этих таблиц фиксированы. Поэтому маршрутизатор, работающий по алгоритму адаптивной маршрутизации, может снабдить конечный узел, применяющий алгоритм фиксированной маршрутизации, сведениями о пути к сети, о которой конечный узел ничего не знает.

Простая маршрутизация

Это способ маршрутизации не изменяющийся при изменении топологии и состоянии сети передачи данных (СПД).

Простая маршрутизация обеспечивается различными алгоритмами, типичными из которых являются следующие:

  • Случайная маршрутизация – это передача сообщения из узла в любом случайно выбранном направлении, за исключением направлений по которым сообщение поступило узел.
  • Лавинная маршрутизация – это передача сообщения из узла во всех направлениях, кроме направления по которому сообщение поступило в узел. Такая маршрутизация гарантирует малое время доставки пакета, засчет ухудшения пропускной способности.
  • Маршрутизация по предыдущему опыту – каждый пакет имеет счетчик числа пройденных узлов, в каждом узле связи анализируется счетчик и запоминается тот маршрут, который соответствует минимальному значению счетчика. Такой алгоритм позволяет приспосабливаться к изменению топологии сети, но процесс адаптации протекает медленно и неэффективно.

В целом, простая маршрутизация не обеспечивает направленную передачу пакета и имеет низкую эффективности. Основным ее достоинством является обеспечение устойчивой работы сети при выходе из строя различных частей сети.

Фиксированная маршрутизация

Этот алгоритм применяется в сетях с простой топологией связей и основан на ручном составлении таблицы маршрутизации администратором сети. Алгоритм часто эффективно работает также для магистралей крупных сетей, так как сама магистраль может иметь простую структуру с очевидными наилучшими путями следования пакетов в подсети, присоединенные к магистрали, выделяют следующие алгоритмы:

  • Однопутевая фиксированная маршрутизация – это когда между двумя абонентами устанавливается единственный путь. Сеть с такой маршрутизацией неустойчива к отказам и перегрузкам.
  • Многопутевая фиксированная маршрутизация – может быть установлено несколько возможных путей и вводится правило выбора пути. Эффективность такой маршрутизации падает при увеличении нагрузки. При отказе какой-либо линии связи необходимо менять таблицу маршрутизации, для этого в каждом узле связи храниться несколько таблиц.

Адаптивная маршрутизация

Это основной вид алгоритмов маршрутизации, применяющихся маршрутизаторами в современных сетях со сложной топологией. Адаптивная маршрутизация основана на том, что маршрутизаторы периодически обмениваются специальной топологической информацией об имеющихся в интерсети сетях, а также о связях между маршрутизаторами. Обычно учитывается не только топология связей, но и их пропускная способность и состояние.

Адаптивные протоколы позволяют всем маршрутизаторам собирать информацию о топологии связей в сети, оперативно отрабатывая все изменения конфигурации связей. Эти протоколы имеют распределенный характер, который выражается в том, что в сети отсутствуют какие-либо выделенные маршрутизаторы, которые бы собирали и обобщали топологическую информацию: эта работа распределена между всеми маршрутизаторами, выделяют следующие алгоритмы:

  • Локальная адаптивная маршрутизация – каждый узел содержит информацию о состоянии линии связи, длины очереди и таблицу маршрутизации.
  • Глобальная адаптивная маршрутизация – основана на использовании информации получаемой от соседних узлов. Для этого каждый узел содержит таблицу маршрутизации, в которой указано время прохождения сообщений. На основе информации, получаемой из соседних узлов, значение таблицы пересчитывается с учетом длины очереди в самом узле.
  • Централизованная адаптивная маршрутизация – существует некоторый центральный узел, который занимается сбором информации о состоянии сети. Этот центр формирует управляющие пакеты, содержащие таблицы маршрутизации и рассылает их в узлы связи.
  • Гибридная адаптивная маршрутизация – основана на использовании таблицы периодически рассылаемой центром и на анализе длины очереди с самом узле.

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

  • Длина маршрута.
  • Надежность.
  • Задержка.
  • Ширина полосы пропускания.

Длина маршрута

Длина маршрута является наиболее общим показателем маршрутизации. Некоторые протоколы маршрутизации позволяют администраторам сети назначать произвольные цены на каждый канал сети. В этом случае длиной тракта является сумма расходов, связанных с каждым каналом, который был траверсирован. Другие протоколы маршрутизации определяют «количество пересылок» (количество хопов), т. е. показатель, характеризующий число проходов, которые пакет должен совершить на пути от источника до пункта назначения через элементы объединения сетей (такие как маршрутизаторы).

Надежность

Надежность, в контексте алгоритмов маршрутизации, относится к надежности каждого канала сети (обычно описываемой в терминах соотношения бит/ошибка). Некоторые каналы сети могут отказывать чаще, чем другие. Отказы одних каналов сети могут быть устранены легче или быстрее, чем отказы других каналов. При назначении оценок надежности могут быть приняты в расчет любые факторы надежности. Оценки надежности обычно назначаются каналам сети администраторами. Как правило, это произвольные цифровые величины.

Задержка

Под задержкой маршрутизации обычно понимают отрезок времени, необходимый для передвижения пакета от источника до пункта назначения через объединенную сеть. Задержка зависит от многих факторов, включая полосу пропускания промежуточных каналов сети, очереди в порт каждого маршрутизатора на пути передвижения пакета, перегруженность сети на всех промежуточных каналах сети и физическое расстояние, на которое необходимо переместить пакет. Т. к. здесь имеет место конгломерация нескольких важных переменных, задержка является наиболее общим и полезным показателем.

Полоса пропускания

Полоса пропускания относится к имеющейся мощности трафика какого-либо канала. При прочих равных показателях, канал Ethernet 10 Mbps предпочтителен любой арендованной линии с полосой пропускания 64 Кбайт/с. Хотя полоса пропускания является оценкой максимально достижимой пропускной способности канала, маршруты, проходящие через каналы с большей полосой пропускания, не обязательно будут лучше маршрутов, проходящих через менее быстродействующие каналы.

Источник