IP směrovací protokol. Směrovací protokoly v IP sítích Určení trasy předávání informací

IP je zkratka pro Internet Protocol a konkrétně 4. verze tohoto protokolu je v současnosti nejrozšířenější. IPv4 je definován prostřednictvím RFC 791.

V rámci OSI se jedná o síťový protokol vrstvy 3. Dovolte mi připomenout, že tato úroveň je určena k určení cesty přenosu dat.

IPv4 využívá přepínání paketů. V tomto případě je původní přenášená zpráva rozdělena na malé části (pakety), které jsou přenášeny po síti samostatně.

IPv4 navíc nezaručuje, že pakety budou doručeny nebo že nebudou duplikáty. Jedná se o takzvané „dodání s nejlepším úsilím“ (na rozdíl od zaručeného doručení). V souladu s tím jsou tyto úkoly přesunuty na protokoly vyšší úrovně, jako je TCP.

Adresování

IPv4 identifikuje odesílatele a příjemce pomocí 32bitové adresy, která omezuje počet možných adres na 4 294 967 296. Z tohoto počtu si IPv4 vyhrazuje speciální rozsahy adres nazývané private (~ 18 milionů) a multicast (~ 270 milionů).

Adresy se obvykle zapisují jako čtyři desetinné oktety oddělené tečkou, například: 198.51.100.25 odpovídá číslu C6336419 16.

Při použití globálního adresního prostoru je nutné rozlišovat mezi dostupnými adresami v místní fyzické sítě, které nevyžadují směrování, a adresy, které jsou fyzicky v jiné síti. V případě posledně jmenovaného jsou pakety předávány routeru, který je musí přeposílat dále.

V prvních verzích standardu byl první oktet používán k identifikaci sítě, zbytek k identifikaci uzlu. Rychle se ukázalo, že 256 sítí je málo. Proto byly zavedeny třídy sítí:

Třída První kousky Délka síťové adresy Délka adresy hostitele
A 0 8 24
B 10 16 16
C 110 24 8
D 1110 N/A N/A
E 1111 N/A N/A
Třída Začátek rozsahu Konec rozsahu
A 0.0.0.0 127.255.255.255
B 128.0.0.0 191.255.255.255
C 192.0.0.0 223.255.255.255
D 224.0.0.0 239.255.255.255
E 240.0.0.0 255.255.255.255

Třída D je vyhrazena pro multicast, třída E je prostě vyhrazena „pro jistotu“.

Délka síťové adresy a délka adresy hostitele byly určeny prvními bity adresy. Zhruba od roku 1985 se od toho také upustilo. Důvodem je to, že mnoho organizací vyžadovalo více adres, než síť třídy C poskytovala a přijímala síť třídy B. Síť třídy B však občas překračovala požadavky organizace.

Třídy sítě byly nahrazeny maskou sítě. Je to bitová maska, která označuje, které bity adresy souvisí se sítí a které jsou hostitelské. Podle standardní konvence by maska ​​měla být vyplněna zleva doprava, takže síťová adresa je vždy v nejvýznamnějších bitech. To vám umožňuje pouze specifikovat délka síťové adresy, namísto celé masky sítě.

Například 192.0.2.0/24 znamená, že prvních 24 bitů (tři oktety) odkazuje na síťovou adresu a zbytek na adresu hostitele. / 24 je ekvivalentní síťové masce 255.255.255.0.

Použití síťových masek je popsáno v RFC 1517.

Četné normy také vyhrazují různé rozsahy adres pro speciální potřeby.

Rozsah Popis RFC
0.0.0.0/8 Aktuální síť (zdrojová adresa) 6890
10.0.0.0/8 Soukromá síť 1918
100.64.0.0/10 Sdílený adresní prostor CGN 6598
127.0.0.0/8 Loopback 6890
169.254.0.0/16 Automatická konfigurace 3927
172.16.0.0/12 Soukromá síť 1918
192.0.0.0/24 Přiřazení protokolu IETF 6890
192.0.2.0/24 Dokumentace a příklady 1 5737
192.88.99.0/24 Přenos ipv6 na ipv4 3068
192.168.0.0/16 Soukromá síť 1918
198.18.0.0/15 Testování šířky pásma sítě 2544
198.51.100.0/24 Dokumentace a příklady 2 5737
203.0.113.0/24 Dokumentace a příklady 3 5737
224.0.0.0/4 Multicast 5771
240.0.0.0/4 Rezervováno 1700
255.255.255.255 Žádost o vysílání 919

Adresy uzlů jsou rovněž vyhrazeny, v binárním vyjádření sestávající z nul (označuje celou síť, rezervováno) a jedniček (požadavek na vysílání pro tuto síť).

Například 203.0.113.0 znamená (v textu) síť 203.0.113.0/24 a 203.0.113.255 je požadavek na vysílání do této sítě.

Formát paketu

Balíček se skládá z hlavičky a dat. IP neznamená žádný druh kontroly integrity. Základní protokol (řekněme Ethernet) již poskytuje kontrolu integrity na linkové vrstvě a upstream protokol (řekněme TCP) na datové vrstvě.

Verze, 4 bity První pole záhlaví. V IPv4 je to 0010 2, tzn. 4. Délka záhlaví, 4 bity Počet 32bitových slov v záhlaví. Minimální hodnota je 5, což odpovídá délce záhlaví 20 bajtů. Maximum je 15, délka hlavičky je 60 bajtů. DSCP nebo ToS - typ služby, 6 bitů Určuje prioritu pro, řekněme, VoIP. ECN, 2 bity Příznak pro explicitní označení přetížení sítě. Vyžaduje podporu z obou stran (příjem i vysílání). Když je tento příznak přijat, přenosová rychlost se sníží. Pokud neexistuje podpora příznaku, pakety jsou jednoduše zahozeny. Plná délka, 16 bitů Celková délka paketu v bajtech, včetně hlavičky a dat. Minimální délka je 20, maximální 65535. Identifikace, 16 bitů Slouží k jednoznačné identifikaci datagramu. Protože může být nutné rozdělit paket na menší části během přenosu přes různé sítě, toto pole se používá k identifikaci částí patřících do stejného paketu. Vlajky, 3 bity

Bitové příznaky:

  1. Rezervováno, vždy 0
  2. Nefragmentovat. Pokud další přenos paketu vyžaduje fragmentaci, paket je zahozen.
  3. Více fragmentů. U fragmentovaných paketů mají všechny kromě posledního tento příznak nastaven na 1.
Offset, 13 bitů Offset fragmentu vzhledem k začátku datagramu, měřený v blocích po 64 bitech. První fragment má offset 0. Maximální offset je 65528 bajtů, což překračuje maximální délku paketu 65515 (minus 20bajtová hlavička). Time to Live (TTL), 8 bitů Když paket prochází směrovačem, toto pole se sníží o 1. Pokud je toto pole nula, směrovač jej zahodí. Protokol, 8 bit
  • 1 - ICMP
  • 6 - TCP
  • 17 - UDP
Kontrolní součet záhlaví, 16 bitů Počítá se součet 16bitových slov v záhlaví, kromě samotného kontrolního součtu. Tento součet se také sčítá v blocích po 16 bitech, dokud nezbude jeden. Negace je pak aplikována na výsledek kousek po kousku. Adresa odesílatele, 32 bitů Zde je vše jasné Adresa příjemce, 32 bitů I zde je vše jasné. Možnosti (volitelné pole)

Používá se zřídka. Skládá se z bloků záhlaví-dat. Záhlaví volby je dlouhé 8–16 bitů a skládá se z následujících polí:

  • Typ možnosti, 8 bitů – pole, které definuje, co tato možnost je. Hodnota „0“ znamená konec seznamu možností. Celkem bylo zaregistrováno 26 kódů.
  • Délka, 8 bitů - velikost celé opce v bitech včetně hlavičky. U některých typů možností nemusí být k dispozici.

ARP

IP definuje logické adresy. Abyste však mohli odeslat paket v síti Ethernet, musíte také znát fyzickou adresu cílového uzlu (nebo routeru). ARP se používá k mapování jednoho do druhého.

ARP (Address Resolution Protocol) je formálně síťový protokol (3.) vrstvy v modelu OSI, i když ve skutečnosti poskytuje spolupráci 2. a 3. vrstvy. ARP je implementováno pro různé páry protokolů Layer 2 a Layer 3.

Samotný protokol je postaven na jednoduchém schématu požadavek-odpověď. Podívejme se na konkrétní příklad.

Pokud hostitel, řekněme A s logickou adresou 198.51.100.1 (v síti 198.51.100.0/24) chce poslat paket hostiteli B s logickou adresou 198.51.100.2, odešle požadavek na vysílání protokolu L2 (v tomto případě Ethernet) s zapouzdřená zpráva ARP s dotazem na síťové uzly - jaká je fyzická adresa uzlu s logickou adresou 198.51.100.2 a obsahující logické a fyzické adresy uzlu A. Uzel B, který v požadavku vidí svou vlastní logickou adresu, odešle odpověď na uzel A na logické a fyzické adrese obdržené v požadavku. Výsledky dotazů se ukládají do mezipaměti.

Zprávy ARP jsou strukturovány takto:

Fyzický protokol (HTYPE), 2 bajty použitý protokol vrstvy 2. Ethernet má identifikátor 1. Logický protokol (PTYPE), 2 bajty Použitý protokol je 3vrstvý. Odpovídá typům EtherType. IPv4 má ID 0x0800. Délka fyzické adresy (HLEN), 1 bajt Délka fyzické adresy v oktetech, pro Ethernet - 6 Délka logické adresy (PLEN), 1 bajt Délka logické adresy v oktetech, pro IPv4 - 4 Operace (OPER), 2 bajty 1 pro požadavek, 2 pro odpověď a mnoho dalších možností pro rozšíření protokolu. Fyzická adresa odesílatele (SHA), bajty HLEN V požadavku - adresa žadatele. Odpověď obsahuje adresu požadovaného uzlu. Logická adresa odesílatele (SPA), bajty PLEN
Fyzická adresa cíle (THA), bajty HLEN V požadavku ignorováno. Odpověď obsahuje adresu žadatele. Cílová logická adresa (TPA), PLEN bajty

Hostitelé obvykle také posílají zprávy ARP, když změní svou IP adresu nebo když se zapnou. To se obvykle implementuje jako požadavek APR, kde TPA = SPA a THA = 0. Další možností je odpověď ARP, kde TPA = SPA a THA = SHA.

Navíc lze ARP použít k detekci kolizí logických adres (s SPA = 0).

Existují rozšíření protokolu, která provádějí reverzní operace, InARP (Inverse ARP), která získá adresu L3 z adresy L2, a RARP, která získá adresu L3 žádajícího uzlu.

RARP byl použit k automatické konfiguraci adres L3. Následně nahrazen BOOTP a poté DHCP.

IPv4 směrování

Základní směrovací algoritmus v sítích IPv4 se nazývá předávací algoritmus.

Pokud existuje cílová adresa D a síťová předpona N, pak

  • Pokud je N stejné jako předpona sítě aktuálního uzlu, odešlete data přes místní linku.
  • Pokud je ve směrovací tabulce cesta pro N, odešlete data dalšího skoku do směrovače.
  • Pokud existuje výchozí trasa, odešlete data dalšího skoku do výchozího směrovače
  • Jinak - chyba.

Směrovací tabulka je tabulka mapování mezi síťovými adresami a adresami směrovačů dalšího skoku pro tyto sítě. Takže například uzel s adresou 198.51.100.54/24 může mít následující směrovací tabulku: 203.0.113.0/24

Destinace Brána přístroj
198.51.100.0/24 0.0.0.0 eth0
203.0.113.0/24 198.51.100.1 eth0
0.0.0.0/0 203.0.113.1 eth0

V zásadě je trasa také vázána na síťové zařízení, ze kterého mají být data odesílána.

Pokud lze uzel dosáhnout více než jednou cestou, zvolí se cesta s delší maskou sítě (tj. konkrétnější). Může existovat pouze jedna výchozí trasa.

Například uzel 198.51.100.54/24 má směrovací tabulku:

Destinace Brána přístroj
198.51.100.0/24 0.0.0.0 eth0
203.0.113.0/24 198.51.100.1 eth0
203.0.113.224/27 198.51.100.5 eth0

Nebo brána, se nazývá síťový uzel s několika IP rozhraními (obsahujícími vlastní MAC adresu a IP adresu) připojenými k různým IP sítím, který na základě řešení problému se směrováním přesměrovává datagramy z jedné sítě do druhé pro doručení od odesílatele do příjemce.

Jsou to buď specializované počítače nebo počítače s několika IP rozhraními, jejichž provoz je řízen speciálním softwarem.

IP směrování

Směrování se používá k přijetí paketu z jednoho zařízení a jeho přenosu po síti do jiného zařízení prostřednictvím jiných sítí. Pokud v síti nejsou žádné směrovače, směrování není podporováno. Směrovače směrují (přesměrují) provoz do všech sítí, které tvoří síť.

Pro směrování paketu musí mít router následující informace:

  • Cílová adresa
  • Sousední router, ze kterého se může dozvědět o vzdálených sítích
  • Přístupné cesty do všech vzdálených sítí
  • Nejlepší cesta ke každé vzdálené síti
  • Techniky údržby a kontrola informací o trase

Směrovač se dozví o vzdálených sítích od sousedních směrovačů nebo od správce sítě. Směrovač poté vytvoří směrovací tabulku, která popisuje, jak najít vzdálené sítě.

Pokud je síť připojena přímo k routeru, již ví, jak směrovat paket do této sítě. Pokud není síť přímo připojena, musí se router naučit (naučit) přístupové cesty do vzdálené sítě pomocí statického směrování (pomocí ručního zadání umístění všech sítí správcem do směrovací tabulky) nebo pomocí dynamického směrování.

Dynamické směrování je proces směrovacího protokolu, který určuje, jak zařízení komunikuje se sousedními směrovači. Router aktualizuje informace o každé síti, kterou se naučí. Pokud dojde v síti ke změně, dynamický směrovací protokol o změně automaticky informuje všechny směrovače. Pokud používáte statické směrování, váš správce systému bude muset aktualizovat směrovací tabulky na všech zařízeních.

IP směrování je jednoduchý proces, který je stejný napříč sítěmi všech velikostí. Obrázek například ukazuje krok za krokem proces interakce hostitele A s hostitelem B v jiné síti. V příkladu uživatel hostitele A pingne na IP adresu hostitele B. Další operace nejsou tak jednoduché, takže se na ně podívejme blíže:

  • Na příkazovém řádku uživatel zadá ping 172.16.20.2. Hostitel A generuje paket pomocí protokolů síťové vrstvy a ICMP.

  • IP odkazuje na ARP pro zjištění cílové sítě pro paket pohledem na IP adresu a masku podsítě hostitele A. Toto je požadavek na vzdáleného hostitele, tzn. paket není určen pro hostitele v místní síti, takže paket musí být směrován do routeru, aby byl přesměrován do správné vzdálené sítě.
  • Aby hostitel A mohl odeslat paket směrovači, musí hostitel znát hardwarovou adresu rozhraní směrovače v síti LAN. Síťová vrstva předá paket a cílovou hardwarovou adresu linkové vrstvě pro rámcování a předání místnímu hostiteli. Aby hostitel získal hardwarovou adresu, hledá umístění cíle ve své vlastní paměti, nazývané mezipaměť ARP.
  • Pokud adresa IP ještě nebyla k dispozici a není v mezipaměti ARP, hostitel odešle vysílání ARP, aby nalezl hardwarovou adresu na IP 172.16.10.1. To je důvod, proč první požadavek Ping obvykle vyprší, ale ostatní čtyři budou úspěšné. Po uložení adresy do mezipaměti obvykle žádný časový limit nenastane.
  • Router odpoví a nahlásí hardwarovou adresu ethernetového rozhraní připojeného k LAN. Hostitel má nyní všechny informace k předání paketu směrovači přes místní síť. Síťová vrstva zahodí paket a vygeneruje ICMP echo request (Ping) na linkové vrstvě a vyplní paket hardwarovou adresou, na kterou má hostitel poslat paket. Paket má zdrojovou a cílovou IP adresu spolu s označením typu paketu (ICMP) v poli protokolu síťové vrstvy.
  • Linková vrstva vytváří rámec, ve kterém je paket zapouzdřen spolu s řídicími informacemi potřebnými k odeslání přes místní síť. Tyto informace zahrnují zdrojovou a cílovou hardwarovou adresu a hodnotu pole typu nastavenou protokolem síťové vrstvy (toto bude pole typu, protože IP je standardně nastaveno na rámce Ethernet_II). Obrázek 3 ukazuje rámec vygenerovaný na linkové vrstvě a odeslaný přes místní médium. Obrázek 3 ukazuje všechny informace potřebné pro komunikaci s routerem: zdrojovou a cílovou hardwarovou adresu, zdrojovou a cílovou IP adresu, data a CRC rámce v poli FCS (Frame Check Sequence).
  • Vrstva datového spojení hostitele A předá rámec fyzické vrstvě. Tam jsou nuly a jedničky zakódovány do digitálního signálu s následným přenosem tohoto signálu po lokální fyzické síti.

  • Signál dosáhne rozhraní Ethernet 0 routeru, které je synchronizováno s preambulí digitálního signálu pro načtení rámce. Po sestavení rámce rozhraní routeru zkontroluje CRC a na konci příjmu rámce porovná přijatou hodnotu s obsahem pole FCS. Kromě toho kontroluje proces přenosu na fragmentaci a konflikty médií.
  • Je zkontrolována hardwarová cílová adresa. Protože se shoduje s adresou směrovače, pole typu rámce se analyzuje, aby se určilo, co dál s tímto datovým paketem. Pole typu je IP, takže router předá paket procesu IP, který router spouští. Rám je smazán. Původní paket (vygenerovaný hostitelem A) je umístěn do vyrovnávací paměti směrovače.
  • IP se dívá na cílovou IP adresu v paketu, aby určil, zda je paket předán samotnému routeru. Protože cílová IP adresa je 172.16.20.2, router ze své směrovací tabulky určí, že síť 172.16.20.0 je přímo připojena k Ethernetu 1.
  • Směrovač odešle paket z vyrovnávací paměti do rozhraní Ethernet 1. Směrovač potřebuje zarámovat paket, aby jej předal cílovému hostiteli. Směrovač nejprve zkontroluje mezipaměť ARP, aby zjistil, zda již byla hardwarová adresa vyřešena v předchozích interakcích s touto sítí. Pokud adresa není v mezipaměti ARP, směrovač odešle požadavek na vysílání ARP do sítě Ethernet 1, aby zjistil hardwarovou adresu IP adresy 172.16.20.2.
  • Hostitel B odpoví hardwarovou adresou svého síťového adaptéru na požadavek ARP. Rozhraní Ethernet 1 routeru má nyní vše, co potřebuje k předání paketu do konečného cíle. Obrázek ukazuje rámec generovaný routerem a přenášený přes místní fyzickou síť.

Rámec generovaný rozhraním Ethernet 1 routeru má zdrojovou hardwarovou adresu z Ethernetu 1 a cílovou hardwarovou adresu pro síťový adaptér hostitele B. Zdroj a cíl se nikdy nemění. Balíček se nijak neupravuje, ale mění se rámečky.

  • Hostitel B přijímá rámec a kontroluje CRC. Pokud je kontrola úspěšná, rámec je zahozen a paket je předán na IP. Analyzuje cílovou IP adresu. Protože cílová adresa IP je stejná jako adresa nastavená na hostiteli B, protokol IP zkoumá pole protokolu, aby určil cíl paketu.
  • Náš paket obsahuje požadavek ICMP echo, takže hostitel B generuje novou ICMP echo odpověď se zdrojovou IP adresou stejnou jako hostitel B a cílovou IP adresou stejnou jako hostitel A. Proces začíná znovu, ale v opačném směru . Hardwarové adresy všech zařízení na cestě paketů jsou však již známé, takže všechna zařízení mohou získat adresy hardwarového rozhraní ze svých vlastních mezipamětí ARP.

Ve velkých sítích je proces podobný, ale paket bude muset na cestě k cílovému hostiteli urazit více úseků.

Směrovací tabulky

V zásobníku TCP/IP se směrovače a koncové uzly rozhodují o tom, komu poslat paket, aby jej úspěšně doručil na místo určení, na základě tzv. směrovacích tabulek.

Tabulka je typickým příkladem směrovací tabulky využívající IP síťové adresy pro síť zobrazenou na obrázku.

Směrovací tabulka pro Router 2

Tabulka ukazuje vícesměrovací tabulku, protože obsahuje dvě cesty do sítě 116.0.0.0. V případě sestavení jednosměrovací tabulky je potřeba zadat pouze jednu cestu k síti 116.0.0.0 pomocí nejmenší metrické hodnoty.

Jak vidíte, tabulka obsahuje několik tras s různými parametry. Každý takový záznam ve směrovací tabulce je třeba číst následovně:

Chcete-li do sítě doručit paket s adresou z pole Adresa sítě a maskou z pole Maska sítě, musíte odeslat paket z rozhraní s adresou IP z pole Rozhraní na IP adresu z pole Adresa brány. , a „cena“ takového doručení se bude rovnat číslu z pole Metrics.

V této tabulce sloupec "Adresa cílové sítě" obsahuje adresy všech sítí, do kterých může tento router předávat pakety. V TCP/IP stacku je přijat tzv. jednokrokový přístup k optimalizaci trasy předávání paketů (směrování dalšího skoku) - každý směrovač a koncový uzel se podílí na výběru pouze jednoho kroku pro přenos paketů. V každém řádku směrovací tabulky tedy není uvedena celá cesta jako posloupnost IP adres směrovačů, kterými musí paket projít, ale pouze jedna IP adresa - adresa dalšího směrovače, na který musí být paket přenesen. . Spolu s paketem je odpovědnost za výběr dalšího skoku předána dalšímu směrovači. Jednokrokový přístup ke směrování znamená distribuované řešení problému výběru trasy. Tím se odstraní omezení maximálního počtu tranzitních směrovačů na cestě paketu.

Pro odeslání paketu dalšímu routeru je nutná znalost jeho lokální adresy, ale v TCP/IP stacku používají směrovací tabulky pouze IP adresy, aby byl zachován jejich univerzální formát, bez ohledu na typ sítí zahrnutých v síti. Chcete-li najít místní adresu ze známé IP adresy, musíte použít protokol ARP.

Jednoskokové směrování má ještě jednu výhodu – umožňuje zmenšit velikost směrovacích tabulek v koncových uzlech a směrovačích pomocí tzv. výchozí cesty (0.0.0.0) jako čísla cílové sítě, která obvykle zabírá poslední řádek v směrovací tabulka. Pokud je takový záznam ve směrovací tabulce, pak jsou všechny pakety se síťovými čísly, které nejsou ve směrovací tabulce, předány směrovači uvedenému ve výchozím řádku. Proto směrovače často ukládají omezené informace o sítích v síti ve svých tabulkách a předávají pakety pro zbytek sítí na výchozí port a směrovač. Předpokládá se, že výchozí router předá paket páteřní síti a routery připojené k páteřní síti jsou si plně vědomy složení sítě.

Kromě výchozí trasy existují ve směrovací tabulce dva typy speciálních položek — položka pro trasu specifickou pro hostitele a položka pro adresy sítí přímo připojených k portům routeru.

Trasa specifická pro uzel obsahuje místo čísla sítě úplnou IP adresu, to znamená adresu, která má nenulové informace nejen v poli čísla sítě, ale také v poli čísla uzlu. Předpokládá se, že pro takový koncový uzel by měla být trasa zvolena jinak než pro všechny ostatní uzly sítě, do které patří. V případě, že tabulka obsahuje různé záznamy o předávání paketů pro celou síť N a její samostatný uzel s adresou N, D, při příchodu paketu adresovaného do uzlu N, D dá router přednost záznamu. pro N, D.

Položky směrovací tabulky pro sítě přímo připojené k routeru obsahují nuly (připojené) v poli Metric.

Směrovací algoritmy

Základní požadavky na směrovací algoritmy:

  • přesnost;
  • jednoduchost;
  • spolehlivost;
  • stabilita;
  • Spravedlnost;
  • optimalita.

Existují různé algoritmy pro konstrukci tabulek pro jednoskokové směrování. Lze je rozdělit do tří tříd:

  • jednoduché směrovací algoritmy;
  • pevné směrovací algoritmy;
  • adaptivní směrovací algoritmy.

Bez ohledu na algoritmus použitý k sestavení směrovací tabulky má výsledek jejich práce jednotný formát. Díky tomu mohou různé uzly ve stejné síti vytvářet směrovací tabulky podle svých algoritmů a poté si vzájemně vyměňovat chybějící data, protože formáty těchto tabulek jsou pevně dané. Adaptivní směrovač tedy může poskytnout koncovému uzlu pomocí pevného směrovacího algoritmu informace o cestě k síti, o které koncový uzel nic neví.

Jednoduché směrování

Jedná se o metodu směrování, která se nemění při změně topologie a stavu sítě pro přenos dat (PDN).

Jednoduché směrování zajišťují různé algoritmy, z nichž jsou typické následující:

  • Náhodné směrování je přenos zprávy z uzlu v libovolném náhodně zvoleném směru, s výjimkou směrů, kterými zpráva uzlem dorazila.
  • Lavinové směrování je přenos zprávy z uzlu všemi směry, kromě směru, kterým zpráva do uzlu dorazila. Toto směrování zaručuje krátké časy doručení paketů na úkor degradace šířky pásma.
  • Směrování podle předchozích zkušeností - každý paket má čítač počtu prošlých uzlů, čítač je analyzován na každém komunikačním uzlu a do paměti je uložena cesta, která odpovídá minimální hodnotě čítače. Tento algoritmus vám umožňuje přizpůsobit se změnám v topologii sítě, ale proces adaptace je pomalý a neefektivní.

Jednoduché směrování obecně neposkytuje směrový přenos paketů a má nízkou účinnost. Jeho hlavní výhodou je zajištění stabilního provozu sítě v případě výpadku různých částí sítě.

Pevné směrování

Tento algoritmus se používá v sítích s jednoduchou linkovou topologií a je založen na ručním vytvoření směrovací tabulky správcem sítě. Algoritmus často funguje efektivně i pro páteřní sítě velkých sítí, protože samotná páteř může mít jednoduchou strukturu se zjevnými nejlepšími cestami pro pakety v podsítích připojených k páteři, rozlišují se následující algoritmy:

  • Jednosměrné pevné směrování je, když je mezi dvěma účastníky vytvořena jediná cesta. Síť s takovým směrováním není odolná vůči poruchám a přetížení.
  • Vícecestné pevné směrování – lze nastavit několik možných cest a je zavedeno pravidlo výběru cesty. Účinnost takového směrování klesá s rostoucí zátěží. Při výpadku některé komunikační linky je nutné změnit směrovací tabulku, k tomu je v každém komunikačním uzlu uloženo několik tabulek.

Adaptivní směrování

Toto je hlavní typ směrovacích algoritmů používaných směrovači v moderních sítích se složitými topologiemi. Adaptivní směrování je založeno na skutečnosti, že směrovače si pravidelně vyměňují specifické topologické informace o sítích dostupných v síti a také o spojeních mezi směrovači. Obvykle se bere v úvahu nejen topologie spojů, ale také jejich propustnost a stav.

Adaptivní protokoly umožňují všem směrovačům shromažďovat informace o topologii spojů v síti a rychle zpracovávat všechny změny v konfiguraci spojů. Tyto protokoly jsou svou povahou distribuované, což je vyjádřeno tím, že v síti nejsou žádné vyhrazené směrovače, které by shromažďovaly a zobecňovaly topologické informace: tato práce je distribuována mezi všechny směrovače, rozlišují se následující algoritmy:

  • Lokální adaptivní směrování – každý uzel obsahuje informace o stavu spoje, délce fronty a směrovací tabulce.
  • Globální adaptivní směrování – založené na využití informací přijatých od sousedních uzlů. K tomu každý uzel obsahuje směrovací tabulku, která udává dobu přenosu zpráv. Na základě informací přijatých ze sousedních uzlů je přepočítána hodnota tabulky s ohledem na délku fronty v samotném uzlu.
  • Centralizované adaptivní směrování – existuje nějaký centrální uzel, který shromažďuje informace o stavu sítě. Toto centrum generuje řídicí pakety obsahující směrovací tabulky a odesílá je do komunikačních uzlů.
  • Hybridní adaptivní směrování - založené na použití tabulky periodicky rozesílané centrem a na analýze délky fronty ze samotného uzlu.

Indikátory algoritmu (metriky)

Směrovací tabulky obsahují informace, které přepínací programy používají k výběru nejlepší trasy. Čím se vyznačuje konstrukce směrovacích tabulek? Jaká je zvláštnost povahy informací, které obsahují? Tato část o výkonu algoritmu se pokouší odpovědět na otázku, jak algoritmus určuje preferenci jedné cesty před ostatními.

Ve směrovacích algoritmech se používá mnoho různých metrik. Složité směrovací algoritmy mohou být založeny na více metrikách při výběru trasy a kombinovat je takovým způsobem, že výsledkem je jediná hybridní metrika. Níže jsou uvedeny metriky, které se používají ve směrovacích algoritmech:

  • Délka trasy.
  • Spolehlivost.
  • Zpoždění.
  • Šířka pásma.

Délka trasy.

Délka trasy je nejběžnější metrikou směrování. Některé směrovací protokoly umožňují správcům sítě přiřadit libovolné ceny každému kanálu v síti. V tomto případě je délka cesty součtem nákladů spojených s každým kanálem, který byl prošel. Jiné směrovací protokoly definují „počet skoků“ (hops), což je míra počtu průchodů, které musí paket provést na své cestě od zdroje k cíli prostřednictvím síťových propojení (jako jsou směrovače).

Spolehlivost.

Spolehlivost, v kontextu směrovacích algoritmů, se týká spolehlivosti každého spoje v síti (obvykle popisovaná jako poměr bit/chyba). Některé kanály v síti mohou selhat častěji než jiné. Výpadky některých síťových kanálů lze odstranit snadněji nebo rychleji než výpadky jiných kanálů. Při přidělování hodnocení spolehlivosti lze vzít v úvahu jakékoli faktory spolehlivosti. Hodnocení spolehlivosti obvykle síťovým spojům přidělují administrátoři. Zpravidla se jedná o libovolné digitální hodnoty.

Zpoždění.

Latence směrování je obecně chápána jako doba, kterou paketu trvá cesta ze zdroje do cíle přes síť. Latence závisí na mnoha faktorech, včetně šířky pásma mezilehlých síťových spojů, front na portu každého směrovače v cestě paketu, zahlcení všech mezilehlých spojů v síti a fyzické vzdálenosti, kterou paket potřebuje k pohybu. Vzhledem k tomu, že existuje konglomerace několika důležitých proměnných, je latence nejběžnější a nejužitečnější metrikou.

Šířka pásma.

Šířka pásma se týká dostupného provozního výkonu kanálu. Za stejných podmínek je 10 Mbps Ethernet preferovaným spojením pro jakoukoli pronajatou linku s šířkou pásma 64 Kb/s. Ačkoli šířka pásma je odhadem maximální dosažitelné kapacity kanálu, trasy, které procházejí spoji s větší šířkou pásma, nejsou nutně lepší než cesty, které procházejí méně rychlými spoji.

Interní směrovací protokol RIP

Tento směrovací protokol je navržen pro relativně malé a relativně homogenní sítě. Trasa je charakterizována vektorem vzdálenosti do cíle. Každý směrovač je považován za výchozí bod pro několik cest do sítí, se kterými je spojen. Popisy těchto cest jsou uloženy ve speciální tabulce nazvané route. Směrovací tabulka RIP obsahuje záznam pro každý obsluhovaný stroj (pro každou cestu). Záznam musí obsahovat:

  • Cílová IP adresa.
  • Metrika trasy (1 až 15; počet kroků do cíle).
  • IP adresa nejbližšího routeru (brány) podél cesty k cíli.
  • Časovače trasy.

Každý směrovač pravidelně (jednou za 30 sekund) vysílá kopii své směrovací tabulky všem sousedním směrovačům, se kterými je přímo spojen. Přijímající router se dívá na stůl. Pokud je v tabulce nová cesta nebo zpráva kratší cesty nebo došlo ke změnám v délkách cesty, jsou tyto změny potvrzeny příjemcem ve své směrovací tabulce. RIP musí být schopen zpracovat tři typy chyb:

Cyklotrasy.

K potlačení nestability by měl RIP používat malou hodnotu maximálního možného počtu kroků (ne více než 16).

Pomalé šíření směrovacích informací po síti způsobuje problémy, když se situace směrování dynamicky mění (systém nestíhá změny). Malý metrický limit zlepšuje konvergenci, ale neřeší problém.

OSPF Link State Protocol

Protokol OSPF (Open Shortest Path Firs) je implementací algoritmu stavu spojení (byl přijat v roce 1991) a má mnoho funkcí orientovaných na použití ve velkých heterogenních sítích.

OSPF počítá trasy v sítích IP při zachování jiných protokolů pro výměnu směrování.

Přímo připojené směrovače se nazývají sousedé. Každý router ukládá informace o stavu, ve kterém si myslí, že se soused nachází. Směrovač se spoléhá na sousední směrovače a odesílá do nich datové pakety pouze tehdy, je-li si jistý, že jsou plně funkční. Pro zjištění stavu spojů si sousední routery poměrně často vyměňují krátké HELLO zprávy.

Pro šíření dat o stavu propojení v síti si směrovače vyměňují zprávy jiného typu. Těmto zprávám se říká router links advertising - reklama odkazů routeru (přesněji stavu linek). OSPF routery si vyměňují nejen vlastní, ale i cizí odkazové inzeráty, případně dostávají informace o stavu všech spojů v síti. Tyto informace tvoří graf síťových připojení, který je samozřejmě stejný pro všechny routery v síti.

protokol BGP

Obecné schéma práce BGP je následující. Směrovače BGP sousedních SS, které se rozhodnou vyměňovat si informace o směrování, navazují mezi sebou spojení BGP a stávají se sousedy BGP (BGP peers).

BGP pak používá přístup nazývaný dráhový vektor, který je rozšířením vzdálenostního vektorového přístupu. Sousedé BGP si navzájem inzerují vektory cest. Vektor cesty, na rozdíl od vektoru vzdálenosti, neobsahuje pouze síťovou adresu a vzdálenost k ní, ale síťovou adresu a seznam atributů cesty, které popisují různé charakteristiky cesty z odesílajícího směrovače do zadané sítě. V následujícím budeme pro stručnost nazývat datovou sadu sestávající ze síťové adresy a atributů cesty k této síti cestou do dané sítě.

Implementace BGP

Dvojice sousedů BGP mezi sebou naváže TCP spojení, port 179. Sousedé patřící k různým AS by měli být jeden druhému přímo přístupní; neexistuje žádné takové omezení pro sousedy z jednoho AS, protože interní směrovací protokol zajistí dostupnost všech nezbytných cest mezi uzly stejného autonomního systému.

Tok informací vyměňovaných mezi sousedy BGP přes TCP sestává ze sekvence zpráv BGP. Maximální délka zprávy je 4096 oktetů, minimum je 19. Existují 4 typy zpráv.

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-2.jpg" alt = "(! JAZYK:> Směrovací protokol IP">!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-3.jpg" alt = "(! JAZYK:> IP adresa l IPv 4 adresa je jedinečná 32bitová posloupnost binárních číslic,"> IP-адрес l IPv 4 -адрес - это уникальная 32 разрядная последовательность двоичных цифр, с помощью которой компьютер однозначно идентифицируется в IP сети. (на канальном уровне в роли таких же уникальных адресов компьютеров выступают МАС адреса сетевых адаптеров, невозможность совпадения которых контролируется изготовителями на стадии производства.)!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-4.jpg" alt = "(! JAZYK:> IP verze l verze 4 nebo IPv (4 l verze 6 IPv 6),"> Версии l версия 4 протокола IP, или IPv 4 l версия 6 (IPv 6), в которой IP адрес представляется в виде 128 битной последовательности двоичных цифр. ipv 6 install!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-5.jpg" alt = "(! JAZYK:> Struktura l Pro usnadnění práce s IP adresami je 32 -bitová sekvence je obvykle"> Структура l Для удобства работы с IP адресами 32 разрядную последовательность обычно разделяют на 4 части по 8 битов (на октеты) l каждый октет переводят в десятичное число и при записи разделяют эти числа точками. l в таком виде (это представление называется «десятичные числа с точками» , или, «dotted decimal notation») IP адреса занимают гораздо меньше места и намного легче запоминаются 192. 168. 5. 200 11000000 10101000 0000101 11001000!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-6.jpg" alt = "(! LANG:> Maska podsítě l Maska podsítě je 32bitové číslo jít"> Маска подсети l Маска подсети - это 32 разрядное число, состоящее из идущих вначале единиц, а затем - нулей, например (в десятичном представлении) 255. 0 ИЛИ 255. 240. 0.!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-7.jpg" alt = "(! LANG:> Maska podsítě l Maska podsítě hraje extrémně důležitou roli při adresování IP a"> Маска подсети l Маска подсети играет исключительно важную роль в IP адресации и маршрутизации l сеть ARPANet строилась как набор соединенных друг с другом гетерогенных сетей. Для правильного взаимодействия в такой сложной сети каждый участник должен уметь определять, какие IP адреса принадлежат его локальной сети, а какие - удаленным сетям. l здесь и используется маска подсети, с помощью которой производится разделение любого IP адреса на две части: идентификатор сети (Net ID) и идентификатор узла (Host ID). l такое разделение делается очень просто: там, где в маске подсети стоят единицы, находится идентификатор сети, а где стоят нули - идентификатор узла. Например, в IP адресе 192. 168. 5. 200 при использовании маски подсети 255. 0 идентификатором сети будет число 192. 168. 5. 0, а идентификатором узла - число 200. Стоит поменять маску подсети, на число 255. 0. 0, как и идентификатор узла, и идентификатор сети изменятся на 192. 168. 0. 0 и 5. 200, соответственно, и от этого, иначе будет вести себя компьютер при посылке IP пакетов.!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-8.jpg" alt = "(! JAZYK:> Pravidla pro přidělování IP adres sítí a hostitelů 1. ID sítě není může pouze obsahovat"> Правила назначения IP-адресов сетей и узлов 1. идентификатор сети не может содержать только двоичные нули или только единицы. Например, адрес 0. 0 не может являться идентификатором сети; 2. идентификатор узла также не может содержать только двоичные нули или только единицы - такие адреса зарезервированы для специальных целей l все нули в идентификаторе узла означают, что этот адрес является адресом сети. Например, 192. 168. 5. 0 является правильным адресом сети при использовании маски 255. 0 и его нельзя использовать для адресации компьютеров, l все единицы в идентификаторе узла означают, что этот адрес является адресом широковещания для данной сети. Например, 192. 168. 5. 255 является адресом широковещания в сети 192. 168. 5. 0 при использовании маски 255. 0 и его нельзя использовать для адресации компьютеров!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-9.jpg" alt = "(! JAZYK:> Pravidla pro přidělování IP adres sítí a hostitelů l ID hostitele v rámci jeden a"> Правила назначения IP-адресов сетей и узлов l идентификатор узла в пределах одной и той же подсети должен быть уникальным; l диапазон адресов от 127. 0. 0. 1 до 127. 255. 254 нельзя использовать в качестве IP адресов компьютеров. Вся сеть 127. 0. 0. 0 по маске 255. 0. 0. 0 зарезервирована под так называемый «адрес заглушки» (loopback), используемый в IP для обращения компьютера к самому себе. PING 127. 12. 34. 56!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-10.jpg" alt = "(! JAZYK:> l IP adresy jsou celosvětově distribuovány soukromou neziskovou společností s názvem ICANN"> l Распределением IP адресов в мире занимается частная некоммерческая корпорация под названием ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers), а точнее, работающая под ее патронажем организация IANA (Internet Assigned Numbers Authority).!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-11.jpg" alt = "(! JAZYK:> Beztřídní a beztřídní IP adresování">!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-12.jpg" alt = "(! JAZYK:> Vývoj l Zpočátku byl celý prostor možných IP adres rozdělen do pěti tříd"> Развитие l Первоначальная все пространство возможных IP адресов было разбито на пять классов l принадлежность IP адреса к определенному классу определялась по нескольким битам первого октета l для адресации сетей и узлов использовались только классы А, В и С. l для этих сетей были определены фиксированные маски подсети по умолчанию, равные, соответственно, 255. 0. 0. 0, 255. 0. 0 и 255. 0, которые не только жестко определяли диапазон возможных IP адресов узлов в таких сетях, но и механизм маршрутизации.!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-13.jpg" alt = "(! LANG:> Třídy adres v původní třídě schématu IP adres v První možné bity"> Классы адресов в первоначальной схеме IP-адресации Класс Первые Возможное число биты в значения сетей узлов в сети октете первого октета А 0 1 -126 16777214 В 10 128 -191 16384 65534 С 110 192 -223 2097152 254 D 1110 224 -239 Используется для многоадресной рассылки (multicast) Е 1111 240 -254 Зарезервирован как экспериментальный!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-14.jpg" alt = "(! JAZYK:> Problémy l Organizace byly požádány o vyplnění registračního formuláře, aby získaly požadovaný rozsah IP adres,"> Проблемы l Для получения нужного диапазона IP адресов организациям предлагалось заполнить регистрационную форму, в которой следовало указать текущее число компьютеров и планируемый рост компью терного парка в течение двух лет. l с развитием Интернета такой подход к распределению IP адресов стал вызывать проблемы, особенно острые для сетей класса В. l организациям, в которых число компьютеров не превышало нескольких сотен (скажем, 500), приходилось регистрировать для себя целую сеть класса В. l Поэтому количество доступных сетей класса В стало на глазах «таять» , но при этом громадные диапазоны IP адресов (в нашем примере - более 65000) пропадали зря.!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-15.jpg" alt = "(! JAZYK:> Řešení problému l K vyřešení problému použijte beztřídní IP adresování bylo vyvinuto schéma">!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-16.jpg" alt = "(! JAZYK:> Beztřídní schéma IP adresování (beztřídní inter. doména), doména CIDR l chybí vazba IP adresy"> Бесклассовая схема IP-адресации (Classless Inter. Domain Routing,), CIDR l отсутствует привязка IP адреса к классу сети и маске подсети по умолчанию l допускается применение так называемых масок подсети с переменной длиной (Variable Length Subnet Mask, VLSM). l Например, если при выделении сети для вышеуказанной организации с 500 компьютерами вместо фиксированной маски 255. 0. 0 использовать маску 255. 254. 0 то получившегося диапазона из 512 возможных IP адресов будет вполне достаточно. Оставшиеся 65 тысяч адресов можно зарезервировать на будущее или раздать другим желающим подключиться к Интернету. Этот подход позволил гораздо более эффективно выделять организациям нужные им диапазоны IP адресов, и проблема с нехваткой IP сетей и адресов стала менее острой.!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-17.jpg" alt = "(! JAZYK:> l Výpočet maximálního možného počtu uzlů v libovolné IP síti kolik bitů"> l Рассчет максимально возможного количества узлов в любой IP сети сколько битов содержится в идентификаторе узла, или, иначе, сколько нулей имеется в маске подсети. l Это число используется в качестве показателя степени двойки, а затем из результата вычитается два зарезервированных адреса (сети и широковещания). l Аналогичным способом легко вычислить и возможное количество сетей классов А, В или С, если учесть, что первые биты в октете уже зарезервированы, а в классе А нельзя использовать IP адреса 0. 0 и 127. 0. 0. 0 для адресации сети.!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-18.jpg" alt = "(! JAZYK:> IP adresy pro místní sítě l Všechny adresy používané na internetu, se musí zaregistrovat u"> IP-адреса для локальных сетей l Все используемые в Интернете адреса, должны регистрироваться в IANA, что гарантирует их уникальность в масштабе всей планеты. Такие адреса называют реальными, или публичными (public) IP адресами. l Для локальных сетей, не подключенных к Интернету, регистрация IP адресов, естественно, не требуется, так что, в принципе, здесь можно использовать любые возможные адреса. Однако, чтобы не допускать возможных конфликтов при последующем подключении такой сети к Интернету, RFC 1918 рекомендует применять в локальных сетях только следующие диапазоны так называемых частных (private) IP адресов (в Интернете эти адреса не существуют и использовать их там нет возможности): ¡ 10. 0- 10. 255; ¡ 172. 16. 0. 0- 172. 31. 255; а!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-19.jpg" alt = "(! JAZYK:> Základy směrování IP l pro správnou interakci, sítě a jiné počítače každý"> Основы IР-маршрутизации l чтобы правильно взаимодействовать с другими компьютерами и сетями, каждый компьютер определяет, какие IP адреса принадлежат его локальной сети, а какие - удаленным сетям. l если выясняется, что IP адрес компьютера назначения принадлежит локальной сети, пакет посылается непосредственно компьютеру назначения, если же это адрес удаленной сети, то пакет посылается по адресу основного шлюза.!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-20.jpg" alt = "(! LANG:> Příklad POČÍTAČ l IP adresa podsítě 192.200 192.168."> Пример КОМПЬЮТЕР l IP адрес - 192. 168. 5. 200; l маска подсети - 255. 0; l основной шлюз - 192. 168. 5. 1. При запуске протокола IP на компьютере выполняется операция логического «И» между его собственными IP адресом и маской подсети l IP адрес в 32 разрядном виде 11000000 10101000 00000101 11001000; l маска подсети - 11111111 0000; l идентификатор сети - 11000000 10101000 00000101 0000 Т. е. 192. 168. 5. 0 идентификатор собственной сети!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-21.jpg" alt = "(! JAZYK:> Příklad úkolu: Odeslání paketu IP na číslo 192.18 .l počítač provádí"> Пример Задача: отправить IP-пакет по адресу 192. 168. 5. 15. l компьютер выполняет операцию логического «И» с IP адресом компьютера назначения и собственной маской подсети. l полученный в результате идентификатор сети назначения будет совпадать с идентификатором собственной сети компьютера отправителя.!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-22.jpg" alt = "(! LANG:> Příklad Toto sdělí našemu počítači, že cílový počítač je v stejně on"> Пример Так наш компьютер определит, что компьютер назначения находится в одной с ним сети, и выполнит следующие операции: l с помощью протокола ARP будет определен физический МАС адрес, соответствующий IP адресу компьютера назначения; l с помощью протоколов канального и физического уровня по этому МАС адресу будет послана нужная информация.!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-23.jpg" alt = "(! JAZYK:> Příklad 2 Úkol: odeslat IP paket na číslo 168 20.00. l Počítač se spustí"> Пример 2 Задача: отправить IP-пакет по адресу 192. 168. 10. 20. l Компьютер выполнит аналогичную процедуру определения идентификатора сети назначения. l В результате будет получен адрес 192. 168. 10. 0, не совпадающий с идентификатором сети компьютера отправителя. l Так будет установлено, что компьютер назначения находится в удаленной сети, и алгоритм действий компьютера отправителя изменится: 1. будет определен МАС адрес не компьютера назначения, а маршрутизатора; 2. с помощью протоколов канального и физического уровня по этому МАС адресу на маршрутизатор будет послана нужная информация. Дальнейшая судьба IP пакета зависит от правильной настройки маршрутизаторов, объединя ющих сети 192. 168. 5. 0 и 192. 168. 10. 0. важна правильная настройка маски подсети в параметрах IP адресации!!!!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-24.jpg" alt = "(! LANG:> Způsoby konfigurace parametrů IP a kontroly stavu 1. přiřadit ručně snadno udělat chybu, když"> Способами настройки параметров IP и проверка работоспособности 1. назначить вручную (легко ошибиться, при изменении надо перенастраивать, сетевые администраторы полностью контролируют все IP адреса, невозможно работать в крупных корпоративных сетях с мобильными устройствами типа ноутбуков или КПК, которые часто перемещаются из одного сегмента сети в другой) 2. автоматическое получение IP адреса. Специальные серверы, поддерживающие протокол динамической конфигурации узлов (Dynamic Host Con iguration Protocol, DHCP), задача которых состоит f в обслуживании запросов клиентов на получение IP адреса и другой информации, необходимой для правильной работы в сети. Если сервер DHCP недоступен (отсутствует или не работает), то начиная с версии Windows 98 компьютеры самостоятельно назначают себе IP адрес. При этом используется механизм автоматической личной IP адресации (Automatic Private IP Addressing, АРIPA), для которого корпорацией Microsoft в IANA был зарегистрирован диапазон адресов 169. 254. 0. 0 - 169. 254. 255.!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-25.jpg" alt = "(! JAZYK:> Ověřte IP 1. IPCONFIG / ALL. 2"> Проверка параметров и работоспособности протокола IP 1. IPCONFIG /ALL. 2. PING 127. 0. 0. 1 3. PING w. x. y. z, где w. x. y. z - IP адрес соседнего компьютера. 4. PING w. x. y. z, где w. x. y. z - IP адрес основного шлюза. 5. PING w. x. y. z, гдеw. x. y. z - IP адрес любого удаленного компьютера.!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-26.jpg" alt = "(! JAZYK:> Otázky 1. Jaké parametry a nastavení jsou vyžadovány pro protokol TCP zásobník do práce / IP? 2."> Вопросы 1. Какие параметры и настройки обязательны дляобеспечения работы стека протоколов TCP/IP? 2. Что такое IP адрес? Какова его структура? Какиевозможны способы представления IP адресов? 3. Чем отличаются версии 4 и 6 протокола IP? Какие преимущества обеспечит версия 6 протокола IP? Почему возникла необходимость в переходе на версию 6 протокола IP? 4. Что такое маска подсети? Для чего она нужна? 5. В чем заключается смысл разделения IP адреса на идентификаторы сети и узла? Для чего это требуется? 6. Какие IP адреса и маски являются допустимыми, а какие - нет? Почему? 7. В чем различие между классовой и бесклассовой IP адресациями? Каковы их преимущества и недостатки?!}

Src = "https://present5.com/presentation/3/159928527_437552731.pdf-img/159928527_437552731.pdf-27.jpg" alt = "(! JAZYK:> Otázky 1. Co jsou třídy IP adres? Jaká pravidla to jsou jsou určeny? 2."> Вопросы 1. Что такое классы IP адресов? По каким правилам они определяются? 2. Как назначить IP адреса в локальной сети (без выхода в Интернет)? 3. Каковы основные принципы маршрутизации пакетов в локальных и удаленных сетях? 4. Что такое таблица маршрутов (таблица маршрутизации)? Объясните смысл каждой из ее колонок. 5. Как «прописать» в таблице маршрутизации отсутствующий в ней новый маршрут? 6. Что такое динамическая конфигурация узлов? Для чего она нужна? 7. В чем заключается технология автоматической личной IP адресации? 8. Каков типовой алгоритм проверки работоспособности протокола IP?!}

Protokol RIP (Routing Information Protocol) je jedním z nejstarších protokolů pro výměnu směrovacích informací, ale v počítačových sítích je stále velmi běžný. Kromě verze RIP pro sítě TCP / IP existuje také verze RIP pro sítě IPX / SPX od společnosti Novell.

V tomto protokolu mají všechny sítě čísla (způsob, jakým jsou čísla tvořena, závisí na protokolu síťové vrstvy používaném v síti) a všechny směrovače mají identifikátory. RIP široce využívá koncept vektoru vzdálenosti. Vektor vzdálenosti je množina dvojic čísel, které jsou čísly sítí a vzdáleností k nim ve skocích.

Vzdálenostní vektory jsou iterativně šířeny routery po síti a po několika krocích má každý router informace o sítích pro něj dosažitelných ao vzdálenostech k nim. Dojde-li k přerušení spojení s jakoukoli sítí, router tuto skutečnost označí tak, že elementu vektoru přiřadí maximální možnou hodnotu odpovídající vzdálenosti k této síti, která má zvláštní význam – „žádné spojení“. Tato hodnota v protokolu RIP je číslo 16.

Obrázek 8.1 ukazuje příklad sítě tvořené šesti směrovači s ID 1 až 6 a šesti sítěmi A až F s přímými spoji point-to-point.

Rýže. 8.1. Výměna směrovacích informací přes RIP

Obrázek ukazuje počáteční informace obsažené v topologické bázi routeru 2, stejně jako informace ve stejné bázi po dvou iteracích výměny RIP směrovacích paketů. Po určitém počtu iterací bude Router 2 vědět o vzdálenostech do všech sítí na internetu a může mít několik alternativních možností pro odeslání paketu do cílové sítě. V našem příkladu předpokládejme, že cílovou sítí je síť D.

Když potřebuje odeslat paket do sítě D, podívá se směrovač do své databáze směrování a vybere port, který má nejkratší vzdálenost k cílové síti (v tomto případě port, který jej připojuje k směrovači 3).

Aby se přizpůsobil změnám ve stavu komunikací a zařízení, je ke každému záznamu ve směrovací tabulce přiřazen časovač. Pokud během časového limitu není přijata nová zpráva potvrzující tuto cestu, je odstraněna ze směrovací tabulky.

Při použití protokolu RIP funguje heuristický algoritmus dynamického programování Bellman-Ford a řešení nalezené s jeho pomocí není optimální, ale blíží se optimálnímu. Výhodou protokolu RIP je jeho výpočetní nenáročnost a nevýhodou nárůst provozu při periodickém odesílání broadcast paketů a neoptimálnost nalezené trasy.

Obrázek 8.2 ukazuje případ nestabilního provozu sítě RIP při změně konfigurace - selže spojení mezi routerem M1 a sítí 1. Když je toto spojení v pořádku, tabulka směrování každého routeru obsahuje záznam o síti číslo 1 a odpovídající vzdálenosti k němu.

Rýže. 8.2. Příklad nestabilní sítě při použití RIP

Pokud je spojení se sítí 1 přerušeno, router M1 zaznamená, že vzdálenost k této síti se stala 16. Nicméně po chvíli, po obdržení směrovací zprávy od routeru M2, že vzdálenost od něj k síti 1 je 2 skoky, router M1 zvětší tuto vzdálenost o 1 a poznamenává, že síť 1 je dosažitelná přes směrovač 2. ​​Výsledkem je, že paket určený pro síť 1 bude kolovat mezi směrovači M1 a M2, dokud nevyprší doba uložení záznamu o síti 1 ve směrovači 2. tuto informaci nepřenáší router M1.

Aby se předešlo takovým situacím, informace o směrování o síti známé směrovači nejsou přenášeny do směrovače, ze kterého přišly.

Existují i ​​další, složitější případy nestabilního chování sítí využívajících protokol RIP, při změnách stavu spojů nebo síťových routerů.

PODOBNÉ ČLÁNKY