Методы маршрутизации потоков данных

Пакет (как обобщение передаваемого блока данных), после его формирования в узле сети с "адресом отправителя/источника", с помощью процедуры маршрутизации перемешается по сети до тех пор, пока не достигнет узла сети с "адресом получателя/назначения".

Маршрутизация - перемещение блоков данных (кадров, дейтаграмм, пакетов, сообщений) в ЛС по определенному маршруту в сети от отправителя к получателю через промежуточные узлы сети.

Маршрутизация осуществляется с помощью протоколов маршрутизации, работающих на основе выбранной метрики - критерия оптимизации, и использующих информацию из формируемых таблиц маршрутизации, обновляемых через заданные промежутки времени.

Различают следующие общие методы маршрутизации:

· статический - использует предварительно заполненную сетевым администратором и неизменяемую при работе сети таблицу маршрутизации;

· динамический - использует постоянно обновляемую маршрутизаторами таблицу маршрутизации;

· одношаговый (или прозрачный) (Hop-by-Нор или Transparent Routing), когда маршрут определяется на один шаг (до ближайшего узла, ведущего к узлу назначения) по таблице маршрутизации;

· маршрутизации от источника (Source Routing), когда маршрут определяется исходящим узлом - источником, на всю длину маршрута сразу - указываются все узлы на маршруте, которые д.б. пройдены;

· с распределением или без распределения нагрузки, первый прокладывает несколько маршрутов и распределяет по ним нагрузку, второй - прокладывает один маршрут;

· интрадоменную или интердоменную, первая прокладывает маршрут внутри домена, вторая - между ними;

· маршрутизация по состоянию канала (LSR - Link State Routing) - маршрутизация на основе алгоритмов определения кратчайшего пути, которые отправляют часть таблицы маршрутизации, обновленную только состояниям собственных каналов, но всем узлам объединенной сети;

· маршрутизация по вектору расстояния (DVR - Distance Vector Routing) - маршрутизация на основе алгоритмов Беллмана-Форда, отправляющих полную таблицу маршрутизации, обновленную по всем каналам, только соседям.

Метрики

Метрики - это критерии оптимизации маршрута. Чаше используются следующие метрики:

o длина маршрута (НС - Hop Count) - число пройденных узлов от источника до назначения;

o суммарная задержка на маршруте - время, требуемое для доставки пакета от источника до назначения;

o полоса пропускания - требуется, чтобы звенья связи между узлами имели максимально возможную полосу;

o загрузка канала - маршрут выбирает звенья связи с минимальной загрузкой;

o затраты на передачу - минимизируется стоимость прохождения трафика по выбранному маршруту;

o надежность - максимизируется показатель надежности сегментов маршрута.

Таблица маршрутизации

У таблицы маршрутизации (RT) число параметров (столбцов) зависит от производителя. ПК/хосты формируют, как правило, статическую RT с небольшим числом параметров и одним (выбираемым по умолчанию) оптимальным маршрутом к подключенному маршрутизатору. Одна запись в такой таблице содержит, как минимум, следующую информацию (параметры):

· назначение/получатель (Destination) - содержит IP-адрес узла назначения;

· маску подсети (Subnet Mask) - содержит маску подсети, для определения подсети;

· следующий узел (Next Hope) - содержит IP-адрес ближайшего маршрутизатора;

· порт (Port) - содержит внутренний адрес порта, соединенного со спедующим узпом;

· метрика (Metric) - содержит тип метрики, выбранный для оптимизации пути;

· тип узла назначения (Туре) - указывает на то, соединен ли данный узел с выходным портом непосредственно (DIR) или он является удаленным (REM);

· источник (Source) - для удаленных узлов указывает, как/кем сформирован маршрут: администратором (Static), протоколом маршрутизации (RIP, OSPF, BGP); для непосредственно подключенных узлов указывает, что источник местный (LOC);

· давность (Age) - указывает время (секунды), прошедшее с момента последней модификации данных таблицы;

· информация производителя (Vendor-specific) - содержит данные для модификации выделенного маршрута.

Таблица маршрутизации RT может выглядеть так, как показано ниже.

Destination	Subnet Mask	Next Hope	Port	Metric	Type	Source	Age
0.0.0.0	0.0.0.0	129.192.64.28	J4.1		DIR	Static
129.192.16.0	255.255.0.0	129.192.16.3	J3		REM	RIP
129.192.17.0	255.255.0.0	129.192.16.6	J4.2		REM	OSPF
129.192.18.0	255.255.0.0	129.192.18.3	J3		REM	BGP
129.192.64.0	255.255.0.0	129.192.40.3	J4.3		REM	BGP
172.20.1.3	255.255.255.255	129.192.40.3	J4.3		DIR	LOC

Прежде чем отправить пакет по маршруту, маршрутизатор (коммутатор) анализирует ад- реc назначения (Destination) и определяет по RT, существует ли маршрут следования до него. Если да, то маршрутизатор отправляет пакет по адресу следующего узла (Next Hope) из соот- ветствующего выходного порта (Port), если маршрута нет, то пакет сбрасывается.

Протоколы маршрутизации

Протоколы маршрутизации используются для составления и обновления таблиц маршрутиза- ции, а также форвардинга - продвижения пакетов по маршруту. Они делятся на две группы:

· маршрутизирующие протоколы (Routing Protocol) - (ведущие) протоколы маршрутизации, используемые промежуточными системами (IS) для составления и обновления таблиц маршрутизации; к ним относятся: BGP, EGP, EIGRP, IGRP, IS-IS, OSPF, RIP;

· маршрутизируемые протоколы (Routed/Routable Protocol) - (ведомые) протоколы маршрутизации, ответственные за передачу пакетов по выбранному маршруту; они, как правило, разработаны ведущими производителям сетевых ОС; основные из них следующие: AppleTalk (Apple), DECNet (DEC), IPX (Novel-NetWare), VINES (Banyan Systems), XNS (Xerox).