Автономные системы. Иерархическая маршрутизация

Сегодняшний И состоит из сотен миллионов хостов, хранение инфы о маршрутах на каждом из этих хостов потребовало бы памяти огромных размеров. Так же существует проблема административной автономии - управление организацией своими маршрутизаторами, скрытность внутренней сети от внешних наблюдателей.

Обе эти проблемы могут быть решены путем объединения маршрутизаторов в отдельные области - автономные системы (AS). Маршрутизаторы в пределах одной AS используют один и тотже алгоритм маршрутизации и обладают инф обо всех маршрутизаторах совей AS. Алгоритм маршрутизации, используемый внутри AS, называется протоколом внутренней маршрутизации. Необходимо наличие маршрутизаторов, которые будут отвечать за пересылку пакетов за пределы AS - шлюзы. Алгоритм маршрутизации для определения маршрутов между различными AS применяющих шлюзы, - протокол внешней маршрутизации.

 

Протокол IP. Адресация и маршрутизация в IP.

Сетевой уровень И состоит из 3 основных компонентов: 1) протокол сетевого уровня, определяющий адресацию сетевого уровня, формат полей дейтаграммы и действия над дейтаграммой, предпринимаемые маршрутизаторами и оконечными системами на основании значений этих полей - протокол IP. (v4 и v6); 2) компонент определения пути, выбирает маршрут по которому следует дейтаграмма от отправителя до получателя; 3) сообщение об ошибках в дейтаграммах и ответы на запросы определенной информации сетевого уровня - протокол ICMP.

IPv4: Объединение хостов и маршрутизаторов в сеть: как правило хост соединен с сетью единственной линией, когда IP необходимо послать дейтаграмму, он пользуется этой линией. Между физ линией и хостом располагается интерфейс. У маршрутизатора несколько интерфейсов - по 1 для каждой линии. Адресация: IP - 32-разрядное число (4 байта), всего 2³² IP-адресов. Изображается в десятично-точечной нотации. У интерфейсов всех хостов и маршрутизаторов в И должны быть уникальные IP-адреса. Часть IP-адреса интерфейса определяется сетью, с которой он соединен. У сети есть адрес (223.1.1.0/24), где 24 - сетевая маска, означает что самые левые 24 бита - сетевой префикс, определяют сетевой адрес.

В И определены 4 класса адресов: А: 8 бит - сеть, 24 - хост (до 2⁷ сетей, до 2²⁴ хостов), В: 2¹⁴ сетей, 2¹⁶ интерфейсов. С: 24 бита - сеть, 8 бит - хост. D: для групповых адресов.

32 бита
0 Сеть	Х	О	ст	От 1.0.0.0 До 127.255.255.255.
10 се	ть	Хо	ст	От 128.0.0.0 До 191.255.255.255
	се	ть	Хост	От 192.0.0.0 До 223.255.255.255
	Группо	вой	адрес	От 224.0.0.0 До 2 39.255.255.255

Такая адресация не удобна. Стандарт CIDR (бесклассовая внутридоменная маршрутизация). a.b.c.d/x, где х - кол-во разрядов в сетевой части адреса.

Получение сетевого адреса: Для получения адреса для корпоративной сети, админ сети может связать со своим И-провайдером, который может выделить адреса из большого блока ранее выделенных ему адресов. Сущ организация ICANN (организация по назначению адресов и имен в И), кот управляет IP-адресами на основе набора правил.

Получение адреса хоста: 1) ручное конфигурирование (в ручную указание IP-адреса хоста (в файле)). 2) Использование протокола DHCP (динамический протокол конфигурирования хоста). позволяет хосту автоматически получить IP-адрес, а также доп инфу (ближайший маршрутизатор и адрес DNS-сервера). (по MAC-адресу, 6 чисел разд: в 16 с/с) 3) поучение адреса случайным образом. Возможны конфигурации: постоянные IP-адреса для хостов иди временные.

Основные варианты архитектуры маршрутизатора (коммутатора).

Ключевой составляющей продвижения дейтаграмм является их передача с входной линии маршрутизатора на его выходную линию.

Входной порт Блок коммутатора Выходной порт

 

 

Входной порт выполняет несколько функций: физического уровня (завершение входной физической линии маршрутизатора), канального уровня (необходимые для взаимодействия с функциями канального уровня на другой стороне линии связи, поиск и продвижение данных.

Коммутационный блок соединяет входные и выходные порты (сеть внутри сетевого маршрутизатора).

Выходные порты. хранит пакеты, перенаправленные ему через коммутационный блок, а затем передает пакеты по выходной лилии. Обратные функции входного порта.

Входные порты: Во многих маршрутизаторах именно в блоке поиска/продвижения определяется выходной порт, которому будет передан принятый пакет. Выбор осущ при помощи таблицы продвижения данных.

Коммутационный блок: Коммутация с использованием памяти. Поиск адреса получателя и хранение пакетов в соответствующей области памяти выполняется процессорами на карте входной линии.

Коммутация с использованием шины. входные порты переносят пакеты на прямую в выходные порты по общей шине без вмешательства маршрутного процессора.

Коммутация с использованием соединительной сети. матричный коммутатор, состоит из 2N шин, соединяющих N входных портов с N выходными.

Очереди: Очереди пакетов могут образовываться как на входных, так и на выходных портах. Место, где происходит потеря пакета зависит от интенсивности трафика относительно пропускной способности коммутационного блока и скорости передачи данных в линию. На входном порту: выкинуть пришедший, один из очереди, RED (random early detection). На выходом: сразу с нескольких входных на 1 выходной.