Классификация протоколов маршрутизации

Протоколы маршрутизации делятся на два вида, зависящие от типов алгоритмов, на которых они основаны:

Дистанционно-векторные протоколы, основаны на Distance Vector Algorithm (DVA);

RIP — Routing Information Protocol;

IGRP — Interior Gateway Routing Protocol (лицензированный протокол Cisco Systems);

BGP — Border GateWay Protocol;

EIGRP — Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (на самом деле он гибридный — объединяет свойства дистанционно-векторных протоколов и протоколов по состоянию канала; лицензированный протокол Cisco Systems);

AODV

Протоколы состояния каналов связи, основаны на Link State Algorithm (LSA).

IS-IS — Intermediate System to Intermediate System (стек OSI);

OSPF — Open Shortest Path First;

NLSP — NetWare Link-Services Protocol (стек Novell);

HSRP и CARP — протоколы резервирования шлюза в Ethernet-сетях.

OLSR

TBRPF

Так же протоколы маршрутизации делятся на два вида в зависимости от сферы применения:

Междоменной маршрутизации;

EGP;

BGP;

IDRP;

IS-IS level 3;

Внутридоменной маршрутизации.

RIP;

IS-IS level 1-2;

OSPF;

IGRP;

EIGRP.

---------------------------------------------------------------------

Внешние (EGP) - BGPv4

Внутренние(IGP):

1)Без таблицы маршрутизации:

-лавинная (передает всем, кроме отправителя)

-от источника (отправитель указывает путь прохождения, маршрутизатор ищет соседа)

2)С таблицей:

Статическая маршрутизация (записи вводятся вручную и имеют неизменяемый статус)

Адаптивная маршрутизация (изменения в сети отражаются автоматически в таблицах):

-централизованная (сервер маршрутов строит таблицы для всех)

-распределенная (каждый заполняет свою таблицу):

-Дистанционно-векторные алгоритмы (DVA)(каждый М знает от соседей информацию о сетях и расстояниях о них, регулярно)- RIP

-алгоритмы состояния связей (LSA)(каждый М использует граф сети для нахождения оптимального маршрута, проверка состояний сообщениями HELLO периодически) - IS-IS, OSPF

Протокол маршрутизации OSPF (выбор кратчайшего пути первым)

Протокол динамической маршрутизации, основанный на технологии отслеживания состояния канала (link-state technology) и использующий для нахождения кратчайшего пути Алгоритм Дейкстры.

Преимущества:

-Высокая скорость сходимости по сравнению с дистанционно-векторными протоколами маршрутизации;

-Поддержка сетевых масок переменной длины (VLSM);

-Оптимальное использование пропускной способности (т. к. строится минимальный остовный граф по алгоритму Дейкстры);

Описание работы протокола

Маршрутизаторы обмениваются hello-пакетами через все интерфейсы, на которых активирован OSPF. Маршрутизаторы, разделяющие общий канал передачи данных, становятся соседями, когда они приходят к договоренности об определённых параметрах, указанных в их hello-пакетах.

На следующем этапе работы протокола маршрутизаторы будут пытаться перейти в состояние смежности со своими соседями. Переход в состояние смежности определяется типом маршрутизаторов и типом сети, по которой передаются hello-пакеты. Пара маршрутизаторов, находящихся в состоянии смежности, синхронизирует между собой базу данных состояния каналов.

Каждый маршрутизатор посылает объявления о состоянии канала маршрутизаторам, с которыми он находится в состоянии смежности.

Каждый маршрутизатор, получивший объявление от смежного маршрутизатора, записывает передаваемую в нём информацию в базу данных состояния каналов маршрутизатора и рассылает копию объявления всем другим смежным с ним маршрутизаторам.

Рассылая объявления внутри одной OSPF-зоны, все маршрутизаторы строят идентичную базу данных состояния каналов маршрутизатора.

Когда база данных построена, каждый маршрутизатор использует алгоритм «кратчайший путь первым» для вычисления графа без петель, который будет описывать кратчайший путь к каждому известному пункту назначения с собой в качестве корня. Этот граф — дерево кратчайших путей.

Каждый маршрутизатор строит таблицу маршрутизации из своего дерева кратчайших путей.

Технология MPLS

MPLS (англ. multiprotocol label switching — многопротокольная коммутация по меткам) — механизм в высокопроизводительной телекоммуникационной сети, осуществляющий передачу данных от одного узла сети к другому с помощью меток.

MPLS является масштабируемым и независимым от каких-либо протоколов механизмом передачи данных. В сети, основанной на MPLS, пакетам данных присваиваются метки. Решение о дальнейшей передаче пакета данных другому узлу сети осуществляется только на основании значения присвоенной метки без необходимости изучения самого пакета данных. За счет этого возможно создание сквозного виртуального канала, независимого от среды передачи и использующего любой протокол передачи данных.

Сеть, построенная по технологии MPLS, является иерархической и представляет собой двухуровневую архитектуру. Иерархия состоит из первого уровня - опорной сети (ядра сети) с коммутирующими по меткам маршрутизаторами LSR (P) и второго уровня - периферийной или пограничной части сети провайдера с PE-маршрутизаторами, к которым подключаются сети заказчиков (пользователей) транспортных услуг.

В качестве LSR (Label Switch Routers) применяются коммутирующие P-маршрутизаторы (маршрутизаторы провайдеров), которые совмещают в себе функции маршрутизатора IP и коммутатора. P-маршрутизаторы определяют топологию сети, строят свои таблицы коммутации меток, выбирают эффективные пути следования пакетов и, кроме того, обеспечивают коммутирование трафика по меткам и таблицам коммутации.

Маршрут в опорной сети MPLS сначала определяется с помощью традиционных протоколов внутренней маршрутизации (IGP). Затем на основе полученных таблиц маршрутизации каждому интерфейсу маршрутизаторов LSR с помощью протокола распределения меток (LDP) или протокола резервирования ресурсов RSVP-TE присваиваются специализированные транспортные метки, и каждый P-маршрутизатор строит свои таблицы коммутации. Таким образом, протоколы LDP или RSVP формируют в опорной сети маршруты с коммутацией пакетов по меткам, называемые трактами LSP.

После того как топология трактов LSP определена, трафик коммутируется по этим маршрутам.

MPLS-метки включаются в заголовок MPLS, который вставляется в пересылаемый IP-пакет данных между вторым (канальным) и третьим (сетевым) уровнями модели OSI.

Пограничные PE-маршрутизаторы провайдеров присваивают начальную MPLS-метку пакетам до их отправки на P-маршрутизаторы опорной сети, и удаляют эту MPLS-метку, когда пакеты покидает сеть MPLS.

Сети на основе MPLS могут передавать трафик разных протоколов второго уровня модели OSI: PPP, Ethernet, Frame Relay, ATM и т.д. Но в основном технология MPLS используется для построения IP-сетей, в которых выбор альтернативных маршрутов IP-трафика между виртуальными каналами MPLS осуществляется в зависимости от требований к качеству обслуживания.