IP-маршрутизация

IP-маршрутизация — это применение методологий маршрутизации к IP-сетям . Это касается не только протоколов и технологий, но и политики всемирной организации и настройки инфраструктуры Интернета . В каждом узле IP-сети IP-маршрутизация включает в себя определение подходящего пути для сетевого пакета от источника до пункта назначения в IP-сети. В этом процессе используются правила статической конфигурации или динамически полученные из протоколов маршрутизации , чтобы выбрать конкретные методы пересылки пакетов для направления трафика к следующему доступному промежуточному узлу сети на один шаг ближе к желаемому конечному пункту назначения, общий путь потенциально охватывает несколько компьютерных сетей .

Сети отделены друг от друга специализированными хостами, называемыми шлюзами или маршрутизаторами , со специализированным программным обеспечением, оптимизированным для маршрутизации. Алгоритмы IP-пересылки в большинстве программ маршрутизации определяют маршрут по алгоритму кратчайшего пути . В маршрутизаторах пакеты, поступающие на интерфейс, проверяются на предмет адресации источника и назначения и помещаются в очередь на соответствующий исходящий интерфейс в соответствии с их адресом назначения, а также набором правил и показателей производительности. Правила закодированы в таблице маршрутизации , содержащей записи для всех интерфейсов и подключенных к ним сетей. Если ни одно правило не удовлетворяет требованиям к сетевому пакету, он пересылается по маршруту по умолчанию . Таблицы маршрутизации поддерживаются либо вручную сетевым администратором, либо обновляются динамически с помощью протокола маршрутизации .

Протокол маршрутизации определяет, как маршрутизаторы взаимодействуют и обмениваются информацией о топологии сети, а также возможностях каждого узла маршрутизации. Различные протоколы часто используются для разных топологий или разных областей приложений. Например, протокол OSPF обычно используется внутри предприятия, а протокол пограничного шлюза (BGP) — в глобальном масштабе. ^[1] BGP является стандартом де-факто для всемирной интернет-маршрутизации.

Классификация протоколов

Протоколы маршрутизации можно широко различать по сфере их действия с точки зрения масштаба сети. Протоколы внутренних шлюзов используются для маршрутизации внутри автономных систем , а протоколы внешних шлюзов маршрутизируют трафик между ними. Примерами первой группы являются протокол маршрутной информации (RIP) и протокол Open Shortest Path First (OSPF), а протокол внешнего шлюза (EGP) и протокол пограничного шлюза (BGP) являются примерами внешнего типа. BGP является доминирующим протоколом распределения маршрутов, используемым в Интернете.

Алгоритм маршрутизации

Алгоритм IP-пересылки представляет собой специфическую реализацию маршрутизации для IP-сетей . Чтобы добиться успешной передачи данных, алгоритм использует таблицу маршрутизации для выбора маршрутизатора следующего перехода в качестве следующего пункта назначения для дейтаграммы . выбранного IP-адрес маршрутизатора называется адресом следующего перехода. ^[1]

Алгоритм IP-переадресации гласит: ^[2]

Учитывая IP-адрес назначения, D и префикс сети, Н :

если ( N соответствует сетевому адресу прямого подключения ) ^[3]^[а]

Доставить датаграмму в D по этому сетевому каналу ;

else if ( Таблица маршрутизации содержит маршрут для Н )

Отправить дейтаграмму на адрес следующего перехода, указанный в таблице маршрутизации;

иначе, если ( существует маршрут по умолчанию )

Отправить датаграмму по маршруту по умолчанию ;

еще

Отправить сообщение об ошибке пересылки отправителю ;

Если совпадают несколько записей таблицы маршрутов, выбирается запись с самой длинной маской подсети , поскольку она является наиболее конкретной. ^[2] Если существует несколько маршрутов с одинаковой маской подсети, маршрут с наименьшей метрикой используется . Если существует несколько маршрутов по умолчанию, метрика также используется для определения того, какой из них использовать. Если существует несколько маршрутов с одинаковой маской подсети и метрикой, система может использовать многопутевую маршрутизацию с равной стоимостью в качестве стратегии пересылки.

Если маршрут недоступен, ICMP . отправителю пакета отправляется сообщение об ошибке ^[2] чтобы сообщить этому хосту, что пакет не может быть доставлен. Чтобы избежать ненужной повторной передачи и избежать перегрузки сети , отправляющий хост должен либо прекратить передачу, либо выбрать другой адрес или маршрут.

Таблица маршрутизации

Ниже представлена типичная таблица маршрутизации в Unix-подобной операционной системе :

Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         71.46.14.1      0.0.0.0         UG    0      0        0 ppp0
10.0.0.0        0.0.0.0         255.0.0.0       U     0      0        0 eth0
71.46.14.1      0.0.0.0         255.255.255.255 UH    0      0        0 ppp0
169.254.0.0     0.0.0.0         255.255.0.0     U     0      0        0 eth0
172.16.0.0      0.0.0.0         255.240.0.0     U     0      0        0 eth0
192.168.0.0     0.0.0.0         255.255.0.0     U     0      0        0 eth0
192.168.1.0     192.168.96.1    255.255.255.0   UG    0      0        0 eth0
192.168.96.0    0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 eth0

Хост имеет несколько сетевых интерфейсов. eth0 — это имя интерфейса сетевой карты, представляющее порт Ethernet . ppp0 — это интерфейс PPPoE настроен как маршрут по умолчанию , который в этом примере .

умолчанию распознается по пункту назначения 0.0.0.0 и флагу G. Маршрут по Сетевой маршрутизатор идентифицируется сетевой маской 255.255.255.255 флагом H. и

Общие флаги маршрутизации
Флаг	Описание
Г	Использовать шлюз (шлюз заполнен)
ЧАС	Целью является хост ( битовая маска 32 бита)
В	Маршрут открыт

Примечания

^ Многие реализации перечисляют эти сети с прямым подключением как записи таблицы маршрутизации, и в этом случае это условие обрабатывается с помощью общего поиска в таблице маршрутов.

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Комер, Дуглас Э. (2000). Межсетевое взаимодействие с TCP/IP (4-е изд.). Река Аппер-Седл, Нью-Джерси: Прентис-Холл.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «IP-маршрутизация и подсети» . Проверено 2 августа 2022 г.
^ «Руководство по администрированию сети на уровне IP в Linux — глава 4.2. Маршрутизация в локально подключенные сети» . Проверено 2 августа 2022 г.

[4] Многие реализации перечисляют эти сети с прямым подключением как записи таблицы маршрутизации, и в этом случае это условие обрабатывается с помощью общего поиска в таблице маршрутов.

[comer-1] Перейти обратно: ^а ^б Комер, Дуглас Э. (2000). Межсетевое взаимодействие с TCP/IP (4-е изд.). Река Аппер-Седл, Нью-Джерси: Прентис-Холл.

[Helix-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с «IP-маршрутизация и подсети» . Проверено 2 августа 2022 г.

[3] «Руководство по администрированию сети на уровне IP в Linux — глава 4.2. Маршрутизация в локально подключенные сети» . Проверено 2 августа 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[а]