Маршрутизация Маршрутизация - процесс выбора пути для передачи пакетов. Маршрут это последовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет от отправителя до пункта назначения. В стандартной модели взаимодействия открытых систем в функции сетевого уровня входит решение следующих задач: передача пакетов между конечными узлами в составных сетях; выбор маршрута передачи пакетов, наилучшего по некоторому критерию; согласование разных протоколов канального уровня, использующихся в отдельных подсетях одной составной сети.

Пример таблицы маршрутизации

Функции маршрутизатора физический и канальный уровень: получение доступа к среде формирование битовых сигналов прием кадра подсчет его контрольной суммы и передачу поля данных кадра верхнему уровню, в случае если контрольная сумма имеет корректное значение сетевой уровень: извлекает из пакета заголовок сетевого уровня и анализирует содержимое его полей проверяется контрольная сумма Выполняется проверка, не превысило ли время, которое провел пакет в сети (время жизни пакета), допустимой величины. На этом этапе вносятся корректировки в содержимое некоторых полей, например, наращивается время жизни пакета, пересчитывается контрольная сумма. определение маршрута пакета Таким образом осуществляется фильтрация трафика

Управление фрагментацией

Маршрутизация с помощью IP- адресов В стеке TCP/IP существуют несколько подходов к оптимизации маршрута продвижения пакета: Одношаговый подход Маршрутизация от источника

Алгоритмы построения таблиц для одношаговой маршрутизации Фиксированная маршрутизация Простая маршрутизация Случайная маршрутизация Лавинная маршрутизация Маршрутизация по предыдущему опыту Адаптивная маршрутизация дистанционно-векторные алгоритмы (Distance Vector Algorithms, DVA) (протокол RIP); алгоритмы состояния связей (Link State Algorithms, LSA) (протоколы IS-Is, OSPF, NLSP).

Пример взаимодействия узлов с использованием протокола IP

Деление сетей на подсети

Статическая маршрутизация Конфигурация таблицы маршрутизации Статическая запись включает в себя следующее: Адрес сети - идентификатор сети или имя сети получателя Сетевую маску - маску подсети для адреса сети Адрес шлюза - IP адрес или имя узла, являющегося интерфейсом к сети назначения

Динамическая IP-маршрутизация

Протокол RIP RIP - позволяет маршрутизаторам обмениваться идентификаторами сетей, которых может достичь маршрутизатор, и расстоянием до этих сетей.

Адаптация RIP - маршрутизаторов к изменениям состояния сети Истечение времени жизни маршрута. Время распространения сведений о отказавших маршрутизаторах кратно времени жизни записи, а коэффициент кратности равен количеству копов между самыми дальними маршрутизаторами сети. указание специального расстояния (бесконечности (16 копов)) до сети, ставшей недоступной.

Недостатки Разрабатывался для локальных сетей. Из-за этого RIP хорошо работает только в малых объединенных IP-сетях с небольшим числом маршрутизаторов. максимальный размер одного RIP-пакета байт, для отправки больших таблиц маршрутизации содержащей сотни или даже тысячи записей требуется множество RIP-пакетов. В таблице маршрутизации каждой записи о маршруте, полученном по RIP, назначен 3-минутный тайм-аут (отсчитывается с момента получения), по истечении которого не обновленные записи удаляются. Если маршрутизатор выходит из строя, распространение изменений по объединенной сети может занять несколько минут. Это называется проблемой медленной конвергенции

Совместное использование статической и динамической маршрутизации Для маршрутизации со статического маршрутизатора через динамический Вам необходимо добавить статический маршрут в таблицы обоих маршрутизаторов

Протокол ARP Р азрешение локального IP адреса

Разрешение локального IP-адреса Это процесс определения адреса сетевых адаптеров по IP адресу. Перед соединением двух узлов IP-адрес каждого из них должен быть преобразован в адрес сетевого адаптера. Этот процесс состоит из выполнения ARP-запроса и получения ARP-ответа. 1. ARP-запрос формируется каждый раз при попытке одного узла связаться с другим. Если протокол IP определит, что IP-адрес принадлежит локальной сети, узел- отправитель ищет адрес узла-получателя в своем собственном ARP-кэше. 2. Если он не найден, протокол ARP формирует запрос типа "Чей это IP-адрес и каков Ваш адрес сетевого адаптера?", в который также включаются адреса IP и сетевого адаптера узла-отправителя. ARP-запрос посылается в широковещательном режиме, чтобы все узлы в локальной сети могли принять и обработать его. 3. Каждый узел в локальной сети получает этот широковещательный запрос и сравнивает указанный в нем IP-адрес со своим собственным. Если они не совпадают, запрос игнорируется. 4. Узел-получатель определяет, что IP-адрес в запросе совпадает с его собственным, и посылает на узел-отправитель ARP-ответ, в котором указывает свой адрес сетевого адаптера. Затем он обновляет свой ARP-кэш, занося в него соответствие IP-адреса узла-отправителя адресу его сетевого адаптера. После того как узел-отправитель получает ARP-ответ, соединение может быть установлено.

Разрешение удаленного IP адреса

Разрешение удаленного IP-адреса Протокол ARP также позволяет связываться двум узлам из различных сетей. Если получатель находится в удаленной сети, то широковещательный ARP-запрос используется для поиска маршрутизатора, который может пересылать пакеты в эту сеть. Кэш протокола ARP Для уменьшения числа широковещательных пакетов ARP кэширует адреса для последующего использования. Применяются два типа записей в кэше ARP - динамические и статические. Первые добавляются и удаляются автоматически. Вторые находятся в кэше до перезагрузки компьютера. В дополнение к этому в кэше протокола ARP всегда присутствует адрес для широковещания в локальной подсети (FFFFFFFFFFFF) в виде статической записи, которая не отображается при просмотре кэша. По умолчанию для кэша протокола ARP установлены тайм-ауты, равные 2 минутам для невостребованных записей и 10 минутам для записей, к которым обращались

Структура ARP пакета