1 Routing przez routing rozumiemy poznanie przez router ścieżek do zdalnych sieci o gdy routery korzystają z routingu dynamicznego, informacje te są uzyskiwane na podstawie danych pochodzących od innych routerów o w przypadku użycia routingu statycznego administrator sieci ręcznie konfiguruje informacje na temat zdalnych sieci przekazywania pakietów w kierunku sieci docelowej na podstawie adresu IP celu rozdzielczość routingu routing klasowy (classfull) najmniejszą siecią (prefiksem) będącym obiektem trasowania jest sieć klasowa routing używający tylko domyślnych masek routing bezklasowy (classless) pozwala na używanie niestandardowych masek np. /27 stąd rozdzielczość trasowania jest większa tablica routingu używana jest w dwóch celach o do zapisu informacji routingu przez protokoły (=algorytmy) routingu dynamicznego lub ręcznie przez administratora o do wydobywania informacji potrzebnej do przesyłania pakietów protokołu routowanego wg. adresu celu (protokołem routowanym jest najczęściej IPv4) każdy prefiks sieciowy, o którym router ma informacje, ma osobny rekord (trasę) szukanie dopasowania w tablicy routingu odbywa się w kolejności od prefiksów najbardziej specyficznych (najlepsze dopasowanie) tablic routingu może być wiele - każda instancja wirtualna routera ma swoją własna tablicę routingu
2 trasa domyślna to wpis, który pasuje do każdego prefiksu i jest wybierany, jeśli w tablicy routingu nie ma innych bardziej dopasowanych prefiksów jeśli router ma tylko jedno połączenie do Internetu, to zamiast wymieniać wszystkie możliwe prefiksy docelowe, ustawia się domyślną trasę statyczną na interfejs wychodzący co zapisywane jest w tablicy routingu dla danego prefiksu sieciowego litera oznaczająca pochodzenie trasy (zazwyczaj pierwsza litera nazwy protokołu) np. C=directly connected, S=Static, R=RIP, O=OSPF, adres sieciowy + maska następny przeskok (może nim być adres IP po drugiej stronie łącza, które ma router z innym routerem lub nazwa interfejsu routera) dystans administracyjny metryka opcjonalnie inne informacje np. nazwa instancji/tablicy routingu itp. dystans administracyjny (Cisco) = preferencja (Juniper) to parametr określający niezawodność trasy - niższa wartość tego parametru wskazuje na bardziej niezawodną trasę trasa z mniejszym dystansem administracyjnym zostanie zainstalowana przed podobną trasą o większym dystansie administracyjnym źródło trasy (protokół) dystans administracyjny (Cisco) preferencja (Juniper) dołączony interfejs (direct) 0 0 adres lokalny (local) - 0 trasa statyczna (static) 1 5 skonsolidowana trasa EIGRP 5 - zewnętrzna trasa BGP 20 170 trasa wewnętrzna EIGRP 90 - IGRP 100 - OSPF 110 wewnętrzny=10/zewnętrzny=150 IS-IS 115 wewnętrzny: level1=15/level2=18 zewnętrzny: level1=160/level2=165 RIP 120 100 EGP 140 trasa zewnętrzna EIGRP 170 - wewnętrzna trasa BGP 200 - nieznane 255 2 32
3 metryka (Cisco, Juniper) to informacja o koszcie danej trasy jest wyliczana z określonych parametrów (każdy protokół routingu stosuje inne) jest używana do określenia najlepszej ścieżki do danego prefiksu - jest nią trasa o najmniejszej metryce przykładowe metryki długość ścieżki (length): suma kosztów przejścia przez interfejsy na każdym łączu; przykładem może być liczba przeskoków (liczba routerów do celu) niezawodność (reliability): parametr przypisywany przez administratora (opiera się na informacji jak często dany link ulega awarii i jaka jest długość awarii) opóźnienie (delay): czas potrzebny na przejście pakietu ze źródła do celu, zależy od pasma na różnych odcinkach trasy, opóźnień portów, zatorów i odległości fizycznej pasmo (bandwidth) obciążenie (load): stopień zajętości urządzenia np. zużycie CPU, liczba pakietów na sekundę itp. koszt finansowy przejścia daną ścieżką: administrator może ustawić trasy statyczne przez wolniejsze, ale tańsze połączenia analiza, którą trasę do danego prefiksu wpisać do tablicy routingu wybór źródła informacji routingu: spośród wszystkich uruchomionych protokołów routingu wybierany jest ten o najmniejszym dystansie administracyjnym (najmniejszej preferencji) minimalizacja metryki: jeśli wybrany protokół oferuje wiele tras do prefiksu docelowego - wybierana jest ta z najmniejszą metryką wybrana, najlepsza trasa oznaczana jest zazwyczaj gwiazdką równoważenie obciążenia o dla danego prefiksu może istnieć więcej niż jedna trasa zapisana w tablicy routingu - warunki tego współistnienia określa protokół routingu o zazwyczaj możliwe jest do 4 (6) tras o równej metryce o możliwa też jest sytuacja do 4 tras o metrykach różniących się pewną wariancją
4 routing statyczny polega na ręcznym wpisie do tablicy routing prefiksu i następnego przeskoku do niego zazwyczaj trasą wpisywaną statycznie jest trasa domyślna jeśli połączenie do prefiksu ustawione statycznie ulegnie awarii, trzeba skonfigurować ręcznie inną trasę problem skalowalności: w dużej sieci ręczna konfiguracja tablic routingu może być czasochłonna dla administratora (a co jeśli dodatkowo topologia sieci zmienia się?) pływająca trasa statyczna jest konfigurowana w połączeniu z protokołem routingu dynamicznego jako trasa zapasowa aby użyć trasy statycznej jako zapasowej (używanej gdy zawiedzie zapamiętana trasa dynamiczna), należy ustawić dla niej wyższą wartość dystansu administracyjnego niż w przypadku wybranego protokołu routingu dynamicznego, który dostarcza właściwą informację routingu dla tego prefiksu
5 routing dynamiczny realizowany jest przez protokoły routingu na routing dynamiczny składają się dwa procesy o wymiana informacji routingu z innymi routerami (przesyłanie, odbieranie) wg. danego protokołu routingu o obliczanie najlepszych tras wg. algorytmu danego protokołu routingu wpisy w tablicy routingu aktualizowane są automatycznie, jeśli zachodzą zmiany w sieci i routery wymieniają się informacją routingu gdy wszystkie trasy w intersieci działają w oparciu o te same informacje, mówi się, że intersieć osiągnęła zbieżność (konwergencję) - pożądane jest szybkie osiąganie zbieżności, ponieważ skraca to czas, w jakim routery podejmują niewłaściwe decyzje o routingu protokoły routingu to metody komunikacji pomiędzy routerami routing dynamiczny używa rozgłaszania i multiemisji (klasa D adresów IPv4) do komunikowania się z innymi routerami informację routingu routery wykorzystują do tworzenia i utrzymywania tablic routingu protokół routingu zapamiętuje wszystkie dostępne trasy, umieszcza najlepsze trasy w tablicy routingu i usuwa trasy, które nie są już poprawne przykłady protokołów routingu o RIP v1, RIP v2 o OSPF o BGP o IGRP, EIGRP (Cisco) podział protokołów/algorytmów routing wg. kryteriów rodzaj algorytmu algorytmy wektora odległości: RIP algorytmy stanu łącza: OSPF miejsce/zakres działania wewnętrzne: RIP, OSPF, IS-IS zewnętrzne: BGP
6 protokoły routingu wewnętrznego IGP: Interior Gateway Protocols, są zaprojektowane do użycia w sieci kontrolowanej przez jedną organizację najistotniejszym elementem jest metryka oraz sposób jej użycia protokoły routingu zewnętrznego EGP: Exterior Gateway Protocols muszą izolować systemy autonomiczne (systemy autonomiczne są zarządzane przez różne organizacje) zazwyczaj używane pomiędzy dostawcami usług sieciowych lub pomiędzy firmą a dostawcą usług sieciowych do rozpoczęcia procesu routingu wymagają trzech zestawów informacji o listy sąsiednich routerów, z którymi mają wymieniać informacje o routingu o listy sieci, które mają być ogłaszane jako bezpośrednio dostępne o numeru systemu autonomicznego routera lokalnego struktury geograficzne system autonomiczny grupa sieci pozostających pod wspólną administracją i współdzielących tę samą strategię routingu przez świat zewnętrzny jest postrzegany jako pojedyncza, spójna jednostka routingu dzięki podziałowi na systemy autonomiczne sieci są mniejsze i łatwiejsze w zarządzaniu system autonomiczny musi mieć 16-bitowy numer identyfikacyjny o publiczny: przydzielany przez organizację ARIN (American Registry of Internet Numbers) lub dostawcę usług, o prywatny: przydzielany przez administrator obszar to jednostka mniejsza od systemu autonomicznego - wyodrębnienie obszarów spośród systemu autonomicznego pozwala na zmniejszenie ruchu w sieci typy obszarów o obszar rdzeniowe (backbone): do niego przyłączone są pozostałe obszary o obszary tranzytowe: jest w nich więcej niż 1 wyjście o obszary ślepe : jest tylko jedno wyjście
7 protokoły wektora odległości (distance vector) mierzą odległości w danym kierunku w celu matematycznego porównania tras - stąd wektor odległości zazwyczaj posługują się prostą metryką np. liczbą przeskoków działają wg. algorytmu Bellmanna-Forda do obliczania sumarycznych odległości dzielących sieci - każdy prefiks ma przypisany skumulowany wektor odległości pokazujący, jak daleko w danym kierunku znajduje się ta sieć nie umożliwiają routerowi poznania dokładnej topologii sieci, ponieważ każdy router otrzymuje całą tablicę routingu tylko od bezpośrednio z nim połączonych routerów sąsiednich z informacji routingu od sąsiadów routery obliczają oddzielnie najlepszą ścieżkę do danego prefiksu i ponownie rozgłaszają sąsiadom aktualizacje routingu aktualizacja odbywa się okresowo lub gdy zmieni się topologia sieci, aktualizacje topologii sieci postępują od routera do routera zalety: prostota wady: ograniczenia na koszt, np. maksymalna liczba przeskoków, niebezpieczeństwo pętli routingu przykład: RIP protokoły stanu łącza (link state) działają według algorytmu Dijkstry SPF (Shortest Path First) najkrótszej ścieżki każdy router przesyła sąsiadom stany swoich łącz (nie wpisy z tablicy routingu) i redystrybuuje stany łącz swoich sąsiadów router utrzymuje skomplikowaną bazę danych informacji o topologii - ma wiedzę na temat odległych routerów i sposobu ich połączenia po osiągnięciu zbieżności wszystkie routery w sieci mają spójny ogląd całej sieci i obliczają trasy do prefiksów, które dopiero wtedy umieszczają w tablicy routingu w przypadku zmian w topologii, nowe ścieżki znajdowane są szybko i z małym narzutem zalety: dobra zbieżność wady o skomplikowane o zużycie czasu procesora o zapotrzebowanie na pamięć (do przechowywania wszystkich informacji z różnych baz danych, drzewa topologii i tablicy routingu) o początkowe zużycie pasma dla wymiany wielu danych stanu łącz (potem wymagana minimalna ilość pasma do sporadycznego lub wyzwalanego zdarzeniami wysyłania pakietów odzwierciedlających zmiany topologii)
8 równoważenie obciążenia jeśli router umieści w tablicy routingu informacje o wielu ścieżkach, dla których odległości administracyjne i metryki są takie same (lub dla niektórych protokołów metryki różniące się o pewną ograniczoną wartość) router może przesyłać pakiety w stronę sieci docelowej nie jedną, ale wszystkimi ścieżkami (=równoważenie obciążenia) liczba ścieżek równoważnych ogólnie Cisco IOS: do sześciu tras o równych kosztach protokół EIGRP: do czterech tras o równych kosztach protokół BGP: domyślnie jest dopuszczalna tylko jedna ścieżka do miejsca przeznaczenia metody równoważenia obciążenia dla pakietów IP na poziomie adresu przeznaczenia (per-destination) o jest to tzw. szybkie przełączanie: dla danego adresu przeznaczenia buforowana jest tylko jedna trasa (pierwsza na liście), pakiety adresowane do innego hosta w tej samej sieci mogą być przesłane alternatywną trasą o domyślne pakiet po pakiecie (per-packet) o jest to tzw. przełączanie procesowe o router zmienia ścieżkę dla każdego pakietu do tego samego prefiksu wg. metody round robin (jeden po drugim) pętle routingu to sytuacje, gdy nieprawidłowe aktualizacje informacji o sieci krążą w pętli, pomimo tego, że sieć docelowa nie działa mogą powstawać, gdy niespójne tablice routingu nie są aktualizowane z powodu wolnej zbieżności sieci szkodliwość: strata pasma protokoły routowane do routingu używane są protokoły routujące protokoły routowane służą do przesyłania ruchu użytkowego zawierają w adresie warstwy sieciowej potrzebną informację, aby umożliwić przesłanie pakietu z jednego hosta do innego przykłady o IPv4, IPv6 o IPX