Protokoły routingu

• Protokoły routingu (routujące, ang. routing protocols) używane są do wymiany informacji o trasach pomiędzy sieciami komputerowymi, co pozwala na dynamiczną budowę tablic routingu. Tradycyjne trasowanie jest bardzo proste, bo polega na wykorzystaniu tylko informacji o następnym "przeskoku" (ang. hop ). W tym przypadku router tylko kieruje pakiet do następnego routera, bez uwzględnienia na przykład zbyt wielkiego obciążenia czy awarii na dalszej części trasy.

Mimo że dynamiczny routing jest bardzo skomplikowany, to właśnie dzięki niemu Internetjest tak elastyczny i rozwinął się o ponad 8 rzędów wielkości w ciągu ostatnich 30 lat.

Protokoły routingu robią dwie proste rzeczy:• mówią światu, kim są sąsiedzi• mówią sąsiadom, jak wygląda świat

• Metryka routingu jest wartością używaną przez algorytmy routingu do określenia, która trasa jest lepsza. Brane są pod uwagę: szerokość pasma, opóźnienie, liczba przeskoków, koszt ścieżki, obciążenie, MTU, niezawodność, koszt komunikacji. Tylko najlepsze trasy przechowywane są w tablicach routingu, podczas gdy inne mogąbyć przechowywane w bazach danych. Jeśli router korzysta z mechanizmów równoważenia obciążenia (ang. load balancing) w tablicy routingu może wystąpić kilka najlepszych tras. Router będzie je wykorzystywał równolegle, rozpraszając obciążenie równomiernie pomiędzy trasami.

Podział ze względu na zależności pomiędzy routerami

• Wewnętrzne protokoły routingu (zwane również protokołami bramy wewnętrznej - IGP, ang. Interior Gateway Protocol) - używane do wymiany informacji o trasach w pojedynczym systemie autonomicznym.

• Przykłady:– IGRP/EIGRP (Interior Gateway Routing Protocol /

Enhanced IGRP) – OSPF (Open Shortest Path First) – RIP (Routing Information Protocol) – IS-IS (Intermediate System to Intermediate System)

Podział ze względu na zależności pomiędzy routerami

• Zewnętrzne protokoły routingu (zwane również protokołami bramy zewnętrznej - EGP, ang. Exterior Gateway Protocol) - używane do wymiany informacji o trasach pomiędzy różnymi systemami autonomicznymi.

• Przykłady:– EGP (Exterior Gateway Protocol - obecnie

przestarzały) – BGP (Border Gateway Protocol)

Podział ze względu na sposób działania

• protokoły routingu wektora odległości -przekazują okresowe kopie tablic routingu do sąsiedniego routera, nie mają pełnej informacji o odległych routerach, najlepsza ścieżka ustalana jest przez dodawanie do metryki routingu wartości. Przykłady:

• RIP• IGRP

Podział ze względu na sposób działania

• protokoły routingu stanu łącza - utrzymujązłożone bazy danych z informacjami o topologii, mają pełną informację o odległych routerach, najlepsza ścieżka jest obliczana przez każdy router. Przykłady:

• OSPF• IS-IS/Integrated IS-IS

Podział ze względu na sposób działania

• hybrydowe protokoły routingu - mają cechy zarówno protokołów wektora odległości jak i stanu łącza. Przykłady:

• EIGRP

Podział ze względu na sposób działania

• protokoły routingu typu path-vector - opisujątrasy przy pomocy atrybutów:

• EGP – nie do końca path-vector (RFC 827)• BGP

RIP

• RIP (ang. Routing Information Protocol), czyli Protokół Informowania o Trasach oparty jest na zestawie algorytmów wektorowych, służących do obliczania najlepszej trasy do celu.

• Używany jest w Internecie w sieciach korzystających z protokołu IP (zarówno wersji 4 jak i 6). Dzisiejszy otwarty standard protokołu RIP, czasami nazywany IP RIP, jest opisany w dokumentach RFC 1058 i STD 56. Z powodu znacznego rozrostu sieci IETF rozpoczęło pracęnad protokołem RIP 2.

Cechy protokołu RIP• Jest to protokół routingu działający na podstawie

wektora odległości. • Do utworzenia metryki złożonej stosuje się jedynie

liczbę przeskoków. • Aktualizacje routingu są rozgłaszane domyślnie co 30

sekund. • RIP wysyła informacje o trasach w stałych odstępach

czasowych oraz po każdej zmianie topologii sieci. • Pomimo wieku, oraz istnienia bardziej

zaawansowanych protokołów wymiany informacji o trasach, RIP jest ciągle w użyciu. Jest szeroko używany, dobrze opisany i łatwy w konfiguracji.

• Wadami protokołu RIP są wolny czas konwergencji (inaczej długi czas osiągania zbieżności), niemożliwośćskalowania powyżej 15 skoków a także wybór mało optymalnych ścieżek.

IGRP

• IGRP (ang. Interior Gateway Routing Protocol), czyli protokół routingu bramy wewnętrznej, jest jednym z protokołów sieciowych kontrolujących przepływ pakietów wewnątrz tzw. systemu autonomicznego (ang. AS - AutonomousSystem) - części sieci zarządzanej przez jednąorganizację.

• Wymaga 16-bitowego identyfikatora systemu autonomicznego przydzielonego przez ARIN

Cechy protokołu IGRP

• Działa na podstawie algorytmu wektora odległości.

• Decyzje co do ścieżki, na którą skierować pakiet są podejmowane przez Router wykorzystujący IGRP na podstawie metryki złożonej wyliczonej z szerokości pasma, obciążenia, opóźnienia i niezawodności.

• Aktualizacje routingu są rozgłaszane po zmianie stanu sieci oraz domyślnie co 90s.

• IGRP jest protokołem opracowanym przez jednąz największych firm sieciowych Cisco.

OSPF

• OSPF (ang. Open Shortest Path First), w wolnym tłumaczeniu: "otwórz/wybierz na początku najkrótszą ścieżkę" – jest to protokół routingutypu stanu łącza (ang. Link State). Opisany jest w dokumentach RFC 2328. Jest zalecanym protokołem wśród protokołów niezależnych (np. RIP, ang. Routing Information Protocol).

OSPF

• W przeciwieństwie do protokołu RIP, OSPF charakteryzuje się dobrą skalowalnością, wyborem optymalnych ścieżek i brakiem ograniczenia skoków powyżej 15, przyspieszonązbieżnoscią. Przeznaczony jest dla sieci posiadających do 50 routerów w obszarze.

• Cechami protokołu OSPF są: routing wielościeżkowy, routing najmniejszym kosztem i równoważne obciążenia.

• OSPF jest protokołem wewnętrznej bramy - IGP (ang. Interior Gateway Protocol).

OSPF

• Protokół OSPF używa hierarchicznej struktury sieci z podziałem na obszary z centralnie umieszczonym obszarem zerowym (ang. area 0), który pośredniczy w wymianie tras między wszystkimi obszarami w domenie OSPF.

• OSPF jest protokołem typu link-state jedynie wewnątrz obszaru. Oznacza to, że w ramach pojedynczego obszaru wszystkie routery znają całą jego topologię i wymieniają się między sobą informacjami o stanie łącz, a każdy z nich przelicza trasy samodzielnie (algorytm Dijkstry). Między obszarami OSPF działa jak protokółtypu distance-vector, co oznacza, że routery brzegowe obszarów wymieniają się między sobą gotowymi trasami. Istnienie obszaru zerowego umożliwia trasowaniepakietów pomiędzy obszarami bez powstawania pętli.

IS-IS

• IS-IS (ang. Intermediate System to IntermediateSystem) jest protokołem routingu typu stanu łącza opartym na otwartych standardach. IS-ISjest protokołem wewnętrznej bramy – IGP (ang. Interior Gateway Protocol).

• Protokół opisany jest w dokumencie RFC 1142.

EIGRP

• EIGRP – właścicielski protokół Cisco Systemstypu balanced hybrid przeznaczony do routinguwewnątrz systemu autonomicznego (IGP). Jest to protokół distance-vector z pewnymi cechami protokołów typu link-state, jak np. utrzymywanie relacji sąsiedzkich z przyległymi routerami (ang.adjacent routers) i utrzymywanie tablicy topologii.

• Do przeliczania tras używa maszyny DUAL FSM(Diffused Update Algorithm Finite StateMachine). Używany w sieciach o wielkości nieprzekraczającej 50 routerów.

EIGRP

• Używa płaskiej struktury sieci z podziałem na systemy autonomiczne. Do transportu pakietów wykorzystuje protokół RTP (Reliable Transport Protocol). Używa złożonej metryki.

• Od protokołów typu link-state odróżnia go fragmentaryczna wiedza o strukturze sieci (jedynie połączenia do sąsiadów), a co za tym idzie nie wykorzystuje algorytmu Dijkstry Shortest Path First do przeliczania tras.

• Chętnie wykorzystywany ze względu na łatwąkonfigurację, obsługę VLSM i krótki czas konwergencji.

• Wymaga 16-bitowego identyfikatora systemu autonomicznego przydzielonego przez ARIN

BGP

• BGP, ang. Border Gateway Protocol – protokół routingutypu path-vector działający między systemami autonomicznymi. Obecny otwarty standard protokołu BGP jest opisany w dokumentach RFC 4271 i 1772.

• Zadaniem BGP jest wymiana informacji między systemami autonomicznymi. BGP wyznacza ścieżki pozbawione pętli. Protokół ten nie używa metryk. Do jego głównych zalet należy zapewnienie pełnej redundancji łączy.

• Protokół BGP funkcjonuje w oparciu o protokół TCP na porcie 179. Relacje między sąsiadami BGP tworzone sądzięki protokołowi TCP, dlatego nie wymagają istnienia bezpośredniego sąsiedztwa routerów (ang. adjacency).

EGP

• EGP (ang. Exterior Gateway Protocol) - protokółroutingu zewnętrznego służący do łączenia systemów autonomicznych.

• Wymiana informacji odbywa się w trzech krokach:• neighbour acquisition - pozyskiwanie sąsiadów

poprzez wymianę odpowiednich komunikatów • neighbour reachability' - sprawdzanie dostępności

sąsiadów. Polega na wysłaniu odpowiedniego komunikatu i oczekiwaniu na odpowiedź. Jeśli brak odpowiedzi po trzykrotnym wysłaniu komunikatu, dany sąsiad zostaje uznany za nieaktywny i wszystkie informacje dotyczące osiąganych przez niego tras są usuwane z tablicy routingu.

EGP

• network reachability - sprawdzenie osiągalności adresu wewnętrznej sieci autonomicznej. Okresowe przesyłanie danych o dostępnych adresach wewnątrz sieci autonomicznej

• Protokół EGP został zastąpiony protokołem BGP, który jest bardziej elastyczny i posiada więcej funkcji.