Geum.ru

Маршрутизация в мультисервисных сетях

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

±рабатывать все типы данных и коммутировать любой трафик. Сегодня поставщики и пользователи готовятся к этому будущему, и очертания сети нового типа со временем будут становиться все более четкими.

 

 

2. Маршрутизация в мультисервисной сети

 

Маршрутизация - это один из важнейших механизмов передачи пакетов по компьютерным сетям. Маршрутизация решает две задачи: борьба с перегрузками узлов сети и поиск кратчайших путей для передачи пакетов. Основные факторы, влияющие на выбор маршрутизатором пути - это неисправности (когда узел или канал связи выходят из строя) и перегрузки (когда какой-либо участок сети оказывается перегруженным и желательно перенаправление пакетов в обход).

Существуют два больших класса алгоритмов маршрутизации: статические и динамические. Статические алгоритмы принимают решение только на основе данных, которые не меняются с течением времени. Динамические алгоритмы постоянно обновляют свои локальные структуры для оптимизации выбора маршрутов.

 

2.1 Общие понятия и виды методов маршрутизации

 

Основными формами каждого маршрутизатора, реализуемым в соответствии с протоколами маршрутизации, являются:

  1. Определение наилучших маршрутов до возможных пунктов назначения и сохранение полученной информации в таблице маршрутизации;
  2. Передача пакетов по оптимальным путям, выбранным из таблицы маршрутизации на основе адресов получателей.

Современные протоколы маршрутизации предусматривают автоматическое формирование таблиц маршрутизации и поддержание их виртуального состояния на основе взаимодействия маршрутизаторов друг с другом. На каждом маршрутизаторе функции определяют программы опроса и прослушивания, с помощью которых он обменивается информацией с другими маршрутизаторами. Полученная информация используется для построения и обновления таблицы маршрутизации.

Таблица маршрутизации, иногда называемая базой банных маршрутизации, включает набор оптимальных путей, используемых маршрутизатором при передаче пакетов в данный момент времени. Каждая строка этой таблицы содержит, по крайней мере, следующею информацию:

  1. Сетевой адрес получателя;
  2. Адрес следующего маршрутизатора, пересылка к которому соответствует оптимальному пути до пункта назначения;
  3. Характеристику пути, например, пропускная способность канала связи и отметку времени, когда эта характеристика была определена;
  4. Информацию о способе пересылки, например, номер выходного порта.

В одной строке таблицы могут храниться данные о нескольких возможных следующих транзитных маршрутизаторах, задающих различные критерии оптимальности пути. Способ выбора транзитного маршрутизатора зависит от используемой схемы протокола маршрутизации.

Определение оптимальности путей при формировании и обновлении таблицы маршрутизации может производиться в соответствии с такими критериями или их комбинациями, как:

  1. Длина маршрута, измеренная количеством маршрутизаторов, через которое необходимо пройти до пункта назначения;
  2. Пропускная способность канала связи;
  3. Прогнозируемое суммарное время пересылки;
  4. Стоимость канала связи.

При наличии таблицы маршрутизации функцию передачи пакетов по оптимальным путям маршрутизатор реализует достаточно просто. Для отправки пакета через маршрутизатор узел локальной сети помещает в заголовок пакета на сетевом уровне модуля OSI адрес действительного получателя, а на канальном уровне - MAC- адрес маршрутизатора. После получения очередного пакета маршрутизатор выполняет следующие действия:

  1. Считывает из заголовка пакета, соответствующий сетевому уровню модели OSI, адрес назначения, т.е. сетевой адрес получателя;
  2. По таблице маршрутизации определяется адрес следующего транзитного маршрутизатора, пересылка к которому соответствует оптимальному пути до пункта назначения;
  3. Заменяет в заголовке пакета, соответствующий канальному уровню модели OSI, свой МАС - адрес на МАС- адрес выбранного транзитного маршрутизатора;
  4. Отсылает пакет выбранному транзитному маршрутизатору.

По мере того, как пакет передвигается через сеть, физический адрес (МАС- адрес) его получателя меняется, но логический адрес пункта назначения, соответствующий сетевому уровню модели OSI, остается без изменений.

В следующей таблице показан пример таблицы IP-маршрутизации. Этот пример соответствует компьютеру с Windows Server 2003, Standard Edition, имеющему одну сетевую плату с пропускной способностью до 10 Мбит/с и следующую конфигурацию:

IP-адрес: 10.0.0.169

 

ОписаниеСетевой адресМаска сетиАдрес шлюзаИнтерфейсМетрикаМаршрут по умолчанию0.0.0.00.0.0.010.0.0.110.0.0.16930Сетевой адрес замыкания на себя127.0.0.0255.0.0.0127.0.0.1127.0.0.11Локальная сеть10.0.0.0255.0.0.010.0.0.16910.0.0.16930Локальный IP-адрес10.0.0.169255.255.255.255127.0.0.1127.0.0.130Адреса многоадресной рассылки224.0.0.0240.0.0.010.0.0.16910.0.0.16930Адрес ограниченной широковещательной рассылки255.255.255.255255.255.255.25510.0.0.16910.0.0.1691

Маска подсети: 255.0.0.0

Основной шлюз: 10.0.0.1

 

2.1.1 Маршрутизация с помощью IP-пакетов

Рассмотрим теперь принципы, на основании которых в сетях IP происходит выбор маршрута передачи пакета между сетями.

Сначала необходимо обратить внимание на тот факт, что не только маршрутизаторы, но и конечные узлы - компьютеры - должны принимать участие в выборе маршрута. Пример, приведенный на рисунке

Длина маршрута может существенно измениться в зависимости от того, какой маршрути