Реферат об'єктом дослідження даної курсової роботи служить протокол динамічної маршрутизації is-is. Ефективність роботи даного протоколу розглядається в практичній частині за допомогою програмного забезпечення для симуляції комп’ютерних мереж Packet Tracer ця програма дозволяє емулювати І візуалізув

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

1 2

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. ЮРІЯ ФЕДЬКОВИЧА

ІНЖЕНЕРНО-ТЕХНІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА КОРЕЛЯЦІЙНОЇ ОПТИКИ

Напрям підготовки: (0924 “Телекомунікації”)

Дисципліна: Телекомунікаційні комп’ютерні мережі

ПРОТОКОЛ ДИНАМІЧНОЇ МАРШРУТИЗАЦІЇ IS-IS

КУРСОВА РОБОТА

Завідувач кафедри

доктор фізико-математичних наук,

професор О. В. Ангельський

Керівник

кандидат фізико-математичних наук

доцент Д. М. Бурковець

Виконала

Студентка 4-го курсу Т. М. Бордіян

Чернівці, 2010

Завдання до роботи

Вивчити принцип динамічної маршрутизації в мережі Internet. З’ясувати місце та роль протоколів маршрутизації внутрішнього шлюзу.
Дослідити ефективність роботи проколу маршрутизації IS-IS.
Розробити методичний матеріал для лабораторної роботи з курсу телекомунікаційні комп’ютерні мережі для студентів 4-го курсу, напрямок телекомунікації із використанням реалізації IOS Cisco.

РЕФЕРАТ

Об'єктом дослідження даної курсової роботи служить протокол динамічної маршрутизації IS-IS. Ефективність роботи даного протоколу розглядається в практичній частині за допомогою програмного забезпечення для симуляції комп’ютерних мереж - Packet Tracer v5.1. Ця програма дозволяє емулювати і візуалізувати мережі будь-якої складності і спроектувати їх стуктуру, що і було зроблено для наглядного прикладу роботи протоколу IS-IS. Проведено порівняння даного протоколу IS-IS з подібним протоколом OSPF.

Сторінок – 46, рисунків – 1, джерел літератури – 7, додатків –2

Ключові слова: маршрутизація, міждоменний протокол IS-IS, конвергенція, протоколи аналізу стану каналу, рівні маршрутизації OSI, протокольні стеки, протоколом OSPF.

ЗМІСТ

РЕФЕРАТ

СПИСОК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, ТЕРМІНІВ, СКОРОЧЕНЬ

ВСТУП

ОСНОВНА ЧАСТИНА

1. Теоретична частина

1.1. Основи міждоменної маршрутизації

1.1.1. Приклад простої маршрутизації

1.1.2. Назва

1.2 Протокол міждоменної маршрутизації IS-IS

1.2.1 Основні характеристики протоколу IS-IS:

1.2.2. End System to Intermediate System (ES-IS)

1.2.3. Рівні маршрутизації OSI

1.2.4. Інтегрований протокол - IS-IS

1.2.5. Порівняльна характеристика IS-IS і OSPF

1.2.6. Приклад IS - IS -системи|

1.3. Конфігурація IS – IS

1.3.1 Метрики

1.3.2. Підсумовування маршрутів між областями

2. Експериментальна частина

2.1. Налаштування IS – IS

2.2. Оптимізація IS - IS

ВИСНОВКИ

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

ДОДАТКИ

СПИСОК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, ТЕРМІНІВ, СКОРОЧЕНЬ

ARP – Address Resolution Protocol (протокол дозволення адрес)

BGP-4 – Border Gateway Protocol Version 4 (протокол граничного шлюзу версії 4)

BISs – Border Intermediate Systems

CLNS – Connectionless Network Service

CSNP – Complete Sequence Number Packet

DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol (протокол динамічної конфігурації)

DLCI – Data Link Connection Identifier

EIGRP – Enhanced Interior Gateway Protocol (розширений протокол внутрішнього шлюзу)

EGP – Exterior Gateway Protocol (протокол зовнішнього шлюзу)

ICMP – Internet Control Message Protocol (протокол контролю повідомлень)

IDRP – Interdomain Routing Protocol (міждоменний протокол маршрутизації)

IGP – Interior Gateway Protocol (протокол внутрішнього шлюзу)

ISH – Intermediate System Hello

ISO – International Organization for Standartization (Міжнародна організація по стандартизації)

ISP – Internet Service Provider (провайдер послуг Інтернет)

IS - IS – Intermediate| System to Intermediate System (протокол обміну даними між проміжними системами)

NSAPs – Network Service Access Points

OSI – Open System Interconnection (взаємодія відкритих систем)

OSPF – Open Shortest Path First (протокол першого найкоротшого відкритого маршруту)

PPP – Point-to Point Protocol (протокол типу точка-точка)

RID – Router ID (ідентифікатор маршрутизатора)

RIP – Routing Information Protocol (протокол інформації про маршрути)

UDP – User Datagram Protocol (протокол датаграм користувача)

VLSM – Variable-length Subnet Mask (маска підмережі змінної довжини)

Рис.- рисунок

див.- дивись

т.д. – так далі

ВСТУП

Сьогодні, сучасне суспільство не може представити своє існування, розвиток і звичне вже для нього життя без мережі, чи то локальна мережа, чи то глобальна мережа різниці не має.

Інтернет – це величезна кількість комп’ютерів, з’єднаних між собою каналами зв’язку, плюс набір стандартних правил, по яким вони обмінюються інформацією. При цьому, самі канали зв’язку навіть меньш важливі ніж правила передачі по ним. Ці правила називаються протоколами. Якщо хоча б два комп’ютера взаємодіють по таким протоколам – це вже справжній Інтернет.

Будь-яка мережа передачі даних з комутацією пакетів спирається на протоколах мережного рівня.

Одна із основних задач мережного рівня є маршрутизація. Маршрутизація – це процес визначення шляху до приймача.

Існуе два способа маршрутизації: статична і динамічна. Найпростіший спосіб маршрутизації проводиться за допомогою статичної маршрутизації. Але це не завжди ефективно тому, що в статичній маршрутизації дуже погана маштабованість , низька стійкість до ушкоджень ліній зв'язку, відсутність динамічного балансування навантаження, необхідність у введенні окремої документації маршрутів. Для вирішення цих проблем використовують динамічну маршрутизацію. Рішення динамічної маршрутизації покликані збирати інформацію про поточний стан складної мережі і підтримувати таблицю маршрутів через цю мережу, щоб забезпечити доставку пакетів по найкоротшому і найефективнішому маршруту. Існує ціла низка алгоритмів динамічної маршрутизації, починаючи від простих дистанційно-векторних і закінчуючи складними протоколами маршрутизації на основі аналізу стану каналу. [1]

На сьогоднішній день є актуальною є задача виявити найбільш ефективний з точки зору швидкості адаптації до змін в топології, за складністю алгоритмів реалізації, за складністю використання і з точки зору мінімальної надлишковості.

Отже, метою цієї курсової роботи є вивчення принципів динамічної маршрутизації в мережі Internet. З’ясування місця та ролі протоколів маршрутизації зовнішнього шлюзу. Дослідження ефективності роботи проколу маршрутизації IS-IS. Розроблення методичного матеріалу для лабораторної роботи з курсу телекомунікаційні комп’ютерні мережі для студентів 4-го курсу, напряму телекомунікації із використанням реалізації IOS Cisco.

ОСНОВНА ЧАСТИНА

1. Теоретична частина

1.1.Основи міждоменної маршрутизації

Мережа Інтернет являє собою об’єднання автономних систем (autonomous systems), які ділять між собою зони адміністративної відповідальності і визначають для різних організацій правила маршрутизації. Автономні системи створюються на основі маршрутизаторів, які можуть працювати з протоколами внутрішнього шлюзу Interior Gateway Protocols (IGP), такими як: протокол інформації про маршрути Routing Information Protocol (RIP), розширений протокол внутрішнього шлюзу Enhanced Interior Gateway Protocol (EIGRP), протокол переважного вибору найкоротшого шляху Open Shortest Path First (OSPF) і протокол обміну маршрутною інформацією між проміжними системами Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS). Всі ці протоколи і граничні з ними взаємодіють за допомогою протоколу зовнішнього шлюзу Exterior Gateway Protocol (EGP). В даний час стандартом для мережі Internet є протокол граничного шлюзу версії 4 (Border Gateway Protocol Version 4 — BGP-4), описаний в RFC 17711.

Огляд маршрутизаторів і схем маршрутизації

Маршрутизатори — це пристрої, які регулюють напрям трафіку між хостами. Вони створюють маршрутні таблиці, які містять інформацію про всі можливі маршрути до всіх відомих вузлів. Нижче описані етапи маршрутизації.

1. На маршрутизаторах запускаються спеціальні програми, які називають протоколами маршрутизації (routing protocols). Ці програми служать для прийому і передачі маршрутної інформації іншим маршрутизаторам в мережі.

2. Маршрутизатори використовують інформацію про маршрути для заповнення своїх таблиць маршрутизації, які пов'язані з відповідним протоколом маршрутизації.

3. Маршрутизатори сканують таблиці маршрутів різних протоколів маршрутизації (якщо використовується декілька протоколів маршрутизації) і вибирають один або декілька найкращих шляхів для доставки трафіку в пункт призначення.

4. Маршрутизатори взаємодіють при передачі трафіку з наступними найближчими пристроями (next-hop devices), що володіють адресою канального рівня, і з локальними інтерфейсами, які використовуються для пересилки пакетів в пункти призначення. Зверніть увагу, що як наступний найближчий пристрій може виступати ще один маршрутизатор і навіть просто видалений вузол, якому призначений пакет.

5. Інформація про пересилку для наступних найближчих пристроїв (адреса канального рівня і витікаючий інтерфейс) поміщається на маршрутизаторі в таблицю маршрутів пересилки (forwarding table).

6. Коли маршрутизатор приймає пакет, він аналізує заголовок пакету і виділяє адресу одержувача.

7. Далі маршрутизатор консультується з таблицею маршрутів пересилки і отримує звідти відомості про витікаючий інтерфейс і про адрес наступного найближчого пристрою, звідки можна потрапити в пункт призначення.

8. Крім того, маршрутизатор виконує всі необхідні додаткові функції(такі як зменшення значення "Часу життя" IP TTL і управління параметрами типу сервісу IP TOS) і потім пересилає пакет на відповідний пристрій.

9. Всі ці дії продовжуються, поки пакет не досягне хоста одержувача. Така схема відображає парадигму про маршрутизацію через проміжні вузли (hop-byhop), яка зазвичай застосовується в мережах з комутацією пакетів.

Причиною розробки протоколів зовнішнього шлюзу, було те, що протоколи внутрішнього шлюзу не дуже добре масштабувалися в мережах, більше за рівень підприємства, з тисячами вузлів і сотнями тисяч маршрутів. Протоколи внутрішнього шлюзу не були передбачені для цих цілей.

1.1.1. Приклад простої маршрутизації

На рис.1.(див. Додаток А) представлено три маршрутизатори — RTA, RTB і RTC, об'єднуючі три локальні обчислювальні мережі, — 192.10.1.0, 192.10.5.0 і 192.10.6.0 за допомогою послідовних з'єднань. Кожне послідовне з'єднання має власна мережева адреса, тобто в результаті виходять три додаткові мережі — 192.10.2.0, 192.10.3.0 і 192.10.4.0. Кожна мережа має свою метрику, яка показує рівень складності службових операцій (вага) при передачі трафіку по певному каналу. Так, наприклад, з'єднання між RTA і RTB має вагу 2000, що набагато вище за вагу з'єднання між RTA і RTC, рівного 60. Насправді з'єднання між RTA і RTB може бути організоване на швидкості 56 Кбит/с з істотнішими затримками, ніж цифровий канал типу Т1 між RTA і RTC і між RTC і RTB.

Маршрутизатори RTA, RTB і RTC за допомогою одного з протоколів IGP обмінюються мережевою інформацією і будують відповідно до неї свої таблиці маршрутизації. На рис. 1 представлені приклади таблиці маршрутів на маршрутизаторі RTA для двох різних випадків. В одному випадку маршрутизатори обмінюються інформацією про маршрути по протоколу RIP, а в іншому —за допомогою протоколу OSPF.

Як приклад того, як трафік переміщається між кінцевими станціями, розглянемо такий випадок. Припустим, що хост 192.10.1.2 спробував передати пакет на хост 192.10.6.2. При цьому йому доведеться використовувати маршрут, вручну встановлений за умовчанням, і переслати пакет спочатку на маршрутизатор RTA. Далі RTA проглядає свою таблицю маршрутів в пошуку мережі, до якої належить вузол одержувача, і з'ясовує, що мережа 192.10.6.0 доступна через наступний найближчий вузол 192.10.3.2 (RTC), сполучений послідовним каналом під номером 2 (S2). Маршрутизатор RTC, отримавши пакет, спробує знайти одержувача в своїй таблиці маршрутів (вона не показана на малюнку). Потім маршрутизатор RTC виявить, що хост одержувача безпосередньо підключений до його інтерфейсу Ethernet О (ЕО) і передасть пакет на хост 192. 10.6.2.

В даному прикладі маршрутизація відбувається однаково і при використанні протоколу RIP, і при роботі по протоколу OSPF. Проте слід пам'ятати, що RIP відноситься до дистанційно-векторних протоколів, а OSPF — до протоколів маршрутизації на основі аналізу стану каналу зв'язку. Для різних прикладів маршрутизації на базі схеми, представленої на рис. 1, при застосуванні RIP і OSPF можуть бути отримані різні результати. Тепер цілком закономірно перейти до розгляду характеристик обох категорій протоколів IGP, історії їх розвитку і тенденцією до загального ускладнення системи маршрутизації.

1.2. Концепції протоколів маршрутизації

Більшість протоколів маршрутизації, використовуваних сьогодні, заснована на одному з двох алгоритмів розподіленої маршрутизації: аналіз стану каналу і дистанційний вектор. У подальших розділах ми обговоримо різні властивості, властиві алгоритмам дистанційного вектора і аналізу стану каналу.

1.2.1. Дистанційно-векторні протоколи маршрутизації

Дистанційно-векторні протоколи маршрутизації іноді називаються протоколами Беллмана-форда (Bellman-Ford) на честь винахідників алгоритму обчислень найкоротших маршрутів, які вперше описали механізм розподіленого застосування цього алгоритма. Термін дистанційний вектор (distance vector) виник з огляду на те, що в протоколі є вектор (список) відстаней (лічильник переприймань або інші параметри), який пов'язаний з кожним префіксом одержувача, що міститься в повідомленні про маршрут.

Дистанційно-векторні протоколи маршрутизації, такі як протокол маршрутної інформації Routing Information Protocol (RIP), при розрахунку маршруту використовують механізм розподілених обчислень для кожного префікса пункту призначення. Іншими словами для роботи дистанційно-векторних протоколів необхідно, щоб кожен вузол окремо займався обчисленням найкращого маршруту (витікаючого з'єднання) для кожного префікса пункту призначення.

Вибравши найкращий маршрут, маршрутизатор посилає дистанційні вектори своїм сусідам, повідомляючи їх таким чином про доступність кожного з пунктів призначення і про метрики маршрутів, які вибрані для доставки даних у відповідний пункт призначення. Паралельно сусідні з маршрутизатором вузли також обчислюють найкращий маршрут до кожного пункту призначення і повідомляють своїх сусідів про доступні маршрути (і пов'язаних з ними метриках), за допомогою яких можна досягти заданого пункту призначення. На підставі квитанцій (звітних повідомлень) від сусідів, де детально описується маршрут до пункту призначення і його метрики, маршрутизатор може "вирішити", що існує кращий маршрут через іншого сусіда. Потім він повторно розсилає повідомлення про наявні маршрути і їх метрики своїм сусідам. Ці процедури повторюються до тих пір, поки всі маршрутизатори не визначать найкращі маршрути для кожного пункту призначення.

Початкові специфікації дистанційно-векторних протоколів, таких як RIP версії 1 (RIP-1), мали серйозні недоліки. Наприклад, підрахунок кількості переприймань був єдиною метрикою в RIP-1, яка використовувалася при виборі маршруту. Крім того, цей протокол мав декілька обмежень. Розглянемо, наприклад, маршрутні таблиці маршрутизатора RTA (рис. 1). У одній з них представлена інформація про маршрути, зібрана протоколом RIP, а в іншій — протоколом OSPF (цей протокол маршрутизації на основі аналізу стану каналу обговорюватиметься в подальших розділах).

При використанні RIP-1 маршрутизатор RTA вибере пряме з'єднання між RTA і RTB, щоб досягти мережі 192.10.5.0. Маршрутизатор RTA вибирає це з'єднання тому, що при безпосередньому з'єднанні для того, щоб досягти заданої мережі, використовується лише одне переприймання через вузол RTB, проти двох переприймань при виборі маршруту через вузли RTC і RTB. Проте маршрутизатор RTA "знає" про те, що канал RTA RTB має меншу продуктивність і великий час затримки, а канал RTC-RTB забезпечить вища якість обслуговування.

З іншого боку, при використанні протоколу OSPF і метрик при виборі маршруту, крім підрахунку кількості переприймань, маршрутизатор RTA виявить, що шлях до маршрутизатора RTB через RTC (вага: 60 + 60 = 120; 2 переприймання) є більш оптимальним, ніж прямий шлях (вага: 2000; 1 переприймання).

Ще при підрахунку переприймань слід враховувати обмеження, що накладаються на кількість переприймань, тобто їх не може бути нескінченна множина. У дистанційно-векторних протоколах (наприклад, в RIP-1) кількість переприймань обмежена, як правило, числом 15. При перевищенні цієї межі вузол вважається недоступним по заданому маршруту. Таким чином, розповсюдження інформації про маршрути у великих мережах також викликають певні проблеми (у тих з них, де налічувалося більше 15 вузлів на маршрут). Залежність від кількості переприймань — одна з визначальних характеристик дистанційно-векторних протоколів, хоча новіші протоколи цієї категорії (RIP-2 і EIGRP) не такі строгі.

Ще один недолік — спосіб обміну маршрутною інформацією. Для традиційних дистанційно-векторних протоколів в даний час застосовується наступна концепція: маршрутизатори ведуть обмін всіма IP-адресами, які можуть бути досягнуті при періодичному обміні даними за допомогою широкомовних анонсів дистанційних векторів. Ці широкомовні повідомлення розсилаються згідно "таймеру оновлень" (refresh timer), встановленому для кожного повідомлення. Таким чином, якщо закінчується термін роботи "таймера оновлень" і при цьому поступає нова маршрутна інформація, що вимагає пересилки сусідам, цей таймер скидається, і маршрутна інформація не пересилається до тих пір, поки термін роботи таймера знову не закінчиться. Тепер розглянемо, щоб відбулося, якби з'єднання або певний маршрут раптом стали недоступні з яких-небудь причин відразу після оновлення маршрутів. Розповсюдження маршрутної інформації з відомостями про неробочий маршрут було б затримане на якийсь час до закінчення терміну роботи "таймера оновлення", отже, виникло б значне уповільнення при оновленні маршрутної інформації.

На щастя, в нові модифікації дистанційно-векторних протоколів, таких як EIGRP і RIP-2, введена концепція оновлень трігерів (triggerred updates). Трігерне оновлення поширюють повідомлення про відмови у міру їх появи, що значно прискорює обмін маршрутною інформацією.

Отже, можна зробити висновок про те, що в великих і навіть невеликих мережах з великою кількістю вузлів періодичний обмін таблицями маршрутів з сусідніми вузлами може бути дуже великим за об'ємом, що затруднює обслуговування і уповільнює обмін маршрутною інформацією. Навантаження на процесори і канали зв'язку, викликана періодичним обміном маршрутною інформацією, також може негативно впливати на загальну продуктивність мережі. Ще одна властивість, якою володіють нові дистанційно-векторні протоколи, — підвищена надійність при передачі дистанційних векторів між сусідами, що виключає необхідність періодично повторювати повні таблиці маршрутів.

Конвергенція (convergence) — це інтервал часу, за який оновлюються всі маршрути в мережі, тобто встановлюється факт існування, відсутності або зміни того або іншого маршруту. Старі дистанційно-векторні протоколи працювали за принципом періодичного оновлення маршрутів з використанням таймерів утримання: якщо протягом певного часу інформація про маршрут не поступала, то цей маршрут "заморожувався" (утримувався) і виключався з таблиці маршрутів. Процес утримання і виключення з таблиці маршрутів у великих мережах міг тривати декілька хвилин, поки не проходила повна конвергенція, тобто поки всім вузлам мережі повідомлялася інформація про зникнення маршруту. Затримка між моментом, коли маршрут ставав недоступним, і його виключенням з таблиці маршрутів могла привести до утворення тимчасових петель або навіть "чорних дір".

У деяких дистанційно-векторних протоколах (наприклад, в RIP) при пропажі активного маршруту і його появі, але вже з вищою метрикою (що імовірно згенерувала іншим маршрутизатором, який повідомив про можливий альтернативний маршрут) маршрут як і раніше залишається в "замороженому" стані. Таким чином, час конвергенції для всієї мережі залишається чималим.

Ще один серйозний недолік дистанційно-векторних протоколів першого покоління — їх класова природа і відсутність повноцінної підтримки VLSM і CIDR. При оновленні маршрутної інформації ці дистанційно-векторні протоколи не передають відомості про мережеві маски і, отже, не можуть підтримувати ці технології. У протоколі RIP-1 маршрутизатор, що приймає оновлення маршрутів через певний інтерфейс, підставлятиме в цю посилку свою локальну маску підмережі. Протокол IGRP робить те ж саме, що і RIP-1, але він, крім того, прив'язується до мережевих масок мереж класу А, В і С, якщо частина переданої мережевої адреси не відповідає локальній мережевій адресі. Все це приводить до певних затруднень (в тому випадку, якщо інтерфейс належить мережі, яка розбита на підмережі за допомогою масок змінної довжини) і неправильної інтерпретації оновлень маршрутів, що приймаються. У новітніх дистанційно-векторних протоколах, таких як RIP-2 і EIGRP, вказані недоліки усунені.

З метою виправлення недоліків старих дистанційно-векторних протоколів маршрутизації було розроблено декілька їх модифікацій. Так, наприклад, протоколи RIP-2 і EIGRP вже підтримують роботу з VLSM і CIDR. До того ж протоколи IGRP і EIGRP здатні сприймати складні метрики, які використовуються для представлення характеристик, з'єднань складових маршрут (таких як смуга пропускання, поточне навантаження, затримки, розмір передаваного блоку (MTU) і т.д.), за допомогою яких можна обчислити більш оптимальний маршрут, ніж при простому підрахунку числа переприймань.

Простота і завершеність дистанційно-векторних протоколів стала причиною їх широкої популярності. Основний недолік протоколів цього класу — повільна конвергенція, що може стати каталізатором утворення петель і "чорних дір" при зміні топології мережі. Проте в останніх модифікаціях дистанційно-векторних протоколів, зокрема в EIGRP, досягається досить хороша конвергенція.

Протокол BGP також відноситься до сімейства дистанційно-векторних протоколів. Окрім звичайних параметрів, властивих цим протоколам, в BGP використовується додатковий механізм, що іменується вектором маршруту (path vector), завдяки якому усувається проблема обмеження числа переприймань. По суті, вектор маршруту містить список доменів маршрутизації (номери автономних систем), по якому пролягає той або інший маршрут. Якщо домен отримує інформацію про маршрут, який вже має ідентифікатор домена, то такий маршрут ігнорується. Ця маршрутна інформація дозволяє уникнути утворення петель маршрутизації. Крім того, її можна використовувати як основу для створення правил маршрутизації в домені.

1.2.2. Протоколи маршрутизації на основі аналізу стану каналу

Протоколи маршрутизації на основі аналізу стану каналу (link-state routing protocols), такі як протокол першого найкоротшого відкритого маршруту Open Shortest Path First (OSPF) і протокол обміну даними між проміжними системами Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS), використовують в роботі модель розподілених баз даних і вважаються складними протоколами маршрутизації. Протоколи з аналізом стану каналу працюють на основі обміну між маршрутизаторами спеціальними повідомленнями, які називаються звітами про стан каналу (link states). У цих звітах міститься інформація про з'єднання і вузли домена маршрутизації. Це означає, що на маршрутизаторах, де запущені протоколи аналізу стану каналу, не проводиться обмін маршрутними таблицями, як це робиться в дистанційно-векторних протоколах. Натомість маршрутизатори обмінюються інформацією про найближчих сусідів і про мережі, а також відомостями про метрику для кожного свого з'єднання.

Один із способів розгляду роботи протоколів маршрутизації на основі аналізу стану каналу дуже схожий на складання картинки-головоломки (паззла). Кожен маршрутизатор в мережі генерує один з елементів головоломки (звіт про стан каналу), де описується його стан і спосіб з'єднання з іншими елементами головоломки. Крім того, для з'єднання кожного елементу головоломки він надає список відповідних ним метрик. Елемент головоломки, який представляє сам маршрутизатор, потім розсилається по всій мережі від одного маршрутизатора до іншого до тих пір, поки всі вузли в домені не отримають його копію. Після завершення цієї процедури всі маршрутизатори в мережі матимуть копії кожного елементу головоломки і зберігатимуть їх в так званій базі даних стану каналів (link-state database). Далі маршрутизатори автономно збирають головоломку, внаслідок чого на кожному з них зберігаються ідентичні копії всіх маршрутизаторів в мережі.

Потім, застосовуючи алгоритм найкоротшого шляху (shortest path first — SPF), який відомий ще як алгоритм Дейкстра, маршрутизатори обчислюють дерево найкоротших маршрутів до кожного видаленого вузла, поміщаючи себе в корінь цього дерева.

Нижче перераховані переваги протоколів аналізу стану каналу.

Не ведеться підрахунок кількості переприймань. Відсутні які-небудь обмеження на кількість переприймань, складових маршруту. Протоколи аналіза стану каналу працюють на основі аналізу метрики каналу, а не підрахунку кількості переприймань. Для того, щоб переконатися в тому, що ці протоколи не залежать від підрахунку числа переприймань, звернемося до таблиць маршрутів для маршрутизатора RTA, представленим на рис. 4.1(див.додаток 1). У разі застосування протоколу OSPF, маршрутизатор RTA для того, щоб досягти маршрутизатора RTB, підбирає оптимальний маршрут на основі аналізу вагових коефіцієнтів різних з'єднань. У його таблиці маршрутів наступним вузлом на шляху в мережу 192.10.5.0 (RTB) значиться вузол 192.10.3.2 (RTC). Це корінним чином відрізняється від роботи по протоколу RIP, при якому вибирається неоптимальний маршрут.
Надання відомостей про смугу пропускання. Смуга пропускання каналу і затримки в ньому можуть бути (вручну або динамічно) враховані при підрахунку коротшого маршруту до заданого вузла. Це дозволяє збалансувати навантаження на канал краще, ніж при підрахунку переприймань.
Краща конвергенція. Зміни в каналі і на вузлі вмить розповсюджуються по всьому домену за допомогою звітів про стан каналу. Всі маршрутизатори в домені постійно оновлюватимуть свої таблиці маршрутів (ці процедури не дуже схожі на оновлення трігерів).
Підтримка VLSM і CIDR. Протоколи аналізу стану каналу дозволяють вести обмін інформацією про мережеві маски як частину інформаційних елементів, що пересилаються в домені. В результаті мережі з масками змінної довжини можуть легко розпізнаватися і маршрутизуватись.
Покращенна ієрархічна структура. Тоді як мережі з дистанційно-векторними протоколами є плоскими, протоколи аналізу стану канала забезпечують механізми для розбиття домена на рівні або області. Ієрархічна структура мережі дозволяє краще виявляти нестабільні ділянки.

Не дивлячись на те що алгоритми аналізу стану зв'язків підвищують масштабованість при маршрутизації, що дозволяло застосовувати їх в об’ємніших і складніших мережах, вони підходять лише для внутрішньої маршрутизації. Самі по собі ці протоколи не пропонують глобального рішення для багатозв'язкової мережі з міждоменною маршрутизацією, якою є мережа Internet. У дуже великих мережах і при коливаннях маршрутів, що може бути викликане нестабільністю каналу зв'язку, повторна передача інформації про стан каналу і пов'язаний з цим перерахунок метрик створює небажане навантаження на окремий маршрутизатор.

Організовуючи внутрішню маршрутизацію між автономними системами (AS), більшість крупних сервіс-провайдеров використовують протоколи аналізу стану каналу через їх здібність до швидкої конвергенції. Найчастіше з протоколів аналізу стану каналу застосовуються протоколи OSPF і IS-IS.

Багато провайдерів, які вже давно присутні на ринку, як протокол IGP вибрали для себе протокол IS-IS, а молодші провайдери використовують OSPF або також IS-IS. Спочатку в старих мережах чаше застосовувався протокол IS-IS, оскільки уряд США вимагав підтримки стандартів ISP CLNP в тих мережах, з якими полягали федеральні контракти. (Слід звернути увагу на те, що протокол IS-IS здатний передавати інформацію як рівня CLNP, так і мережевого рівня IP, тоді як протокол OSPF розрахований для роботи тільки по протоколу IP). Проте якщо звернутися до історії Internet, основним "керівним чинником" при виборі протоколів маршрутизації перші провайдери вибрали стабільнішу реалізацію протоколу IS-IS, на відміну від OSPF, що тільки зароджувався. Сьогодні в мережах провайдерів широко використовуються обидва протоколи — і IS-IS, і OSPF. Завершеність і стабільність IS-IS з'явилася результатом того, що він успішно використовується в крупних мережах і продовжує застосовуватися в розгортаних мережах^[1].

1.2. Протокол міждоменної маршрутизації IS-IS

1.2.1. Основні характеристики протоколу IS-IS:

Link - state протокол маршрутизації
Використовує алгоритм Дейкстри, пошуку найкоротшого шляху; швидка збіжність
Підтримка VLSM
Використовує hello -пакети для встановлення стосунків сусідства і link - state пакети для обміну інформацією про стан каналів
Ефективне використання пропускної спроможності, пам'яті і процесора
Підтримує два рівні маршрутизації :
- Рівень 1: маршрутизація усередині зони IS - IS. Протокол розпізнає місце розташування ES і IS, а після цього будує таблицю маршрутизації для досягнення кожної системи. У усіх пристроїв в зоні маршрутизації Рівня 1 однакові адреси зони. Маршрутизація усередині зони виконується з урахуванням значення locally

significant address portion (system ID) і вибору найкоротшого шляху.

Рівень 2: маршрутизатори на цьому рівні визначають місце розташування зон рівня 1 і будують таблицю маршрутизації між зонами. Усе IS в зоні маршрутизації Рівня 2 використовують адресу зони призначення для того, щоб відправити дані використовуючи найкоротший шлях.

Для протоколу IS-IS використовується наступна термінологія:

IS (Intermediate System) - маршрутизатори.
ES (End System) - хости.
CLNS (Connectionless Network Service) - протокол 3го рівня в стеку OSI, для передачі даних без встановлення з'єднання.
LSP (Link - state Packet)

1.2.2. End System to Intermediate System (ES-IS)

Протокол ES - IS дозволяє ES (хостам) і IS (маршрутизаторам) виявити один одного і дізнатися про те як вони сполучені (про топологію). ES за допомогою цього протоколу дізнаються свої адреси мережевого рівня.

ES - IS виконує такі функції:

Повідомляє ES в якій зоні вони знаходяться (prefix)
Створює стосунки сусідства між ES і IS
Створює відповідності між адресами канального і мережевого рівнів

ES відправляють повідомлення End System Hello (ESH) на well – known (добре відомі) адреси, таким чином ES повідомляють про свою присутність IS. Хости слухають чи присутні в мережі ESH повідомлення, для того, щоб знайти ES в мережі. Маршрутизатори включають інформацію про ES в LSP.

Маршрутизатори відправляють повідомлення Intermediate System Hello (ISH) на well - known адреси, повідомляючи таким чином про свою присутність ES. Хосты слухають ISH повідомлення і випадковим чином по них вибирають IS, якому ES відправлятиме усі свої пакети. Коли ES треба відправити пакет іншому ES, він відправляє пакет одному з IS в безпосередньо приєднаній мережі.

Маршрутизатори використовують IS - IS Hello (IIH) для відновлення і підтримки стосунків сусідства між IS.

У стеку TCP/IP функції аналогічні протоколу ES - IS виконують протоколи ICMP, ARP, DHCP.

1.2.3. Рівні маршрутизації OSI

Маршрутизація рівня 0

Коли ES треба відправити пакет іншому ES, він відправляє пакет одному з IS в безпосередньо приєднаній мережі. Цей процес називається маршрутизація рівня 0.

IS - IS маршрутизація рівня 1

Маршрутизація усередині зони IS - IS.

Кожна ES і IS знаходяться в певній зоні.

IS може відправити повідомлення redirect відправника, якщо існує ближчий (пряміший маршрут) до пункту призначення.

IS - IS маршрутизація рівня 2

Якщо destination знаходиться в іншій зоні, IS рівня 1 відправляє пакет найближчої IS рівня 1-2, цей процес називає маршрутизація рівня 2.

Маршрутизація між зонами.

Маршрутизація рівня 3

Маршрутизація між різними доменами називається маршрутизація рівня 3. У IP -сетях за це відповідає протокол BGP, а в OSI - IDRP (Interdomain Routing Protocol).

Маршрутизація рівня 3 не підтримується маршрутизаторами Cisco.

Опис роботи протоколу

Маршрутизатори можуть бути рівня 1, рівня 2 або рівня 1-2:

Маршрутизатори рівня 1 (як internal nonbackbone маршрутизатори в OSPF) - знають маршрути в межах зони в якій вони сполучені;
Маршрутизатори рівня 2 (як backbone маршрутизатори в OSPF) - знають маршрути між зонами;
Маршрутизатори рівня 1-2 (як ABR в OSPF) - знають маршрути і в межах зони в якій вони сполучені і між зонами. Це маршрутизатори аналогічні ABR в OSPF.

Шлях з'єднання маршрутизаторів рівня 2 і рівня 1-2 називається backbone.

Межі зон доводяться на канали (links). Кожен маршрутизатор належить тільки одній зоні. Сусідні маршрутизатори визначають в одній вони зоні або в різних і встановлюють відповідні стосунки сусідства : рівня 1, рівня 2 або обох.

1.2.4. Інтегрований протокол - IS-IS

Integrated IS - IS (чи dual IS - IS) - це IS - IS для маршрутизації декількох мережевих протоколів - IP і CLNS. Може використовуватися для маршрутизації IP, CLNS або комбінації IP і CLNS.

Integrated IS - IS тегирует маршрути CLNS поміщаючи інформацію про IP мережах і підмережах.

Integrated IS - IS використовує власний PDU (protocol data unit) для передачі інформації між маршрутизаторами (оновлення не вирушають в IP -пакетах). Інформація протоколу IS - IS передається у фреймах канального рівня.

Навіть коли IS - IS використовується тільки для маршрутизації IP, для ідентифікації маршрутизаторів і побудови LSDB, використовується адресація CLNS. [2]

1.2.5. Порівняльна характеристика IS-IS і OSPF

Протокол IS - IS є протоколом стану каналу і використовує той же алгоритм пошуку маршруту (алгоритм SPF), що і протокол OSPF. У IS - IS присутні механізми виявлення сусідів за допомогою повідомлень Hello, синхронізації баз даних і сповіщення про зміну стану зв'язку шляхом лавинної розсилки (flooding). Аналогом OSPF- повідомлень| LSU (Link State Update) в IS - IS виступають повідомлення LSP (Link State Packet). Для синхронізації баз даних IS - IS використовує повідомлення CSNP (Complete Sequence Number Packet) і PSNP (Partial Sequence Number Packet), по своєму призначенню приблизно аналогічні повідомленням DD (Database Description) і LSR (Link State Request) протоколу OSPF. IS - IS також підтримує дворівневу ієрархічну організацію системи мереж (периферійні області і магістраль), але принцип її організації відрізняється від OSPF.

Спочатку протокол IS - IS був розроблений для підтримки маршрутизації в мережах, побудованих на основі протокольного стека ISO OSI (служба CLNS - Connectionless Network Service - аналог послуги, що реалізовується протоколом IP в стеку TCP/IP). Згодом IS - IS був адаптований для підтримки IP- маршрутизації (адаптований протокол називається Integrated IS - IS, але скорочено ми використовуватимемо назву IS - IS). Integrated IS - IS описаний в RFC 1195.

Примітка - IS - IS розшифровується як "Intermediate| System to Intermediate System|". У термінології ISO маршрутизатори називаються "Проміжними системами" (intermediate system, IS), а хости| - "кінцевими системами" (end system, ES). Існує також протокол ES - IS, за допомогою якого маршрутизатори дізнаються про підключені до них хостах|, а хости| - про маршрутизатори. Протокол ES - IS реалізується Hello- повідомленнями ESH, хостами|, що періодично відправляються, і Hellо- повідомленнями ISH, маршрутизаторами, що періодично відправляються.

Не дивлячись на те, що IS - IS використовується для побудови IP -маршрутів|, як транспорт він, як і раніше, використовує CLNS. Таким чином, маршрутизатор одночасно підтримує два протокольні стеки: стек TCP/IP для передачі прикладних даних, і службу CLNS для передачі маршрутної інформації про досяжність IP-мереж|. Обидва стеки використовують один і той же канальний рівень: наприклад, в мережі Ethernet пакети CLNS інкапcулюются| в кадри формату 802.2, у яких SAP=0xFE (нагадаємо, для IP -дейтаграм| SAP=0x06).

У мережі CLNS кожен вузол ідентифікується адресою, яка називається NSAP або NET (Network Entity Title). NSAP може мати багато форматів, але для конфігурації IS - IS Cisco підтримує наступний формат:

49.aaaa.xxxx.xxxx.xxxx.00

де

49 - ознака приватних адрес (аналогічно 10/8 в IP);
aaaa (4 цифри) - разом з префіксом 49 складають номер області IS - IS, до якої належить маршрутизатор;
xxxx.xxxx.xxxx (12 цифр, розділених точками по чотири) - ідентифікатор вузла (System ID);
00 - 00 - поле NSEL, аналогічне номеру порту UDP, в контексті конфігурації IS - IS завжди дорівнює нулю (нуль означає адресу вузла як такого).

Хоча System ID мають бути унікальні тільки в межах своєї області, рекомендується забезпечити унікальність System ID по усій IS - IS -системі|. Це спростить як завдання управління і моніторингу, так і можливе переміщення маршрутизатора з однієї області в іншу.

System ID може призначатися довільним чином, але зазвичай для зручності адміністрування використовується IP -адрес| одного з інтерфейсів маршрутизатора. Перетворити IP -адрес| в System ID можна, наприклад, так:

IP = 1.23.234.55 -> 001.023.234.055 -> 0010.2323.4055 = System ID

Зверніть увагу, що в мережі CLNS адресується вузол як такий, а не кожен інтерфейс окремо.

Для відправки пакетів в мережах множинного доступу (Ethernet, Frame Relay та ін.) окрім NSAP -адреса| одержувача необхідно ще знати і його канальну адресу для того, щоб належним чином інкапсулювати CLNS -пакет| в кадр канального рівня. Канальна адреса в термінах IS - IS називається SNPA (Subnetwork Point Attachment). Для інтерфейсів Ethernet SNPA рівне MAC -адресу|, для інтерфейсів Frame Relay - номеру DLCI, і тому подібне. Ієрархічна дворівнева маршрутизація в IS - IS -системі| будується таким чином. Периферійні області утворюють "рівень 1" (Level 1, L1), а магістраль (backbone) - рівень 2 (Level 2, L2).

На відміну від OSPF кожен IS - IS -маршрутизатор| належить області цілком (тобто межа між областями проходить не усередині маршрутизатора, а через з'єднання між маршрутизаторами). Номер області міститься в NSAP -адресе| маршрутизатора. Маршрутизатор може належати тільки одній області.

Маршрутизатор може бути маршрутизатором першого рівня, або маршрутизатором другого рівня, або і те, і інше одночасно (L1 - 2). Ознакою маршрутизатора другого рівня є спеціальний біт ("attached| bit|"), що встановлюється таким маршрутизатором в повідомленнях LSP, що розсилаються їм усередині області.

Маршрутизатор першого рівня підтримує повну базу даних стану зв'язків своєї області (L1 - database) і, відповідно, має повний набір маршрутів усередині своєї області. Маршрутизатор 1-го рівня не має ніяких відомостей про мережі, розташовані за межами його області. При необхідності відправити пакет за межі області він пересилає пакет найближчому маршрутизатору 2-го рівня, який знаходиться в його області. Іншими словами, область IS - IS концептуально аналогічна зовсім тупиковій області OSPF.

Маршрутизатори другого рівня утворюють магістраль. Магістраль не є окремою областю, а є сукупність маршрутизаторів другого рівня, кожен з яких знаходиться у своїй області. У одній області можуть знаходитися декілька маршрутизаторів другого рівня. Маршрутизатор 2-го рівня може бути єдиним маршрутизатором області (область з одного маршрутизатора). Магістраль має бути зв'язковою (contiguous), тобто кожен маршрутизатор другого рівня має бути безпосередньо пов'язаний з одним або декількома маршрутизаторами 2-го рівня.

Маршрутизатори другого рівня підтримують базу даних стану зв'язків магістралі (L2 database). Маршрутизатор другого рівня вносить до бази даних магістралі список вузлів, що знаходяться в його області. Отримавши пакет, адресований в іншу область, маршрутизатор 2-го рівня знаходить в базі даних магістралі найближчий маршрутизатор 2-го рівня, що знаходиться в області адресата, і відправляє пакет йому.

Щоб отримати інформацію про префікси своєї області від маршрутизаторів першого рівня, маршрутизатор другого рівня повинен підтримувати і базу даних L1. Отже, в кожній області має бути хоча б| один маршрутизатор L1 - 2.

L1 - і L2 -повідомлення| можуть паралельно курсувати в одному і тому ж каналі між маршрутизаторами, але логічно вони обслуговують двох незалежних графів (рис2).

Рис.2

1.2.6. Приклад IS - IS -системи|

На рисунку різні області позначені різними кольорами. У кожного маршрутизатора вказаний його рівень. Цифри на зв'язках між маршрутизаторами означають, повідомлення яких рівнів курсують по цьому зв'язку. Хмарками показані IP -мережі| N1 і N2.

У базі даних L1 області 49.0002 знаходиться інформація про мережу N1. Маршрутизатори C, D, G, H мають маршрути до цієї мережі. Магістраль складається з маршрутизаторів A - F. Маршрутизатори C і D формують LSP другого рівня і поширюють в магістралі інформацію про те, що мережа N1 доступна через будь-кого них. Аналогічно поширюється інформація про мережу N2.

Коли маршрутизатор G отримує дейтаграму|, що виходить з N1 в N2, він визначає, що мережа N2 не знаходиться в його області, отже, дейтаграму| необхідно відправити найближчому маршрутизатору 2-го рівня. Таким є С. По базі даних L2 маршрутизатор С визначає, що мережа N2 знаходиться в області 49.0003, і відправляє дейтаграму| найближчому L2 -маршрутизатору| цієї області, тобто маршрутизатору E, маршрут в який лежить через А (вузол А, відповідно, приходить до того ж виводу і відправляє дейтаграму| в Е). Останній по базі даних L1 визначає, що дейтаграму| необхідно відправити маршрутизатору J, маршрут в який лежить через I. Таким чином, маршрут виглядає як N1 - G - C - A - E - I - J - N2.

Аналогічними міркуваннями легко показати, що зворотний маршрут виглядає декілька по іншому: N2 - J - F - B - D - H - G - N1. Тобто, в IS - IS -системах| можлива асиметрична маршрутизація. Причиною цього є вибір найближчого L2 -маршрутизатора| при перетині дейтаграмою| межі області.

У широкомовних мережах протокол IS - IS приймає заходи по оптимізації бази даних. Також як і в OSPF, вибирається виділений маршрутизатор (DIS, Designated IS) і створюється псевдовузол (pseudonode; у OSPF - транзитна мережа). Виділений маршрутизатор від імені псевдовузла вносить до бази даних запису про маршрутизатори, підключені до широкомовної мережі. На відміну від OSPF:

запасний виділений маршрутизатор не вибирається,
відносини суміжності встановлюються попарно між усіма маршрутизаторами, а не тільки з виділеним,
при підключенні до мережі пріоритетнішого маршрутизатора, ніж поточний виділений маршрутизатор, DIS переобирається.

1.3. Конфігурація IS - IS

Конфігурація протоколу IS - IS виконується в контексті, потрапити в який можна командою

router(config)#router isis

router(config - router)#

Крім того, ряд параметрів IS - IS відносяться до інтерфейсів і, відповідно, конфігуруються в контексті інтерфейсів.

Єдиною обов'язковою командою конфігурації IS - IS в контексті конфігурації протоколу маршрутизації являється команда net, яка встановлює NET (NSAP -адрес|) маршрутизатора :

router(config - router)#net 49.aaaa.xxxx.xxxx.xxxx.00

де

aaaa (4 цифри) - разом з префіксом 49 складають номер області IS - IS, до якої належить маршрутизатор;
xxxx.xxxx.xxxx (12 цифр, розділених точками по чотири) - ідентифікатор вузла (System ID);

Після цього необхідно активізувати IS - IS на одному або декількох інтерфейсах:

router(config - if)#ip router isis

Отримавши таку команду на якому-небудь інтерфейсі, маршрутизатор виконує наступні дії:

активізує на цьому інтерфейсі стік ISO OSI (CLNS);
починає відправку Hello-повідомлень IS - IS для виявлення сусідів і встановлення стосунків суміжності;
вносить до бази даних і поширює в повідомленнях LSP адресу IP -мережі, до якої підключений інтерфейс.

За умовчанням рівень маршрутизатора - L1 - 2, тобто він встановлює стосунки суміжності з сусідами обох рівнів і підтримує дві бази даних : L1 і L2. Змінити рівень можна командою

router(config - router)#is - type {level - 1 | level - 2 - only | level - 1-2 }

Між маршрутизаторами L1 - 2 встановлюються відносини суміжності другого| рівня. Крім того, якщо ці маршрутизатори належать одній області, то встановлюються ще і відносини суміжності першого рівня. Часто суміжність першого рівня в таких випадках є надлишковою. Команда

router(config - if)#isis circuit - type level - 2 - only

вказує, що через цей інтерфейс встановлюються тільки стосунки суміжності другого рівня.

Щоб маршрутизатор вніс до бази даних і розповсюдив по IS - IS -системі| дані про IP-мережах|, до яких підключені інтерфейси, де IS - IS не активізований, подається команда

router(config - router)#passive - interface інтерфейс

В результаті цієї команди в базі даних IS - IS з'являється IP-мережа|, до якої підключений вказаний інтерфейс (метрика мережі дорівнює 0).

1.3.1 Метрики

За умовчанням IS - IS -метрика| будь-якого інтерфейсу, включеного в IS-IS-мережу|, на маршрутизаторі Cisco рівна 10. Метрика зв'язку із зовнішньою IP-мережею дорівнює 0 (і, як і звичайні метрики, збільшується на 10 з кожним проміжним маршрутизатором). Під зовнішніми IP -мережами маються на увазі :

мережі, включені в IS - IS -мережу командою passive - interface без активізації протоколу IS - IS на відповідному інтерфейсі;
статичні маршрути і маршрут за умовчанням, експортовані в IS - IS -мережу|.

Щоб змінити метрику інтерфейсу, подається команда

router(config - if)#isis metric N [level - 1 | level - 2]

де метрика N може набувати значень від 0 до 63. За умовчанням метрика змінюється як для зв'язків на рівні 1, так і для зв'язків на рівні 2. Якщо необхідно змінити метрику зв'язків тільки якогось одного рівня, то відповідний рівень вказується у кінці команди.

Якщо вимагається змінити метрику мережі, включеної в базу даних командою passive - interface, то необхідно спочатку активізувати IS - IS на відповідному інтерфейсі, а потім подати команду isis metric. Раніше подана команда passive - interface запобіжить відправці повідомлень IS - IS і встановлення відносин суміжності через цей інтерфейс.

Поширення маршруту за умовчанням і зовнішніх статичних маршрутів

Імпорт зовнішніх статичних маршрутів в IS-IS-систему виконується командою

router(config - router)#redistribute static ip [ metric N]

Якщо метрика не вказана, імпортовані машрути| отримують метрику 0. На статичний маршрут за умовчанням ця команда не діє.

Наявний у машрутизатора| маршрут за умовчанням імпортується командою

router(config - router)#default - information originate

1.3.2. Підсумовування маршрутів між областями

Підсумовування маршрутів в загальний префікс може вироблятися при оголошенні внутрішніх маршрутів області в іншу область L2 -маршрутизаторами|. Команда:

router(config - router)#summary - address IP –префікс| маска level - 2

При виконанні команди підсумовування маршрутизатор автоматично встановлює захисний маршрут у вказаний префікс через інтерфейс Null0.

У виведенні команди show ip route маршрути, отримані через протокол EIGRP, відмічені буквою i. Додатково вказується рівень бази даних (L1 або L2), з якої отримана інформація про маршрут.

Список сусідніх IS - IS -маршрутизаторів| виводиться по команді

router#show clns neighbors

Загальні відомості про роботу протоколу IS - IS виводяться по команді:

router#show clns protocol

Перелік LSP в базі даних стану зв'язків IS - IS:

router#show isis database [ level - 1 | level - 2 ]

Без вказівки рівня виводиться спочатку перелік LSP в базі даних першого рівня, потім другого.

У першому стовпці виводиться ідентифікатор LSP у форматі

SystemID.

N – F де SystemID ідентифікує маршрутизатор-джерело LSP (протокол IS - IS має засоби перетворення SystemID в ім'я маршрутизатора, тому замість відповідної частини NSAP- адреса виводиться ім'я маршрутизатора);

N - 00 для звичайних LSP, 01 для LSP, згенерованих виділеним маршрутизатором широкомовної мережі від імені псевдовузла;

F - 00 або номер фрагмента LSP, якщо усі записи не уміщаються в один пакет.

Детальну інформацію про записи, що містяться в одному або усіх LSP, можна отримати по команді:

router#show isis database [ SystemID.N - F ] [ level - 1 | level - 2 ] detail

Зверніть увагу, що в LSP знаходяться відомості як про досяжність IS - IS -маршрутизаторів| (засобами CLNS), які потрібні для роботи власне протоколу IS - IS, так і відомості про досяжність IP -сетей|.

Корисні команди відладки :

router#debug isis { adj - packets | update - packets } [3]

2. Експериментальна частина

2.1. Налаштування IS – IS

Завдання:

Визначити зони, підготувати схему адресації (NET) для маршрутизаторів
Включити IS - IS на маршрутизаторі
Настроїти NET
Включити IS - IS на інтерфейсах

Рис.3 dyn1 — уровень 1; dyn3 — уровень 1-2; dyn3 — уровень 2;

Включити IS - IS на маршрутизаторі:

dyn3(config)# router isis

dyn3(config-router)#

За умовчанням маршрутизатор Cisco стає маршрутизатором рівня 1-2.

Настроїти NET адреса для роботи IS - IS:

dyn3(config-router)# net 10.0001.0000.0000.0003.00

Включити IS - IS на інтерфейсі:

dyn3(config-if)#ip router isis

2.2. Оптимізація IS - IS

Зміна рівня маршрутизатора :

dyn3(config-router)# is-type

Зміна рівня інтерфейсу :

dyn3(config-if)# isis circuit-type

Зміна метрики IS - IS на інтерфейсі(за умовчанням 10) :

dyn3(config-if)# isis metric [delay-metric [expence-metric [error-metric]]] [level-1 | level-2]

Для різних рівнів можуть призначатися різні значення метрики.

Зміна метрики глобальна на усіх інтерфейсах:

dyn3(config-router)# metric [level-1 | level-2]

Підсумовування маршрутів

dyn3(config-router)# summary-address

[level-1 | level-2 | level-1-2] [tag ] [metric ]

Перегляд налаштувань IS - IS

Параметри і поточний стан процесів маршрутизації :

dyn3#show ip protocols

Routing Protocol is "isis"

Invalid after 0 seconds, hold down 0, flushed after 0

Outgoing update filter list for all interfaces is not set

Incoming update filter list for all interfaces is not set

Redistributing: isis

Address Summarization:

None

Maximum path: 4

Routing for Networks:

FastEthernet0/0

FastEthernet2/0

Routing Information Sources:

Gateway Distance Last Update

192.168.5.5 115 00:03:49

192.168.4.5 115 00:14:49

192.168.2.1 115 00:03:49

Distance: (default is 115)

Таблиця маршрутизації на dyn3:

dyn3#show ip route

Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP

D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2

i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2

ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route

o - ODR, P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

C 192.168.4.0/24 is directly connected, FastEthernet2/0

i L2 192.168.5.0/24 [115/20] via 192.168.4.5, FastEthernet2/0

i L1 192.168.1.0/24 [115/21] via 192.168.2.1, FastEthernet0/0

C 192.168.2.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

C 192.168.3.0/24 is directly connected, FastEthernet1/0

Таблиця маршрутизації на dyn5:

dyn5#show ip route

Codes: C - connected, S - static, R - RIP, M - mobile, B - BGP

D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2

i - IS-IS, su - IS-IS summary, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2

ia - IS-IS inter area, * - candidate default, U - per-user static route

o - ODR, P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

C 192.168.4.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

C 192.168.5.0/24 is directly connected, FastEthernet1/0

i L2 192.168.1.0/24 [115/31] via 192.168.4.3, FastEthernet0/0

i L2 192.168.2.0/24 [115/21] via 192.168.4.3, FastEthernet0/0

Інформація про мережу CLNS :

dyn3#show clns

Global CLNS Information:

2 Interfaces Enabled for CLNS

NET: 10.0001.0000.0000.0003.00

Configuration Timer: 60, Default Holding Timer: 300, Packet Lifetime 64

ERPDU's requested on locally generated packets

Running IS-IS in IP-only mode (CLNS forwarding not allowed)

Інформація про конкретний процес IS - IS (за умовчанням процес 0, якщо тег не задавався явно) :

dyn3#show clns 0 protocol

IS-IS Router:

System Id: 0000.0000.0003.00 IS-Type: level-1-2

Manual area address(es):

10.0001

Routing for area address(es):

10.0001

Interfaces supported by IS-IS:

FastEthernet2/0 - IP

FastEthernet0/0 - IP

Redistribute:

static (on by default)

Distance for L2 CLNS routes: 110

RRR level: none

Generate narrow metrics: level-1-2

Accept narrow metrics: level-1-2

Generate wide metrics: none

Accept wide metrics: none

CLNS -інформація про інтерфейс:

dyn3#show clns int fa0/0

FastEthernet0/0 is up, line protocol is up

Checksums enabled, MTU 1497, Encapsulation SAP

ERPDUs enabled, min. interval 10 msec.

CLNS fast switching enabled

CLNS SSE switching disabled

DEC compatibility mode OFF for this interface

Next ESH/ISH in 17 seconds

Routing Protocol: IS-IS

Circuit Type: level-1

Interface number 0x0, local circuit ID 0x1

Level-1 Metric: 11, Priority: 64, Circuit ID: dyn1.02

DR ID: dyn1.02

Level-1 IPv6 Metric: 10

Number of active level-1 adjacencies: 1

Next IS-IS LAN Level-1 Hello in 7 seconds

Показати сосідів (ES і IS) :

dyn3#show clns 0 neighbors

System Id Interface SNPA State Holdtime Type Protocol

dyn1 Fa0/0 c200.04b4.0010 Up 9 L1 IS-IS

dyn5 Fa2/0 0016.3e01.0401 Up 9 L2 IS-IS

Детальніша інформація про сусідів (наприклад, адреса зони сусіда) :

dyn3#show clns 0 neighbors detail

System Id Interface SNPA State Holdtime Type Protocol

dyn1 Fa0/0 c200.04b4.0010 Up 9 L1 IS-IS

Area Address(es): 10.0001

IP Address(es): 192.168.2.1*

Uptime: 00:06:02

NSF capable

dyn5 Fa2/0 0016.3e01.0401 Up 9 L2 IS-IS

Area Address(es): 10.0002

IP Address(es): 192.168.4.5*

Uptime: 00:05:05

NSF capable

Інформація маршрутизації рівня 1 (system ID). Для відображення інформації має бути включена маршрутизація CLNS. Інакше вивід буде таким:

dyn3#show isis route

IS-IS not running in OSI mode (*) (only calculating IP routes)

(*) Use "show isis topology" command to display paths to all routers

Таблиця маршрутизації IS - IS (зони) :

dyn3#show clns route

Codes: C - connected, S - static, d - DecnetIV

I - ISO-IGRP, i - IS-IS, e - ES-IS

B - BGP, b - eBGP-neighbor

C 10.0001.0000.0000.0003.00 [1/0], Local IS-IS NET

C 10.0001 [2/0], Local IS-IS Area

Вміст LSDB для IS-IS:

dyn3#show isis database

IS-IS Level-1 Link State Database:

LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime ATT/P/OL

dyn1.00-00 0x0000000D 0xA3C2 759 0/0/0

dyn1.02-00 0x00000007 0x95B6 952 0/0/0

dyn3.00-00 * 0x00000016 0xB09C 520 1/0/0

IS-IS Level-2 Link State Database:

LSPID LSP Seq Num LSP Checksum LSP Holdtime ATT/P/OL

dyn3.00-00 * 0x0000001A 0xB802 579 0/0/0

dyn5.00-00 0x00000009 0x11BD 576 0/0/0

dyn5.01-00 0x00000004 0x4C82 576 0/0/0

Коротші шляхи IS-IS до місце призначення :

dyn3#show isis topology

IS-IS paths to level-1 routers

System Id Metric Next-Hop Interface SNPA

dyn1 11 dyn1 Fa0/0 c200.04b4.0010

dyn3 --

IS-IS paths to level-2 routers

System Id Metric Next-Hop Interface SNPA

dyn3 --

dyn5 10 dyn5 Fa2/0 0016.3e01.0401

Конфігураційні файли маршрутизаторів dyn1, dyn3, dyn5

Конфігурація dyn1 :

dyn1#sh run

Building configuration...

Current configuration : 818 bytes

!

version 12.4

!

hostname dyn1

!

!

interface FastEthernet0/0

ip address 192.168.1.1 255.255.255.0

ip router isis

duplex auto

speed auto

!

interface FastEthernet1/0

ip address 192.168.2.1 255.255.255.0

ip router isis

duplex auto

speed auto

isis circuit-type level-1

!

router isis

net 10.0001.0000.0000.0001.00

is-type level-1

!

Конфигурація dyn3:

dyn3#sh run

Building configuration...

Current configuration : 998 bytes

!

version 12.4

!

hostname dyn3

!

!

interface FastEthernet0/0

ip address 192.168.2.3 255.255.255.0

ip router isis

duplex full

isis circuit-type level-1

!

interface FastEthernet1/0

ip address 192.168.3.3 255.255.255.0

duplex full

!

interface FastEthernet2/0

ip address 192.168.4.3 255.255.255.0

ip router isis

duplex full

isis circuit-type level-2-only

!

router isis

net 10.0001.0000.0000.0003.00

!

Конфигурація dyn5:

dyn5#sh run

Building configuration...

Current configuration : 818 bytes

!

version 12.4

!

hostname dyn5

!

!

interface FastEthernet0/0

ip address 192.168.4.5 255.255.255.0

ip router isis

duplex full

isis circuit-type level-2-only

!

interface FastEthernet1/0

ip address 192.168.5.5 255.255.255.0

ip router isis

duplex full

!

router isis

net 10.0002.0000.0000.0005.00

is-type level-2-only

!

[5]

ВИСНОВКИ

В даній курсовій роботі було розглянуто:

Принцип динамічної маршрутизації в мережі Internet.
Ефективність роботи проколу маршрутизації IS-IS.
А також було розроблено методичний матеріал для лабораторної роботи з курсу телекомунікаційні комп’ютерні мережі для студентів 4-го курсу, напряму телекомунікації із використанням реалізації IOS Cisco.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

CCNP BSCI Official Exam Certification Guide, Fourth Edition.: Brent D. Stewart, Clare Gough, Copyright © 2008 Cisco Systems, Inc. Cisco Press logo is a trademark of Cisco Systems, Inc. Published by:Cisco Press
Принципы маршрутизации в Internet, 2-е издание. : Пер. с англ. М. : Издательский дом "Вильяме", 2001. — 448 с. : ил. —Парал. тит. англ.

ISBN 5-8459-0188-Х (рус.)

ссылка скрыта
su.ru/net/labs/lab07_isis.php
Создание маштабируемых сетей Cisco. : Пер. с англ. – М. : Издательскийдом «Вильямс», 2004. С.768
.com/univercd/cc/td/doc/product/software/ios100/rpcg/66010.htm#xtocid2841339
ссылка скрыта

Додаток А

Рис. 1. Механізм простої маршрутизації

Додаток Б

Методичний матеріал для лабораторної роботи з курсу телекомунікаційні комп’ютерні мережі для студентів 4-го курсу, напрямок телекомунікації із використанням реалізації IOS Cisco

Лабораторна робота

Предмет: Телекомунікаційні та комп’ютерні мережі

Blog

Содержание

Напрям підготовки: (0924 “Телекомунікації”)

Дисципліна: Телекомунікаційні комп’ютерні мережі

ПРОТОКОЛ ДИНАМІЧНОЇ МАРШРУТИЗАЦІЇ IS-IS

КУРСОВА РОБОТА