Типи протоколів маршрутизації – Кінцеве керівництво
Маршрутизація – одна з найважливіших напрямків роботи в мережі, яку повинен знати адміністратор. Протоколи маршрутизації визначають, як ваші дані потрапляють до місця призначення, і допомагають зробити цей процес максимально гладким. Однак існує так багато різних типів протоколу маршрутизації, що відстежувати їх усіх може бути дуже важко!
У цій публікації ми будемо обговорювати цілий спектр різних типів протоколів та концепцій протоколів. Протоколи маршрутизатора включають:
- Інформаційний протокол маршрутизації (RIP)
- Протокол внутрішніх шлюзів (IGRP)
- Перший відкритий найкоротший шлях (OSPF)
- Зовнішній протокол шлюзу (EGP)
- Покращений протокол маршрутизації внутрішніх шлюзів (EIGRP)
- Протокол кордону шлюзу (BGP)
- Проміжна система-проміжна система (IS-IS)
Перш ніж ми перейдемо до розгляду самих протоколів маршрутизації, важливо зосередитись на категоріях протоколів. Усі протоколи маршрутизації можна класифікувати на такі:
- Протоколи стану або векторних посилань на відстані
- Внутрішні протоколи шлюзу (IGP) або зовнішні протоколи шлюзу (EGP)
- Класові або безкласні протоколи
Протоколи стану векторної та посилальної зв’язку
| Під час оновлень надсилає всю таблицю маршрутизації | Надає лише інформацію про стан посилання |
| Надсилає періодичні оновлення кожні 30-90 секунд | Використовує запущені оновлення |
| Трансляція оновлень | Оновлення в кількох кадрах |
| Вразлива для циклів маршрутизації | Немає ризику маршрутизації циклів |
| RIP, IGRP | OSPF, IS-IS |
Протоколи векторних відстаней – це протоколи, які використовувати відстань, щоб опрацювати найкращий шлях для пакетів всередині мережі. Ці протоколи вимірюють відстань, виходячи з того, скільки даних хмелю необхідно пройти, щоб дістатися до місця призначення. Кількість стрибків – це по суті кількість маршрутизаторів, необхідних для досягнення пункту призначення.
Як правило, векторні протоколи передачі передають таблицю маршрутизації, повну інформації, на сусідні пристрої. Цей підхід робить їх низькими інвестиціями для адміністраторів, оскільки вони можуть бути розгорнуті без особливої необхідності в управлінні. Єдине питання полягає в тому, що вони потребують більшої пропускної здатності для надсилання на таблиці маршрутизації, а також можуть потрапляти в петлі маршрутизації.
Протоколи стану зв’язку
Протоколи зв’язків стану застосовують інший підхід до пошуку найкращого шляху, оскільки вони діляться інформацією з іншими маршрутизаторами, що знаходяться в безпосередній близькості. The Маршрут обчислюється виходячи зі швидкості шляху до пункту призначення і вартість ресурсів. Протоколи стану посилань використовують алгоритм для вирішення цього питання. Однією з ключових відмінностей протоколу вектора відстані є те, що протоколи стану посилань не надсилають таблиці маршрутів; натомість маршрутизатори повідомляють один одного про виявлення змін.
Маршрутизатори за допомогою протоколу стану зв’язку створюють три типи таблиць; сусідський стіл, топологічна таблиця, і таблиця маршрутизації. Таблиця сусідів зберігає дані про сусідні маршрутизатори, використовуючи протокол стану посилання, таблиця топології зберігає всю топологію мережі, а таблиця маршрутизації зберігає найбільш ефективні маршрути.
IGP та EGP
Протоколи маршрутизації також можна класифікувати як внутрішні протоколи шлюзу (IGP) або протоколи зовнішніх шлюзів (EGP). IGP – це протоколи маршрутизації, які обмінюються інформацією про маршрутизацію з іншими маршрутизаторами в межах однієї автономної системи (AS). АС визначається як одна мережа або сукупність мереж під контролем одного підприємства. Таким чином, компанія AS відокремлена від ISP AS.
Кожне з перелічених нижче класифікується як IGP:
- Перший відкритий найкоротший шлях (OSPF)
- Інформаційний протокол маршрутизації (RIP)
- Проміжна система до проміжної системи (IS-IS)
- Покращений протокол маршрутизації внутрішніх шлюзів (EIGRP)
З іншого боку, EGP – це протоколи маршрутизації, які використовуються для передачі інформації про маршрутизацію між маршрутизаторами в різних автономних системах. Ці протоколи є складнішими, і BGP – єдиний протокол EGP, з яким ви можете зіткнутися. Однак важливо зазначити, що існує протокол EGP під назвою EGP.
Приклади EGP включають:
- Протокол кордону шлюзу (BGP)
- Зовнішній протокол шлюзу (EGP)
- Протокол міждоменного маршрутизації ISO (IDRP) ISO
Типи протоколу маршрутизації
Протоколи маршрутизації
- 1982 – EGP
- 1985 р. – ІГРП
- 1988 – RIPv1
- 1990 – IS-IS
- 1991 р. – OSPFv2
- 1992 – EIGRP
- 1994 – RIPv2
- 1995 – BGP
- 1997 – RIPng
- 1999 р. – BGPv6 та OSPFv3
- 2000 р. – IS-ISv6
Інформаційний протокол маршрутизації (RIP)
Інформаційний протокол маршрутизації або RIP – один з перших протоколів маршрутизації, який було створено. RIP використовується в обох Локальні мережі (Локальні мережі) та Мережі широкої площі (WAN), а також працює на прикладному шарі моделі OSI. Є кілька версій RIP, включаючи RIPv1 і RIPv2. Оригінальна версія або RIPv1 визначає мережеві шляхи на основі IP-адресата та кількості стрибків у дорозі.
RIPv1 взаємодіє з мережею, транслюючи свою таблицю IP на всі маршрутизатори, підключені до мережі. RIPv2 трохи складніший за це і надсилає свою таблицю маршрутизації на адресу багатоадресної пошти. RIPv2 також використовує автентифікацію для забезпечення більш безпечної інформації та вибирає маску підмережі та шлюз для майбутнього трафіку. Основне обмеження RIP полягає в тому, що він має максимальний кількість стрибків 15, що робить його непридатним для великих мереж.
Дивись також: Інструменти моніторингу локальної мережі
Протокол внутрішніх шлюзів (IGRP)
Протокол внутрішніх шлюзів або IGRP – це протокол векторного відстані, що виробляється Cisco. IGRP був розроблений так, щоб будуватися на фундаментах, закладених на RIP, щоб ефективніше функціонувати в межах великих мереж і зняв ковпачок з 15 хмелів що було розміщено на RIP. Для порівняння життєздатності маршрутів у мережі IGRP використовує такі показники, як пропускна здатність, затримка, надійність та навантаження. Однак у налаштуваннях IGRP за замовчуванням використовується лише смуга пропускання та затримка.
IGRP ідеально підходить для великих мереж, оскільки він транслює оновлення кожні 90 секунд і має максимальний кількість стрибків 255. Це дозволяє йому підтримувати більші мережі, ніж такий протокол, як RIP. IGRP також широко використовується, оскільки він стійкий до циклів маршрутизації, оскільки він оновлюється автоматично, коли в мережі відбуваються зміни.
Перший відкритий найкоротший шлях (OSPF)
Перший відкритий найкоротший шлях або протокол OSPF – це IGP стану зв’язку, який був розроблений для IP-мереж за допомогою Найкоротший шлях перший (SPF) алгоритм. Алгоритм SPF використовується для обчислення найкоротшого проміжного дерева, щоб забезпечити ефективну передачу пакетів. Маршрутизатори OSPF підтримують бази даних з детальною інформацією про навколишню топологію мережі. Ця база даних заповнена даними, взятими з Оголошення штату посилання (LSAs) надіслані іншими маршрутизаторами. LSA – це пакети, в яких детальна інформація про те, скільки ресурсів буде мати шлях.
OSPF також використовує Алгоритм Дейкстра перерахувати мережеві шляхи при зміні топології. Цей протокол також є відносно безпечним, оскільки він може автентифікувати зміни протоколу для збереження даних. Він використовується багатьма організаціями, оскільки його масштабує для великих середовищ. Зміни топології відслідковуються, і OSPF може перерахувати компрометовані маршрути пакетів, якщо раніше використаний маршрут був заблокований.
Зовнішній протокол шлюзу (EGP)
Зовнішній протокол шлюзу або EGP – це протокол, який використовується для обміну даними між хостами шлюзу, які сусідають один з одним в автономних системах. Іншими словами, EGP надає форуму маршрутизаторам для обміну інформацією в різних областях. Найбільш відомим прикладом EGP є сам Інтернет. Таблиця маршрутизації протоколу EGP включає відомі маршрутизатори, витрати на маршрути та адреси сусідніх пристроїв. EGP широко використовувались великими організаціями, але з тих пір його замінив BGP.
Причина, чому цей протокол не прихильників, полягає в тому, що він не підтримує багатосторонні мережеві середовища. Протокол EGP працює, зберігаючи базу даних довколишніх мереж і шляхи, які можуть пройти до них. Ця інформація надсилається на підключені маршрутизатори. Після її надходження пристрої можуть оновлювати свої таблиці маршрутів та здійснювати більш усвідомлений вибір шляху по всій мережі.
Покращений протокол маршрутизації внутрішніх шлюзів (EIGRP)
Розширений протокол маршрутизації внутрішнього шлюзу або EIGRP – це протокол маршрутизації вектора відстані, для якого використовується IP, AppleTalk, і NetWare мереж. EIGRP – це власницький протокол Cisco, який був розроблений для подальшого використання з оригінального протоколу IGRP. Під час використання EIGRP маршрутизатор бере інформацію з маршрутних таблиць своїх сусідів і записує їх. Сусіди запитуються за маршрутом, і коли відбувається зміна, маршрутизатор сповіщає своїх сусідів про зміну. Це має кінцевий результат – зробити сусідні маршрутизатори обізнаними про те, що відбувається на сусідніх пристроях.
EIGRP оснащений низкою функцій для максимальної ефективності, в тому числі Надійний транспортний протокол (RTP) і а Алгоритм оновлення оновлення (ДВОЙНИЙ). Пакетна передача стає більш ефективною, оскільки маршрути перераховуються для прискорення процесу конвергенції.
Протокол кордону шлюзу (BGP)
Протокол кордону шлюзу або BGP – протокол маршрутизації в Інтернеті, який класифікується як векторний протокол траєкторії шляху. BGP був призначений для заміни EGP з децентралізованим підходом до маршрутизації. Алгоритм вибору найкращого шляху BGP використовується для вибору найкращих маршрутів для передачі пакетів. Якщо у вас немає спеціальних налаштувань, BGP вибере маршрути з найкоротшим шляхом до пункту призначення.
Однак багато адміністраторів вирішують змінити рішення щодо маршрутизації на критерії відповідно до їх потреб. Найкращий алгоритм вибору шляху можна налаштувати, змінивши атрибут спільноти вартості BGP. BGP може приймати рішення про маршрутизацію на основі таких факторів, як вага, локальні переваги, локально генерується, довжина AS_Path, тип джерела, дискримінатор з декількома виходами, eBGP через iBGP, метрика IGP, ідентифікатор маршрутизатора, список кластерів та сусідська адреса.
BGP надсилає оновлені дані таблиці маршрутизаторів лише тоді, коли щось змінюється. В результаті не відбувається автоматичного виявлення змін топології, що означає, що користувач повинен налаштувати BGP вручну. З точки зору безпеки протокол BGP може бути аутентифікований так, що тільки затверджені маршрутизатори можуть обмінюватися даними між собою.
Проміжна система-проміжна система (IS-IS)
Проміжна система-проміжна система (IS-IS) – це стан зв’язку, протокол маршрутизації IP та протокол IGPP, який використовується в Інтернеті для надсилання інформації про маршрутизацію IP. IS-IS використовує модифіковану версію алгоритму Dijkstra. Мережа IS-IS складається з цілого ряду компонентів, включаючи кінцеві системи, (пристрої користувача), проміжні системи (маршрутизатори), області та домени.
Під IS-IS маршрутизатори організовані в групи, які називаються областями, а кілька областей об’єднані в групи, щоб створити домен. Маршрутизатори в межах області розміщуються з шаром 1, а маршрутизатори, які з’єднують сегменти разом, класифікуються як рівень 2. Є два типи адрес, які використовуються IS-IS; Точка доступу до мережі (NSAP) і Назва мережі (NET).
Класові та безкласні протоколи маршрутизації
Протоколи маршрутизації також можна віднести до класичних та безкласних протоколів маршрутизації. Відмінність між цими двома зводиться до того, як вони йдуть про виконання оновлень маршрутів. Дебати між цими двома формами маршрутизації часто називають класним та безкласовим маршрутизацією.
Класичні протоколи маршрутизації
Класові протоколи маршрутизації не надсилають інформацію про маску підмережі під час оновлень маршрутизації, але це роблять протоколи безкласового маршрутизації. RIPv1 і ІГРП вважаються протоколами класу. Ці два протоколи є класними, оскільки вони не містять інформацію про маску підмережі у своїх оновленнях маршрутизації. Класові протоколи маршрутизації з тих пір застаріли безкласовими протоколами маршрутизації.
Протоколи безкласового маршрутизації
Як було сказано вище, класичні протоколи маршрутизації були замінені протоколами безкласного маршрутизації. Безкласові протоколи маршрутизації надсилати інформацію про маску підмережі IP під час оновлення маршрутів. RIPv2, EIGRP, OSPF та IS-IS – це всі протоколи маршрутизації класу, які містять інформацію про маску підмережі в межах оновлень.
Протоколи динамічної маршрутизації
Протоколи динамічної маршрутизації – це ще один тип протоколів маршрутизації, які є критичними для сучасних мереж корпоративних мереж. Протоколи динамічної маршрутизації дозволити маршрутизаторам автоматично додавати інформацію до своїх таблиць маршрутизації із підключених маршрутизаторів. За допомогою цих протоколів маршрутизатори надсилають оновлення топології кожного разу, коли топологічна структура мережі змінюється. Це означає, що користувачеві не потрібно турбуватися про оновлення мережевих шляхів.
Однією з головних переваг протоколів динамічної маршрутизації є те, що вони зменшують потребу в управлінні конфігураціями. Мінус полягає в тому, що це пов’язано з розподілом ресурсів, таких як процесор і пропускна здатність, щоб підтримувати їх на постійній основі. OSPF, EIGRP та RIP вважаються протоколами динамічної маршрутизації.
Протоколи та метрики маршрутизації
Незалежно від того, який тип протоколу маршрутизації використовується, будуть чіткі метрики, які використовуються для вимірювання того, який маршрут найкраще пройти. Протокол маршрутизації може ідентифікувати декілька шляхів до пункту призначення, але він повинен мати можливість опрацювати, який є найбільш ефективним. Метричні показники дозволяють протоколу визначати, який шлях слід вибрати для надання мережі найкращої послуги.
Найпростіша метрика, яку слід врахувати, – це кількість переходів. Протокол RIP використовує кількість переходів для вимірювання відстані, яке потрібно для того, щоб пакет досяг його пункту призначення. Чим більше хмелів, через які пакет повинен проїхати, тим далі пакет повинен подорожувати. Таким чином, протокол RIP спрямований на вибір маршрутів, з мінімізацією переходів, де це можливо. Крім підрахунку хопу, існує багато показників, які використовуються протоколами маршрутизації IP. Використовувані показники включають:
- Кількість хопу – Вимірює кількість маршрутизаторів, через які повинен пройти пакет
- Пропускна здатність – Вибирає шлях, на основі якого має найбільшу пропускну здатність
- Затримка – Вибирає шлях, на основі якого йде найменше часу
- Надійність – Оцінює ймовірність того, що посилання вийде з ладу на основі підрахунків помилок та попередніх відмов
- Вартість – Значення, налаштоване адміністратором або IOS, яке використовується для вимірювання вартості маршруту на основі одного показника або діапазону метрик
- Навантаження – Вибирає шлях на основі використання трафіку підключених посилань
Метрики за типом протоколу
| RIP | Кількість хопу |
| RIPv2 | Кількість хопу |
| ІГРП | Пропускна здатність, затримка |
| ОСПФ | Пропускна здатність |
| BGP | Вибрано адміністратором |
| EIGRP | Пропускна здатність, затримка |
| IS-IS | Вибрано адміністратором |
Адміністративна відстань
Адміністративна відстань – одна з найважливіших особливостей маршрутизаторів. Адміністративний – це термін, що використовується для опису числового значення, яке використовується для визначення пріоритетності того, який маршрут слід використовувати, якщо є два або більше наявних маршрутів. Якщо розташований один або більше маршрутів, то Протокол маршрутизації з меншою адміністративною відстані вибирається як маршрут. Існує адміністративна відстань за замовчуванням, але адміністратори також можуть налаштувати свої власні.
| Підключений інтерфейс | 0 |
| Статичний маршрут | 1 |
| Покращений підсумковий маршрут IGRP | 5 |
| Зовнішній BGP | 20 |
| Внутрішній розширений IGRP | 90 |
| ІГРП | 100 |
| ОСПФ | 110 |
| IS-IS | 115 |
| RIP | 120 |
| Зовнішній маршрут EIGRP | 170 |
| Внутрішній BGP | 200 |
| Невідомо | 255 |
Чим менше числове значення адміністративної відстані, тим більше маршрутизатор довіряє маршруту. Чим ближче числове значення до нуля, тим краще. Протоколи маршрутизації використовують адміністративну відстань головним чином як спосіб оцінки надійності підключених пристроїв. Ви можете змінити адміністративну відстань протоколу, використовуючи процес відстані в режимі підконфігурації.
Заключні слова
Як бачимо, протоколи маршрутизації можна визначити і продумати в широкому спектрі різних способів. Ключовим моментом є розгляд протоколів маршрутизації як протоколів вектора відстані або протоколів стану зв’язку, протоколів IGP або EGP та протоколів без класів або без класів. Це загальні категорії, до яких підпадають загальні протоколи маршрутизації, такі як RIP, IGRP, OSPF та BGP..
Звичайно, у всіх цих категорій у кожного протоколу є свої нюанси в тому, як він вимірює найкращий шлях, будь то кількість підскакувань, затримка чи інші фактори. Вивчення всього, що ви можете, про ці протоколи, які ви зберігаєте під час щоденних мереж, допоможе вам як на іспиті, так і в реальному середовищі.
Пов’язані: Інструменти для traceroute та tracert