Протоколы маршрутизации

среди существующего многообразия протоколов маршрутизации windows server 2003 поддерживает только два:

· протокол rip версии 1 и 2;

· протокол ospf.

рассмотрим эти протоколы более подробно.

протокол rip

протокол обмена информацией о маршрутизации (routing information protocol, rip) разрабатывался как механизм, посредством которого маршрутизаторы могут обмениваться информацией об обновлениях таблиц маршрутизации. этот механизм изначально предполагался для использования в сетях относительно небольшого размера (это верно для rip версии 1).
протокол rip использует следующую схему построения таблицы маршрутизации. первоначально таблица маршрутизации каждого маршрутизатора включает в себя маршруты только для тех подсетей, что физически подсоединены к маршрутизатору. используя протокол rip, маршрутизатор периодически отправляет другим маршрутизаторам объявления, содержащие информацию о содержимом собственной таблицы маршрутизации. rip версии 1 использует для передачи объявлений широковещательные ip-пакеты. rip версии 2 позволяет использовать для объявлений также пакеты группового вещания. каждый маршрутизатор рассылает подобные объявления периодически с интервалом в 30 секунд.
маршрутизаторы, использующие протокол rip, могут также сообщать информацию о маршрутизации при помощи триггерных обновлений. триггер-ные обновления инициируются, когда происходит изменение топологии сети и посылается обновленная информация о маршрутизации, которая отражает эти изменения. триггерные обновления происходят немедленно, следовательно, информация о маршрутизации обновится раньше, чем произойдет следующее периодическое объявление. например, когда маршрутизатор обнаруживает установление соединения или отказ соседнего маршрутизатора, он модифицирует собственную таблицу маршрутизации и рассылает обновленные маршруты. каждый маршрутизатор, получающий триггерное обновление, изменяет собственную таблицу маршрутизации и распространяет изменение.
основное преимущество r1p заключается в простоте развертывания и конфигурирования. в качестве недостатка rip версии 1 можно отметить наличие жесткого ограничения на размер сети. протокол r1p может быть использован в сети, в которой два хоста разделены не более чем 15 маршрутизаторами. другими словами, маршрутизатор, использующий протокол rip для построения таблицы маршрутизации, "знает" только о тех подсетях, что расположены на расстоянии не более 15 переходов. подсети, расположенные на расстоянии 16 или более пересылок, считаются недостижимыми.
поскольку глобальные ip-сети становятся все больше и больше, периодические rip-объявления каждого маршрутизатора могут вызывать чрезмерный трафик. в качестве другого недостатка протокола rip можно отметить высокое время восстановления. в ситуации, когда в структуре сети происходят изменения, может пройти несколько минут прежде, чем все корпоративные маршрутизаторы получат информацию о произошедшем изменении и переконфигурируют собственные таблицы маршрутизации. за то время как происходит реконфигурирование маршрутизаторов, могут образоваться циклы маршрутизации, приводящие к потере или невозможности доставки данных. в условиях повышенных требований к надежности канала данных существующих возможностей протокола rip может быть недостаточно.
службы маршрутизации и удаленного доступа windows server 2003 могут работать с протоколом rip версий 1 и 2. rip версии 2 поддерживает объявления, рассылаемые при помощи групповых рассылок, простую аутентификацию при помощи пароля, а также дает возможность гибкой настройки при работе в средах с подсетями и в cidr-средах (classless interdomain routing, бесклассовая междоменная маршрутизация).
реализация протокола rip в windows server 2003 характеризуется следующими функциональными возможностями:

· выбор версии r1p, которая будет выполняться на каждом интерфейсе для входящих и исходящих пакетов;

· алгоритмы "split horizon", "poison reverse" и триггерных обновлений, которые используются для корректного отображения изменений топологии сети;

· фильтры маршрутов для выбора тех сетей, которые необходимо объявлять или принимать от них обновления;

· фильтры источников для выбора маршрутизаторов, от которых будут приниматься объявления;

· конфигурируемые объявления и таймеры старения маршрута;

· поддержка простого удостоверения подлинности при помощи пароля;

· возможность отключения суммирования подсетей.

использование в сети протокола маршрутизации rip оправданно в случае небольшой сети с динамически меняющейся структурой, имеющей несколько возможных маршрутов. маршрутизируемая среда на базе протокола rip может потребоваться для:

· предприятия среднего размера;

· большого офиса филиала или дополнительного офиса со множественными сетями.

протокол ospf

протокол ospf (open shortest path first) разрабатывался как механизм, посредством которого маршрутизаторы могут обмениваться информацией о содержимом таблиц маршрутизации в большой межсетевой среде. протокол ospf является протоколом маршрутизации с объявлением состояния канала связи. в основе функционирования протокола ospf лежит алгоритм "первоочередного обнаружения кратчайшего пути" (shortest path first, spf), который используется для вычисления маршрутов в таблице маршрутизации. используя алгоритм spf, маршрутизатор вычисляет кратчайший (т. е. обладающий наименьшей стоимостью) путь ко всем подсетям в межсетевой среде. в маршрутах, рассчитанных при помощи алгоритма spf, всегда отсутствуют циклы.
в отличие от протокола rip, протокол ospf поддерживает "карту" корпоративной сети. эта карта модифицируется каждый раз, когда происходит какое-либо изменение в структуре сети. эта карта, называемая базой данных состоянии связей (link state database), синхронизирована для всех ospf-маршрутизаторов и используется, чтобы вычислить маршруты в таблице маршрутизации. изменения в структуре сети приводят к немедленному распространению сведений об этих изменениях на все маршрутизаторы, которые, в свою очередь, обновляют собственный экземпляр базы данных состояния связей. обновление базы данных состояний связей приводит к повторному пересчету таблицы маршрутизации.
начиная свою работу, каждый маршрутизатор извещает другие маршрутизаторы о своем существовании, отправляя специальное сообщение во все доступные подсети. другие маршрутизаторы получают это сообщение и обновляют свой экземпляр базы данных о состоянии связей. фактически указанная база данных и формируется на основании этих сообщений.
поскольку размер базы данных состояний связей растет, требования к объему памяти и время на вычисление маршрута увеличиваются. чтобы решить эту проблему, ospf рассматривает межсетевую среду как совокупность областей (под областью в данном случае понимается совокупность непрерывных сетей), соединенных друг с другом через некоторую базовую область (backbone area). все маршрутизаторы, принадлежащие к одной области, обладают идентичными репликами базы данных состояния связей.
с целью идентификации областей каждой из них выделяется специальный идентификатор (area id), представляющий собой 32-разрядное число. этот идентификатор записывается так же как и ip-адрес — в десятично-точечном формате (т. е. в виде четырех однобайтовых чисел, разделенных точками). идентификатор области никак не связан с ip-адресацией. администратор может присваивать идентификаторы областям по своему усмотрению, не оглядываясь на используемые в сети ip-адреса. при этом одна область ospf может включать в свой состав неограниченное количество подсетей (размер области ограничивается исключительно размером базы данных состояния связей).
каждый маршрутизатор хранит базу данных состояний связей только для тех областей, которые подсоединены к маршрутизатору непосредственно. маршрутизаторы, соединяющие базовую область с другими областями, называются пограничными маршрутизаторами областей (area border router, abr). пограничные маршрутизаторы накапливают изменения, полученные от остальных маршрутизаторов области, и передают их разом маршрутизаторам, расположенным в других областях.

на рис. 1 показан пример разделения сети на области в случае использования протокола ospf.

рис. 1. сеть с использованием протокола ospf

самое большое преимущество протокола ospf заключается в том, что он является высокопроизводительным протоколом и приводит к незначительным издержкам даже в очень больших межсетевых конфигурациях. в качестве недостатка протокола ospf можно отметить определенную сложность его развертывания и конфигурирования.
по сравнению с протоколом rip протокол маршрутизации ospf обладает следующими преимуществами:

· алгоритм, лежащий в основе протокола ospf, позволяет избежать петель маршрутизации;

· в процессе своего функционирования протокол ospf генерирует значительно меньший сетевой трафик, чем протокол rip. как следствие, переход с rip на ospf позволит снизить нагрузку на сеть;

· протокол ospf для рассылки служебных сообщений использует только групповое вещание (в отличие от протокола r1p версии 1);

· протокол ospf предусматривает возможность разбиения корпоративной сети на области. области могут, с одной стороны, рассматриваться как домены маршрутизации, с другой стороны, облегчают процесс администрирования подсистемы маршрутизации;

· протокол ospf не имеет ограничений на количество переходов между маршрутизаторами, что позволяет его использовать в корпоративных сетях любого масштаба;

· реконфигурация таблиц маршрутизации, вызванная изменениями в структуре сети, происходит за очень короткий период (значительно быстрее, нежели в случае использования протокола rip).

реализация протокола ospf, предложенная в рамках windows server 2003, обладает следующими функциональными возможностями:

· фильтр маршрутов для управления взаимодействием с другими протоколами маршрутизации;

· динамическая реконфигурация всех установок ospf;

· сосуществование с rip;

· динамическое добавление и удаление сетевых интерфейсов маршрутизатора.

маршрутизируемая ospf-среда лучше всего подходит для крупных межсетевых сред (насчитывающих более 50 подсетей) с динамически изменяемой структурой, имеющих несколько путей доставки пакетов, передаваемых между любыми двумя конечными точками межсетевой среды.
ниже перечислены сетевые конфигурации, для которых необходима маршрутизируемая ospf-среда:

· корпоративная или сеть университетского городка (campus);

· международная корпоративная или университетская межсетевая среда.

примечание
протокол маршрутизации ospf на 64-разрядных версиях операционных систем семейства windows server 2003 не поддерживается.