Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

111 Počítačové sítě IP routing. 222 IP sítě jsou propojeny směrovači - routery –Funkce směrovačů odpovídá 3. vrstvě referenčního modelu OSI - L3 – L3.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "111 Počítačové sítě IP routing. 222 IP sítě jsou propojeny směrovači - routery –Funkce směrovačů odpovídá 3. vrstvě referenčního modelu OSI - L3 – L3."— Transkript prezentace:

1 111 Počítačové sítě IP routing

2 222 IP sítě jsou propojeny směrovači - routery –Funkce směrovačů odpovídá 3. vrstvě referenčního modelu OSI - L3 – L3 odpovídá IP vrstvě architektury TCP/IP –Směrovače provádějí přepojování datagramů mezi IP sítěmi (datagramová služba) –Směrovače určují „nejlepší“ cestu pro datagramy podle směrovacích map (tabulek), které obsahují celou topologii internetu (internet = propojené IP sítě) –Získání celé topologie sítě – konvergence sítě

3 33 Počítačové sítě IP routing Architektura internetu –Core-network (jádro sítě) – původní koncepce Core routers –Autonomní systémy - současná koncepce Hraniční směrovače AS 3

4 4 Architektura Core-network

5 5 Architektura autonomních systémů

6 666 Počítačové sítě IP routing Směrovací mapy (směrovací tabulky) Směrovač získává informace o sítích –Staticky (statické směrovací tabulky) Administrátorem ručně editované záznamy Směrovač nemůže vytvářet alternativní cesty, jestliže se nastavená cesta přeruší Možnost chybné konfigurace Riziko vzniku směrovacích smyček

7 777 Počítačové sítě IP routing –Dynamicky (dynamické směrovací tabulky) Na základě informací periodicky šířených směrovacími protokoly se mapy vypočítávají podle určitého algoritmu Snadná adaptace na změny v topologii sítě Mezi směrovači musí být dohoda o implementaci stejného směrovacího protokolu

8 88 Počítačové sítě IP routing Připomeňme si: –Přímé směrování - zdroj i cíl ve stejné IP síti –Nepřímé směrování - zdroj a cíl v různých IP sítích Výchozí směrovač (default router)

9 Co obsahuje směrovací tabulka? –Pro každou IP síť internetu záznam: –Síť – IP adresa cílové sítě –Rozhraní – identifikátor rozhraní routeru –Brána - IP adresa rozhraní dalšího směrovače –Metrika - zhodnocené parametry přenosové cesty (parametry jsou stanoveny protokolem) - např. počet směrovačů na přenosové cestě, cena za přenos, přenosová kapacita, zpoždění Počítačové sítě IP routing SíťBránaRozhraníMetrika

10 10

11 11 Počítačové sítě IP routing Každý směrovač musí mít mapu pro celý internet - pro globální síť Internet je to nerealizovatelné Řešení: rozdělení Internetu na autonomní systémy Autonomní systém (AS) –AS je komplex sítí a směrovačů –AS je jedna administrativní doména se společnou směrovací strategií

12 12 Počítačové sítě IP routing AS je registrován u NIC (Network Information Center) a má přidělen unikátní identifikátor (16/32 bitů), který používají ke své identifikaci externí směrovací protokoly v procesu vzájemné výměny směrovacích informací Dvě úrovně směrování v AS architektuře –Uvnitř AS - směrování interními směrovacími protokoly (IGP - Interior Gateway Protocol) –Mezi AS - směrování externími směrovacími protokoly (EGP -Exterior Gateway Protocol)

13 Počítačové sítě IP routing 13 Propojení autonomních systémů Internetu

14 Počítačové sítě IP routing 14 Dohody o tranzitu datových přenosů mezi AS - peering

15 15 Počítačové sítě IP routing Peering Peeringová centra v ČR –NIX (Neutral Internet Exchange) - NIX.CZ, z.s.p.o.NIX –CBIX (Commercial Brno Internet Exchange) - Master Internet, s.r.o. CBIX

16 16 Počítačové sítě IP routing Algoritmy pro výpočet směrovacích cest –Distance Vector Algorithmus (DVA) –Link State Algorithmus (LSA) Princip DVA 1.Směrovače periodicky vysílají obsah své směrovací tabulky 2.Směrovače přijímají informace vysílané ostatními směrovači a podle nich aktualizují obsah své tabulky 3.Směrovací tabulky obsahují částečné informace o vzdálených oblastech sítě

17 17 Počítačové sítě IP routing Charakteristika DVA –Protokoly založené na DVA definují malé přirozené číslo, které omezuje hodnotu DISTANCE (tzv. max. hopcount). Pokud v tabulce dojde k dosažení této hodnoty, síť se považuje za nedostižitelnou a záznam se z tabulky odstraní –Protokoly jsou tedy vhodné pro nepříliš rozsáhlé sítě

18 18 Počítačové sítě IP routing DVA algoritmus Bellman-Ford Cíl je vytvořit tabulku: Distance je počet směrovačů, přes které musí datagram projít na trase do cílové sítě Směrovač šíří svou směrovací tabulku IP broadcastem nebo IP multicastem Jestliže přijme směrovač novou informaci (záznam pro síť, kterou ve své tabulce nemá nebo je v záznamu pro známou síť kratší hopcount, svou tabulku opraví) NetGateway Distance („hopcount“)

19 19 Počítačové sítě IP routing Vytvoření tabulky zahrnuje: 1.Vytvoření záznamů pro sousedící (přímo připojené) sítě 2.Podle postupně (po krocích) přijímaných obsahů tabulek sousedních směrovačů se tvoří záznamy pro vzdálenější sítě 3.Hodnota „hopcount“ přijatá od sousedního směrovače se vždy zvýší o 1 Nevýhody DVA: Periodicky se vysílají celé tabulky U větších sítí to jsou velké datové pakety Přenosy velkých tabulek zatěžují sítě Možnost vzniku dočasných smyček

20 20 Počítačové sítě IP routing Princip LSA 1.Směrovače vysílají pouze informace („Link State Packets“ - LSP) o stavu spojů, ke kterým jsou připojeny. 2.LSP jsou vysílány všem ostatním směrovačům („flooding“) ve stejné směrovací oblasti – přenosy 3.Každý směrovač si vytváří z obdržených informací kompletní topologickou mapu sítě

21 21 Počítačové sítě IP routing –Podle mapy jsou určeny „nejlepší“ cesty k cílovým sítím ( Dijkstra algoritmus ) –Metrika LSA - „cost“ (administrativně nastavená pro každou cestu) –Směrovač zpracovává pouze změny stavů spojů, které obdrží v LSP a potom znovu spočítá nejkratší cestu –Výhody LSA: Pakety protokolů LSA jsou mnohem kratší než u protokolů DVA, velikost jejich obsahu nezávisí na velikosti sítě Protokoly LSA jsou vhodné i pro velmi rozsáhlé sítě

22 22 Počítačové sítě IP routing

23 23 Počítačové sítě IP routing Interní protokoly - IGP –Protokol RIPv1 a RIPv2 (Routing Information Protocol version 1/2) –Protokol OSPF (Open-the Shortest-Path-First)

24 24 Počítačové sítě IP routing Charakteristika RIPv1 a RIPv2 Algoritmus DVA Metrika hopcount (max. hopcount = 16) RIPv1 vysílá zprávy IP broadcastem každých 30 sec RIPv2 vysílá zprávy IP multicastem ( ) Pokud není přijata RIP zpráva po dobu 180 sec, platnost směrovací tabulky vyprší (dojde ke ztrátě konektivity) Použití v malých a středních sítích Implementace RIP protokolu jsou součástí OS Unix Protokol RIP nevytváří alternativní cesty Problémy RIP protokolu: –pomalé šíření informace –náchylnost ke vzniku směrovacích smyček

25 25 Počítačové sítě IP routing –RIP nevytváří hierarchické směrovací oblasti –RIP vytváří „ploché“ (flat) směrovací oblasti –RIP definuje pouze jeden typ směrovače –Nastavení RIP routing na směrovačích a počítačích (programová konfigurace): Aktivní – generují a šíří RIP zprávy (síťové směrovače) Pasivní – pouze přijímají RIP zprávy od aktivních subjektů (počítače)

26 26 Počítačové sítě IP routing 26 Figure 176: RIP Version 1 (RIP-1) Message Format The RIP-1 message format can contain up to 25 RIP Entries. Here, RIP Entry #1 is shown here with each of its constituent subfields. Formát zprávy RIPv1

27 27 Počítačové sítě IP routing Formát zprávy RIPv2

28 28 Počítačové sítě IP routing

29 29 Počítačové sítě IP routing Charakteristika OSPF –Algoritmus LSA –Metrika „cost“ přiřazená administrátorem každému spoji – podpora ToS (Delay, Throughput, Reliability) – ToS = 0, pak „cost“ = šířka přenosového pásma –Možnost vytvářet paralelní cesty (stejná metrika) – rozdělení zatížení sítě (load balancing)

30 30 Počítačové sítě IP routing –OSPF vytváří hierarchické sítě tvořené směrovacími oblastmi (area) –OSPF definuje více typů směrovačů generujících více typů OSPF zpráv –Šíření zpráv mezi OSPF směrovači – komunikace prostřednictvím přenosů „multicast“ Adresa všechny OSPF směrovače sítě Adresa „pověřený“ směrovač (designed router)

31 Počítačové sítě IP routing –Oblasti OSPF (areas) zahrnují typicky více sítí, každá oblast je připojena k páteřní oblasti (transportní síti) –Nelze-li připojit oblast (area) k páteři, vytvoří se „virtuálního spoj“ přes jinou oblast (tranzitní síť) –OSPF podporuje ToS a autentizaci LSA 31

32 32 Počítačové sítě IP routing

33 33 OSPF doména Area - soustava jedné nebo více souvislých sítí Každá area má svou „kopii“ Shortest Path First (SPF) algoritmu Hierarchické směrování –Uvnitř oblasti – intra area – společná topologická databáze Vnitřní směrovač AR (Area Router) DR (Designed Router) –Mezi oblastmi - inter area – přes páteřní oblast– sumarizuje topologické informace oblasti Hraniční směrovač ABR (Area Border Router) –Mezi OSPF směrovacími doménami – autonomní oblasti Se stejnou metrikou S rozdílnou metrikou Hraniční směrovač AS ASBR (AS Border Router)

34 Počítačové sítě IP routing OSPF doména 34

35 35 Počítačové sítě IP routing Zprávy OSPF – LSA (Link State Announcements Packets) –LSA pakety obsahují informace o spojích připojených k vysílajícímu směrovači –LSA pakety jsou generovány, jestliže nastane změna stavu spojů, jinak periodicky každých 30 min. nebo na vyžádání –Protokol „Hello“ – zřizuje a udržuje vztahy mezi sousedními směrovači, provádí výběr designed router („pověřeného“ směrovače ) v síti s více směrovači

36 36 Počítačové sítě IP routing Formát společného záhlaví OSPF zprávy

37 Počítačové sítě IP routing Pakety OSPF 37

38 38 Počítačové sítě IP routing LSA paketyLSA pakety (zprávy OSPF) Typ 1 (Hello Packet) - vytváří se v prvním kroku LSA - "oslovení sousedních routerů" Typ 2 (Database Description Packet - DDP) - odpověď na Hello Packet Typ 3 (Link State Request Packet - LSR) - žádost o vyslání Link State Update Packet Typ 4 (Link State Update Packet - LSU) - odpověď na Link State Request Packet –LSU LinkType 1 – Router Link – zahrnuje informace o stavu všech rozhraní směrovače s oblastí. Je vysílán do vlastní oblasti všemi směrovači AR (Area Router) –LSU LinkType 2 – Network Link – zahrnuje seznam směrovačů připojených do společné sítě. Je vysílán do vlastní oblasti a je generován „pověřeným“ směrovačem DR (Designed Router)

39 39 –LSU LinkType 3– Summary Link to Network – popisuje cestu v rámci vlastního AS. Je generován ABR (Area Border Router) a vysílán do připojených oblastí, popisuje cestu k sítím. –LSU LinkType 4 – Summary Link to ASBR – popisuje cestu mimo oblast. Je generován ASBR(Autonomous System Boundary Router) a vysílán do připojených oblastí, popisuje cestu k hraničním směrovačům AS. –LSU Link Type 5 – External Link – popisuje cestu v jiném AS. Je generován ASBR (Autonomous System Boundary Router) a vysílán do AS –LSU LinkType 6 – Group Membership – podpora skupinových přenosů Typ 5 (Link State Acknowledgment Packet - LSAck) - potvrzuje příjem Link State Update Packet

40 40 Příklad konfigurace OSPF

41 Počítačové sítě IP routing 41

42 Počítačové sítě IP routing 42 Formát zprávy OSPF Hello

43 Počítačové sítě IP routing 43 Formát zprávy OSPF Database Description

44 Počítačové sítě IP routing 44 Formát zprávy OSPF Link State Request Packet

45 Počítačové sítě IP routing 45 Formát zprávy OSPF Link State Update

46 Počítačové sítě IP routing 46 Záhlaví každého oddílu Link Status Advertisements 1 - n

47 Počítačové sítě IP routing 47 Pakety Link State Update Typ 1 a 2 – mezi routery uvnitř oblasti („AREA #“) Typ 3 (sumární) – mezi sousedícími oblastmi přes hraniční routery

48 48 Počítačové sítě IP routing Externí protokoly - EGP Protokol EGP (Exterior Routing Protocol) Protokol BGP (Border Gateway Protocol)

49 49 Počítačové sítě IP routing Protokol EGP – jednoduchý protokol, na bázi stromové struktury (nepřipouští „peering“), bez metriky. Princip: –Zjistí každému směrovači sousední směrovače, se kterými bude komunikovat, –Periodicky „sousedství“ ověřuje –Vyměňuje se sousedy informace o dostupnosti sítí ve svém AS (seznam sítí a směrovačů )

50 50 IP směrování Externí protokoly Protokol BGP Hvězdicová struktura (Core Network) V současnosti oficiální externí protokol Internetu (routery WAN podporují BGP)

51 51 Počítačové sítě IP routing BGP protokol používá transportní protokol TCP (spolehlivý), dokáže šířit informace i mezi interními směrovači (uvnitř AS) BGP kombinuje algoritmus DVA a LSA Funkce BGP –Navázáni a udržování komunikace se sousedními směrovači –Při první výměně informací vysílá celé směrovací mapy –Nevysílá zprávy periodicky, pouze aktualizuje směrovací informace

52 52 Počítačové sítě IP routing Typy zpráv BGP –OPEN – navázání spojení se sousedním routerem (jsou na stejné IP síti/subsíti) –UPDATE – předání informace o sítích, které jsou dosažitelné touto směrovací cestou a/nebo informace o změně směrovacích cest –KEEPALIVE – periodické ověření spojení se sousedním routerem –NOTIFICATION – chybová zpráva

53 Počítačové sítě IP routing Implementace externích a interních směrovacích protokolů 53

54 54 Implementace směrování v LAN Router HW – Cisco, Nortel, Juniper ……. SW – PC router L3 switch Pojmy: prefix, netmask, VLSM, metrika, hope, next_hope, default gateway, propagace routů, sumarizace routů, redundance cest, agregace směrovacích cest 54 Počítačové sítě IP routing


Stáhnout ppt "111 Počítačové sítě IP routing. 222 IP sítě jsou propojeny směrovači - routery –Funkce směrovačů odpovídá 3. vrstvě referenčního modelu OSI - L3 – L3."

Podobné prezentace


Reklamy Google