Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

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

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "11 Počítačové sítě IP routing IP sítě jsou propojeny směrovači - routery –Funkce směrovačů odpovídá 3. vrstvě referenčního modelu OSI - L3 – L3 odpovídá."— Transkript prezentace:

1 11 Počítačové sítě IP routing 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)

2 2 Počítačové sítě IP routing Architektura internetu –Core-network (jádro sítě) Core routers –Autonomní systémy Hraniční směrovače AS 2

3 33 LAN EGP LAN IGP Core Network Architektura Core-network

4 44 LAN EGP LAN IGP Architektura autonomních systémů Autonomní systém 1 AS 2 AS 3

5 55 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

6 66 Počítačové sítě IP routing 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 vznik směrovacích smyček

7 77 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 určitého směrovacího protokolu

8 8 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 9 Co obsahuje směrovací tabulka? –Pro každou IP síť internetu záznam: síť brána rozhraní metrika –Síť – IP adresa sítě –Rozhraní –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... 9 Počítačové sítě IP routing

10 10

11 11 Počítačové sítě IP routing Šíření směrovacích informací po krocích Příklad: Sítě Network 1, Network 2, Network 3, Network 4 Routery RA, RB, RC, RD

12 12

13 13 Počítačové sítě IP routing Každý směrovač musí mít mapu celého internetu - pro globální síť Internet jenerealizovatelné Řešení: strukturalizace Internetu na autonomní systémyautonomní systémy Autonomní systém (AS) –AS je komplex sítí a směrovačů –AS je jedna administrativní doména se společnou směrovací strategií

14 14 Počítačové sítě IP routing AS je registrován u NIC (Network Information Center) a má přidělen unikátní identifikátor (16 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)

15 15 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

16 16 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

17 17 Počítačové sítě IP routing –DVA algoritmus Bellman-Ford Cíl je vytvořit tabulku: Net Gateway Distance („hopcount“) Distance je počet směrovačů, přes které musí datagram projít na trase do cílové sítě Směrovač šíří svou směrovací tabulku IP broadcastem 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)

18 18 Počítačové sítě IP routing –Vytvoření tabulky představuje: 1.Vytvoření záznamů pro sousedící 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: Vysílají se celé tabulky U větších sítí to představuje velké datové pakety Takové přenosy zatěžují sítě

19 19 Počítačové sítě IP routing Charakteristika LSA –Směrovače vysílají pouze informace („Link State Packets“ - LSP) o stavu spojů, ke kterým jsou připojeny. –LSP jsou vysílány všem ostatním směrovačům („flooding“) ve stejné směrovací oblasti –Každý směrovač si vytváří z obdržených informací kompletní topologickou mapu sítě

20 20 Počítačové sítě IP routing –Podle mapy jsou určeny „nejlepší“ cesty k cílovým sítím ( Dijkstra algoritmus ) – ukázka Dijkstra algoritmusukázka –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: 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

21 21 Počítačové sítě IP routing

22 22 Počítačové sítě IP routing Interní protokoly - IGP Protokol RIP a RIP 2 (Routing Information Protocol) Protokol OSPF (Open-the Shortest-Path- First)

23 23 Počítačové sítě IP routing Charakteristika RIP1/RIP 2 –Algoritmus DVA –Metrika hopcount (max. hopcount = 16) –Vysílání RIP zpráv IP broadcastem každých 30 sec –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

24 24 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)

25 25 Počítačové sítě IP routing 25 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 RIP1

26 26 Počítačové sítě IP routing Formát zprávy RIP2 typ příkazuverze (2) identifikátor směrovacího procesu identifikátor AStyp sítě (IP ~ 2) IP adresa sítě maska podsítě „next - hope“ IP adresa metrika (1-16) záznamy pro dalších maximálně 24 směrovačů

27 27 Počítačové sítě IP routing IP záhlaví Protocol = 17 UDP záhlaví RIP zpráva IP záhlaví Protocol = 89 OSPF zpráva

28 28 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)

29 29 Počítačové sítě IP routing –OSPF vytváří hierarchické sítě tvořené směrovacími oblastmi (area) –OSPF definuje více typů směrovačů generujících OSPF zprávy příslušných typů –Šíření zpráv mezi OSPF směrovači přenosy „multicast“ všechny OSPF směrovače sítě „pověřený“ směrovač (designed router)

30 30 LAN Area 3 30 OSPF doména Area 1 LAN Area 2 Backbone Area 0

31 31 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) – „pověřený“ směrovač –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)

32 32 Příklad konfigurace OSPF 32

33 33 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 (30 min.) –Protokol „Hello“ – zřizuje a udržuje vztahy mezi sousedními směrovači, provádí výběr „pověřeného“ směrovače ( ) v síti s více směrovači

34 34 Počítačové sítě IP routing –Oblasti zahrnují typicky více sítí, každá oblast je připojena k páteřní oblasti (transportní síti) –Nelze-li připojit oblast k páteři, vytvoří se „virtuálního spoj“ přes jinou oblast (tranzitní síť) –OSPF podporuje ToS a autentizaci LSA –LSA pakety Hello Packet - se vytváří v prvním kroku LSA - "oslovení sousedních routerů" Database Description Packet - odpověď na Hello Packet Link State Request Packet - žádost o vyslání Link State Update Packet

35 35 Počítačové sítě IP routing Link State Acknowledgment Packet - potvrzuje příjem Link State Update Packet Link State Update Packet - odpověď na Link State Request Packet –Typ 1 – Router Link – zahrnuje informace o stavu všech rozhraní směrovače s oblastí. Je vysílán do lokální sítě všemi směrovači –Typ 2 – Network Link – zahrnuje seznam směrovačů připojených k lokální síti. Je vysílán do lokální oblasti a je generován „pověřeným“ směrovačem

36 36 Protokol OSPF Link State Update Packet – odpověď na LS Request –Typ 3/4 – Summary Link to Network/to ASBR – popisuje cestu mimo oblast (v rámci vlastního AS). Je generován hraničními směrovači a vysílán do připojených oblastí (typ 3 popisuje cestu k sítím, typ 4 k hraničním směrovačům AS –Typ 5 – External Link – popisuje cestu v jiném AS. Je generován ASBR a vysílán do AS –Typ 6 – Group Membership – podpora skupinových přenosů

37 37 Počítačové sítě IP routing Externí protokoly - EGP Protokol EGP (Exterior Routing Protocol) Protokol BGP (Border Gateway Protocol)

38 38 IP směrování Externí protokoly Protokol EGP – jednoduchý protokol, na bázi stromové struktury, 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 )

39 39 IP směrování Externí protokoly Protokol BGP – novější, na bázi hvězdicové struktury (Core Network) BGP – v současnosti oficiální externí protokol Internetu – routery WAN podporují BGP Core Network AS1 AS2 AS3

40 40 IP směrování Externí protokoly - BGP 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 periodicky, pouze aktualizuje směrovací informace

41 41 IP směrování Externí protokoly - BGP 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

42 Počítačové sítě IP routing Implementace externích a interních směrovacích protokolů 42 LAN Externí protokol Interní protokoly

43 43 Počítačové sítě IP routing

44 44 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 44 Počítačové sítě IP routing

45 45 Počítačové sítě IP routing Typy konfigurace –Statický routing –Dynamický routing ( Quagga ) –Default routing Základní nastavení PC routeru – IP forwarding Statický routing – nastavení směrovacích cest Dynamický routing - volba směrovacího protokolu (RIP2 vs. OSPF) – směrovací SW (Quagga) Default router - nastavení default brány 45


Stáhnout ppt "11 Počítačové sítě IP routing IP sítě jsou propojeny směrovači - routery –Funkce směrovačů odpovídá 3. vrstvě referenčního modelu OSI - L3 – L3 odpovídá."

Podobné prezentace


Reklamy Google