SMĚROVÁNÍ V POČÍTAČOVÝCH SÍTÍCH Část 1 – principy směrování Zpracovala: Mgr. Marcela Cvrkalová Střední škola informačních technologií a sociální péče, Brno, Purkyňova 97

CO JE SMĚROVÁNÍ Proces hledání optimální cesty dat v počítačových sítích Probíhá na třetí (síťové) vrstvě modelu ISO/OSI Do směrování jsou zapojeny směrovače, ležící na cestě mezi zdrojovou a cílovou adresou v hlavičce paketu Směrovače používají pro vyhledání cesty směrovací tabulky Směrovací tabulky mohou být naplněny ručně nebo jsou naplňovány průběžně, automaticky

SMĚROVÁNÍ ZAHRNUJE Výpočet optimální cesty (matematický problém hledání cesty v grafu) Uchování směrovacích informací (vedení směrovacích tabulek) Samotné předávání paketů Aktualizaci údajů, reakce na změny v síti

AUTONOMNÍ SYSTÉMY Celosvětová síť Internet je rozdělena na oblasti = autonomní systémy (AS) AS = systém sítí a routerů s konzistentním mechanismem směrování AS musí být celosvětově registrovány Směrování probíhá – uvnitř AS (vnitřní, interní směrování) – mezi jednotlivými AS (vnější, externí směrování)

STATICKÉ SMĚROVÁNÍ Vyplnění směrovací tabulky provádí ručně administrátor sítě Používá se výjimečně (např. nastavení implicitní cesty) Administrátor musí znát topologii sítě Nereaguje na změny v síti (všechny změny nutné ručně nastavit na všech směrovačích v síti) Náročné na správu i v relativně malých sítích, náchylné k chybám

DYNAMICKÉ SMĚROVÁNÍ Obsah směrovacích tabulek se průběžně (dynamicky) mění Dvě základní varianty – Vector-distance routing DVA (podle vzdálenosti) – Link-state routing LSA (podle průchodnosti linky)

NEJVHODNĚJŠÍ CESTA Většinou existuje více možností cesty paketu. Volbu cesty zabezpečují směrovací protokoly Volí se cesta s nejnižšími náklady na přenos Způsob ohodnocení cesty = METRIKA Různé směrovací protokoly používají různé metriky

NEJČASTĚJŠÍ METRIKY Šířka pásma (band width) Přenosové zpoždění (internetwork delay) Spolehlivost (reliability) Zatížení (load) Počet přechodů přes směrovače (hop count) + jejich nejrůznější kombinace

DVA Algoritmus vyhodnocuje délky cest Aktualizace směrovacích tabulek periodickou výměnou se sousedními směrovači Postupné šíření informace = konvergence Metrika = počet směrovačů na cestě (hop count) Nejlepší cesta = nejmenší počet skoků

NEVÝHODY DVA Maximální počet směrovačů = 15 (omezená velikost sítě) Algoritmus náchylný na tvorbu smyček a duplicitních cest K jejich odstranění se používá: – Split horizont (výměna jen částí tabulek) – Poison reverse (při zacyklení je cesta prohlášena za nedostupnou) – Triggered update (okamžité aktualizace při změnách) – Hold down counter (pozdržení informace)

LSA Metrika založena na stavu linek a prostupnosti sítě Synchronizace topologií sítě mezi směrovači – flooding Mezi směrovači se přenáší pouze změny ve směr. Tabulkách Neustálé vyhodnocování stavu spojů (přenosový výkon, odezva, zpoždění, propustnost...)

PŘÍMÉ A NEPŘÍMÉ SMĚROVÁNÍ Přímé směrování Odesilatel i příjemce leží ve stejné síti (mají stejnou síťovou část adresy) O doručení paketu se stará přímo linková vrstva (vrstva síťového rozhraní) Není nutné hledat optimální cestu Nepřímé směrování Odesilatel a příjemce leží v různých sítích (mají různé síťové adresy) Je třeba zvolit nejvhodnější odchozí směr (nejvhodnější směrovač) Paket se odešle na tento směrovač (přímé směrování)

? PŘÍMÉ nebo NEPŘÍMÉ směrování Logicky vynásobíme (bit po bitu) vlastní IP adresu a masku sítě Totéž provedeme s adresou příjemce (použijeme stejnou masku) Výsledky porovnáme Je-li mezi výsledky plná shoda.....PŘÍMÉ SMĚROVÁNÍ

PŘÍMÉ SMĚROVÁNÍ Nepoužije se směrovací tabulka Paket se zabalí do rámce linkové vrstvy Odešle se na fyzickou adresu, odpovídající IP adrese z paketu Zjištění fyzické adresy se provede (většinou) protokolem ARP

NEPŘÍMÉ SMĚROVÁNÍ Neshodují-li se síťové prefixy, leží příjemce v jiné IP síti. Je třeba rozhodnout, na který směrovač poslat paket Každý uzel zná minimálně jednu adresu směrovače (výchozí brána) Existuje-li více směrovačů, použije uzel svoji směrovací tabulku Paket odesílá na IP adresu směrovače, který leží ve stejné síti jako uzel Paket zabalen do rámce a poslán na fyzickou adresu tohoto směrovače (přímým směrováním)

? Zachyťte pomocí vhodného programu (např. wireshark) dva odchozí IP pakety, jeden do vlastní sítě, jeden mimo ni Porovnejte síťové části adresy vlastního uzlu (vypište např. pomocí ipconfig) a cílové IP adresy Zjistěte, jaké IP adrese odpovídá MAC adresa v rámci, v němž je IP paket odesílán (např. pomocí ARP tabulky)