(T) Protokoły routingu dynamicznego**

Protokoły routingu dynamicznego

Zagadnienia związane z routing-iem

Zagadnienia związane z routing-iem

  • Routing Protocol – Zestaw zasad, wiadomości oraz algorytmów wykorzystywanych przez router do wykrywania nowych  sieci, jak i tras do nich prowadzących. Poprzez poszukiwanie nowych oraz analizowanie istniejących tras routingu w celu określenia jednej najlepszej trasy względem każdej z istniejących sieci. Przykładowym protokołem routingu dynamicznego może być protokół RIP, EIGRP, OSPF, BGP czy IS-IS.
  • Routed Protocol & Routable Protocol – Protokół określający logiczne zasady struktury oraz adresacji sieci, umożliwiające prowadzenie komunikacji przez rutery. Przykładowym protokołem tego typu jest protokół IPv4 czy protokół IPv6.
  • Routing Asymetryczny (Asymmetric Routing) – Zachodzi, gdy droga powrotna wysłanego pakietu jest inna, niż ta którą dotarł do celu. Sytuacja ta może powodować komplikacje związane z kolejkowaniem wysyłanych wiadomości np. utrudniając komunikację protokołu TCP tudzież zupełnie ją blokując. Przykładem takiej sytuacji jest użycie protokołu HSRP na przełącznikach warstwy trzeciej, przy zastosowaniu redundantnego podłączenia z przełącznikami L2 warstwy dostępowej. W sytuacji tej powracające pakiety odebrane przez urządzenie, które nie uczestniczyło w danej transmisji, nie będą posiadać adresu MAC nadawcy w swojej tablicy (ARP cache), przez co ruch ten zostanie odebrany jako nieznany ruch unicast-owy a tym samym zostanie odrzucony.
  • Czas oczekiwania (Latency) – Określa czas przez jaki pakiet podróżuje od źródła do celu, przez co jest szczególnie ważny dla aplikacji głosowych (Voice over IP). Przykładowo w standardzie G.114 wymagana jakość połączenia nie powinna przekraczać czasu oczekiwania rzędu 150 Ms. Na końcową wartość czasu oczekiwania składa się przepustowość (Bandwidth) oraz opóźnienie (Delay).
  • Następny przeskok (Next-Hop) – Adres IP bądź interfejs sieciowy, poprzez który można osiągnąć sieć docelową.
  • Wybór trasy (Patch Selection) – Wybór najlepszej trasy docelowej jest dokonywany na podstawie trzech następujących czynników:
    • Prefix Length – Adres sieci wraz z maską (Prefix-em). Np. 10.0.2.0/24.
    • Administrative Distance – Statyczna wartość przypisana do trasy w zależności od jej źródła.
    • Metrics – Dynamiczna wartość wyliczona przez protokół routingu dynamicznego.

Dystans Administracyjny

  • W przypadku wykorzystania dwóch bądź większej liczby protokołów routingu na jednym ruterze, może dojść do zdarzenia w którym jedna trasa jest rozgłaszana przez większą liczbę protokołów. Aby wybrać najlepszą, ruter wykorzysta stałą wartość administracyjną (AD) przypisywaną do każdego z protokołu routingu dynamicznego. Ten z niższą wartością posiada większy priorytet na dodawanie tras do tablicy routingu.
Protokół Routingu Dystans Administracyjny
Connected 0
Static Route 1
BGP (External Routes) 20
EIGRP (Internal Routes) 90
IGRP 100
OSPF 110
IS-IS 115
RIP 120
EIGRP (External Routes) 170
BGP (Internal Routes) 200
DHCP default route 254
Unusable 255
Wartości dystansu administracyjnego (AD)

Metryka

  • Hop Count (Skok) – Ilość routerów, jakie musi pokonać pakiet, aby dotrzeć do celu.
  • Bandwidth (Pasmo) – Ilość danych jaka może być przepuszczana przez połączenie, w określonym okresie czasu.
  • Przepustowość (Throughput) – Rzeczywista szerokość pasma (Bandwidth), zmierzona w określonym okresie czasu (Jest to prędkość pasma pomniejszona o istniejący ruch sieciowy oraz wszelkie opóźnienia).
  • Delay (Opóźnienie) – Stała wartość opóźnienia zachodzącego na wskazanym łączu.
  • Reliability (Osiągalność) – Wartość szacowana na podstawie awaryjności drogi.

Protokoły routingu dynamicznego

  • Dynamiczne protokoły routingu należy dostosować do panujących w firmie warunków, zgodnie z następującymi cechami charakterystycznymi które posiadają:
    • Skalowalność (Scalability) – W zależności od tego jak wielka jest obecna sieć oraz jakie zmiany będą w niej zachodzić w przyszłości, należy dobrać odpowiedni protokół routingu lub wykorzystać routing statyczny. W przypadku opcji pierwszej należy zwrócić uwagę na np. ilość przeskoków (która w przypadku protokołu RIP jest ograniczona do 15).
    • Zależność od producenta (Vendor interoperability) – Łącząc urządzenia sieciowe wielu producentów, należy zwrócić uwagę czy wszystkie z nich wspierają wybrany protokół routingu, przykładowo do 2013 roku protokół EIGRP mógł działać jedynie na ruterach firmy Cisco.
    • Znajomość obsługi protokołu przez personel IT – Pracownicy firmy mogą być bardziej zorientowani w obsłudze jednego z protokołów, co może znacząco usprawnić jego wdrażanie w sieci lokalnej.
    • Prędkość i zbieżność (Speed of convergence) – Szybkość wykrywania i reagowania na zachodzące w sieci zmiany jest istotną chcą każdego z protokołów routingu.
    • Sumaryzację (Summarization) – Możliwość sumaryzacji wielu wpisów z tablicy routingu do pojedynczego, może znacznie zmniejszyć rozmiar tablicy przyspieszając proces routingu przy jednoczesnym odciążeniu procesora.
    • Routing wewnętrzny oraz zewnętrzny – W zależności od potrzeby w firmie może zostać wykorzystany protokół bramy zewnętrznej BGP, stosowany szczególnie w przypadku nadmiarowego połączenia z dostawcą ISP czy jedynie jeden z protokołów bramy wewnętrznej IGP.
Protokoły routingu dynamicznego

Exterior Gateway Protocol

Protokoły IGP są wykorzystywane w komunikacji pomiędzy różnymi systemami autonomicznymi AS.
  • Protokół wektora ścieżki (Path-Vector BGP) – Określa dokładną ścieżkę jaką musi pokonać pakiet, aby dotrzeć do celu, pokonując na swojej drodze różne systemy autonomiczne AS.

Interior Gateway Protocol

Protokoły IGP są wykorzystywane w komunikacji wewnątrz jednego systemu autonomicznego AS.
  • Protokoły wektora odległości (Distance-Vector) – Wytyczają drogę do sieci docelowej na podstawie dystansu, ilości przeskoków (Distance) oraz kierunku, interfejsu następnego przeskoku (Vector). Protokoły te okresowo wymieniają całą zawartość swojej tablicy, pomiędzy sąsiednimi urządzeniami. Przez co niezależnie od zaistniałych w sieci zmiany, każda wymaga ponownego przesyłu całej zawartości tablicy, powodując duże opóźnienia (Speed of convergence).
    • Split Horizon – Funkcja podzielonego horyzontu (Split Horizon), blokuje wysyłanie aktualizacji dotyczących tras routingu, na interfejsie z którego trasy te zostały otrzymane. Dzięki czemu zmniejszane jest ryzyko powstawania pętli sieciowych.
    • Poison Reverse – W celu unieważnienia rozgłaszanej trasy routingu, ruter rozpoczyna jej rozgłaszanie z metryką Poison Reverse”, równą 16, co oznacza trasę nieosiągalną (RIP, IGRP).
  • Ulepszone protokoły wektora odległości (Enhanced Distance-Vector) – Ulepszone protokoły wektora odległości charakteryzują się:
    • Szybkim czasem zbieżności (Fast convergence).
    • Wysyłaniem wiadomości aktualizacyjnych zawierających niezbędne informacje, jedynie w przypadku zajścia zmiany (Partial updates).
    • Nawiązywaniem relacji sąsiedztwa (Neighborship).
    • Wysyłaniem wiadomości „Hello” w celu utrzymania relacji sąsiedztwa (Hello messages).
    • Kalkulacją metryki na podstawie wielu czynników (Metric).
    • Równoważonym obciążeniem tras, o równej bądź nierównej metryce (Equal, unequal load-balance).
    • Wykorzystaniem algorytmu DUAL (Diffusing Update Algorithm).
  • EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) – Stanowi nowszą wersje protokołu IGRP. Jako protokół routingu dynamicznego posiada pewne cechy protokołów Distance-vector oraz link-state, przez co nazywany jest hybrydą lub zaawansowanym protokołem wektora odległości (advanced distance-vector routing protocol).
Funkcjonalność RIPv1 RIPv2 IGRP EIGRP
  Metryk Obydwa protokoły jako metrykę wykorzystują ilość skoków, z ograniczeniem tej liczby do 15 możliwych przeskoków. Obydwa protokoły jako metrykę wykorzystują ilość skoków, z ograniczeniem tej liczby do 15 możliwych przeskoków.   Obydwa protokoły jako metrykę domyślnie wykorzystują pasmo i opóźnienie z dodatkowym wsparciem niezawodności. Obydwa protokoły jako metrykę domyślnie wykorzystują pasmo i opóźnienie z dodatkowym wsparciem niezawodności.  
Adres rozgłoszeniowy 255.255.255.255 224.0.0.9 255.255.255.255 224.0.0.10
VLSM NIE TAK NIE TAK
CIDR NIE TAK NIE TAK
Sumaryzacja NIE TAK NIE TAK
Autentykacja NIE TAK NIE TAK
Algorytm Bellman-Ford Bellman-Ford DUAL DUAL
Porównanie protokołów klasowych (RIPv1, IGRP) z protokołami bezklasowymi (RIPv2, EIGRP)
  • Protokoły stanu łącza (Link-State) – Rozgłaszają informację o stanie interfejsów sieciowych (Link State) oraz przypisanych do nich metrykach (Link Metric). Do wszystkich urządzeń w sieci (Danej strefie). Dzięki czemu są w stanie stworzyć szczegółową mapę topologii sieciowej. Dzięki wymianie wiadomości LSA (Link-State Advertisements) względem protokołu OSPF oraz LSP (Link-State Packets) względem protokołu IS-IS, cała zawartość tablicy routingu jest propagowana jedynie w pierwszej fazie nawiązywania relacji sąsiedztwa pomiędzy urządzeniami sieciowymi. Dodatkowe zastosowanie podziału na wiadomości aktualizacyjne oraz wiadomości utrzymujące relację sąsiedztwa „Hello”, znacząco zmniejszają ilość niepotrzebnego ruchu sieciowego. Ponadto protokoły stanu łącza posiadają następujące cechy:
    • Budują mapę sieci.
    • Mają krótki czas zbieżności.
    • Posiadają budowę hierarchiczną (Uzyskaną poprzez podział sieci na strefy).

Migracje

Migracja protokołu routingu

  • Dystans administracyjny AD (Administrative Distance) – Dystans administracyjny przypisywany do protokołów routingu, umożliwia współistnienie wielu protokołów na tym samym urządzeniu. W przypadku, w którym jedna sieć jest rozgłaszana przez więcej protokołów, router wybiera tą z niższą wartością dystansu administracyjnego.
  • Redystrybucja Routingu (Route Redistribution) – Umożliwia wymienianie informacji na temat sieci pomiędzy różnymi protokołami bądź instancjami tego samego protokołu routingu.

Migracja protokołu IPv4 do IPv6

  • Check equipment for IPv6 compatibility
  • Run IPv4 and IPv6 concurrently
  • Check the ISP’s IPv6 support
  • Configure NAT64
  • Use NPTv6
  • Send IPv6 traffic over an IPv6-over-IPv4 tunnel

Pozostałe tematy związane z routing-iem

PDFPRINT

Robert T Kucharski

Cisco Network Engineer in GPW.

Dodaj komentarz