Протокол определения адресов RP Адреса IP содержат 32 бита содержат номер сети подсети и хоста
Работа добавлена на сайт samzan.net: 2015-07-10
Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Протоколы маршрутизации №7
1. Протокол определения адресов ARP
Адреса IP содержат 32 бита, содержат номер сети, подсети и хоста. Физические адреса МАС имеют длину 48 битов.
MAC адрес канального уровня в сетях
Ethernet 6 байтов (48 битов)
Token Ring 6 байтов (48 бит)
ArcNet 1 байт (8 бит)
Протокол разрешения адресов ARP преобразует Ethernet адрес в IP адрес
Протокол ARP обеспечивает соответствие между 32-битовыми IP адресами и физическими адресами сетей.
2. Формат ARP
Протокол ARP работает в локальных подсетях, не проходит маршрутизаторы.
ARP строит таблицу IP-MAC.
Заполнение ARP таблицы происходит динамически на основе широковещательного запроса типа “если ваш IP адрес совпадает с указанным, сообщите ваш Ethernet адрес”.
|
Тип аппаратуры
|
|
Тип протокола
|
|
Время жизни
|
Длина протокольного адреса
|
|
Операция
|
|
Физический адрес узла-источника
|
|
Протокольный адрес узла-источника
|
|
Физический адрес узла-приемника
|
|
Протокольный адрес узла-приемника
|
3. ARP запрос
Отправитель знает IP адрес приемника, но не знает МАС адрес.
Отправитель посылает широковещательный ARP запрос.
|
08:00:39:00:2F:C3
|
197.15.22.33
|
|
?
|
197.15.22.12
|
|
09:09:20:FE:77:11
|
197.15.22.40
|
4. Заполнение ARP таблицы
Все хосты слышат запрос, но отвечает тот, чей IP адрес указан в запросе.
По запросам заполняется ARP таблица . Каждая запись имеет возраст.
|
ARP-запрос
|
|
МАС заголовок
|
IP заголовок
|
|
Получатель
|
Отправитель
|
Получатель
|
Отправитель
|
|
FF:FF:FF:FF:FF
|
08:00:39:00:2F:C3
|
197.15.22.12
|
197.15.22.33
|
|
ARP-ответ
|
|
МАС заголовок
|
IP заголовок
|
|
Получатель
|
Отправитель
|
Получатель
|
Отправитель
|
|
08:00:39:00:2F:C3
|
00:00:A2:05:09:89
|
197.15.22.33
|
197.15.22.12
|
5. Обратный протокол определения адреса (RARP)
Хост (бездисковая станция) знает свой физический адрес и не знает свой IP адрес
Применяется RARP протокол.
RARP запрос передается RARP серверу.
6. RARP протокол
RARP запрос передается RARP серверу.
|
RARP-запрос
|
|
МАС заголовок
|
IP заголовок
|
|
Получатель
|
Отправитель
|
Получатель
|
Отправитель
|
|
09:09:20:FE:77:11
|
08:00:39:00:2F:C3
|
1.1.1.1
|
|
7. ARP таблицы маршрутизаторов
Маршрутизаторы подключены к нескольким сетям или подсетям.
Маршрутизатор имеет ARP таблицы для всех подсетей, к которым он подключен
8. Шлюз по умолчанию
Хост не может получить адрес назначения, находящегося в другой сети. Для этого служит шлюз по умолчанию.
9. Протокол маршрутизации RIP v1
RIP- Routing Information Protocol RFC 1058. Разработан в 1982 г и применяется в сетях TCP/IP IPX/SPX. Первый протокол, позволяющий автоматически обновлять таблицы.
Протокол «Вектор-Расстояние», вектор – номер сети; расстояние – стоимость доставки, измеряемая в количестве переходов через маршрутизаторы.
Метрика - количество переходов – число, которые нужно миновать, чтобы достигнуть получателя.
Метрика не превышает 15. Метрика 16 указывает на обрыв линии связи.
Маршрутизатор вычисляет самый короткий путь до каждой сети.
При инициализации каждый маршрутизатор считавает IP адреса и метрики своих портов.
10. Динамические таблицы маршрутизации
Все маршрутизаторы передают свои таблицы всем соседним маршрутизаторам широковещательно. Рассылка не выходит за пределы сети.
Каждый маршрутизатор строит для себя кратчайшие пути доставки, используют только последнее обновление информации.
Правила обновления таблиц
Если количество переходов в новом маршруте меньше, чем в существующем, то принимается новый маршрут;
Если сам источник сообщил более длинный путь, значит произошло изменение топологии и маршрут принимается;
Если сеть стала недоступной, то информация принимается,
Если обнаружена новая сеть, таблица обновляется.
11. Инициализация
Маршрутизаторы считывают метрики со своих портов
Построение таблиц маршрутизации
М1 передает расстояния до сетей X и Y
Port 1 Dist X=1
Port 2 Dist Y=1
М2 обновляет таблицу маршрутизации, М3 обновляют таблицы маршрутизации
М2 передает расстояние до сетей Y и Z
Port 1 Dist Y=1
Port 2 Dist Z=1
М1 обновляет таблицу маршрутизации, М3 обновляет таблицу маршрутизации
М3 посылает расстояния до сетей Y и Z
Port 1 Dist Z=1
Port 2 Dist W=1
М2 обновляет таблицу маршрутизации, М1 обновляет таблицу маршрутизации
12. Маршрутная таблица IP
Номер сети;
Транзит – значение метрики или количество переходов до целевой сети (для локальной сети равно 1)
Следующий маршрутизатор доставки
Порт, через который была доставлена информация.
Источник информации (поскольку на одном М могут работать несколько протоколов RIP OSPF, EGP) важен источник информации
Время, оставшееся до удаления записи
|
Таблица маршрутизации М2
|
|
Сеть
|
Транзит
|
Маршр.
|
Порт
|
Источник
|
Таймер
|
|
134.4.0.0
|
2
|
М1
|
1
|
М1
|
129
|
|
134.3.0.0
|
1
|
Локальн.
|
1
|
|
|
|
134.2.0.0
|
1
|
Локальн.
|
2
|
|
|
|
134.1.0.0
|
2
|
М3
|
2
|
М3
|
2
|
13. Объем маршрутной информации RIP
Маршрутизаторы обмениваются таблицами маршрутизации:
время рассылки информации через каждые 30 сек
протокол обмена – UDP.
удаление маршрута если обновление таблиц не поступило в течение 180 сек (неисправность маршрутизатора)
Пример.
В сети 300 подсетей, то требуется создать 300 таблиц. Каждая таблица содержит 300 записей.
В одном пакете UDP помещается
512 байтов
576 байтов с заголовками.
25 записей.
Для для передачи одной таблицы требуется более 13 UDP пакетов.
Число UDP пакетов, которые передаются каждые 30 сек:
13*300=3900 пакетов
14. Недостатки RIP v1
Кратчайший путь не учитывает скорости каналов
Большая нагрузка на сеть - широковещательная рассылка каждые 30 сек
Распространению ошибок - обновление таблицы зависит от состояния других маршрутизаторов, которые могут быть неисправны
Не поддерживает безопасность. Любое устройство, посылающее сообщение через стандартный порт RIP 520 рассматривается как сосед
Отсутствие аутентификации может привести к нарушению маршрутизации в сети
Малая расширяемость сети связана с ограничением на 15 переходов
Медленная конвергенция при изменении в сети, образование петель маршрутизации
15. Образование петель маршрутизации
М1 потерял связь с сетью Х
Х=16
М2 рассылает свою таблицу первым
М1 получает таблицу и находит кратчайщий путь к сети Х
Возникает петля маршретизации между М1 и М2
16. Недостатки RIP v1
Маска подсети должна быть одинаковой для каждого порта и для всей сети.
Если сетевой адрес пакета совпадает с сетевым адресом порта, то применяется маска порта.
Если сетевой адрес пакета не совпадает с маской порта, то применяется маска для класса.
М имеет два порта с адресами класса В и маской подсети /24
150.1.1.1/255.255.255.0
160.1.1.1/255.255.255.0.
К маршрутам RIP применяет маски:
150.1.3.0 / 255.255.255.0 маска порта,
160.1.8.0 / 255.255.255.0 маска порта,
175.7.7.0 / 255.255.0.0 стандартная маска класса В.
17. Исправление ошибок RIP v1
Расщепление горизонта решает проблему логической петли. Маршрутизатор не передает информацию о новом маршруте через тот порт, который явился источником этой информации.
Таймер неисправности. Маршрутизатор, получив информацию и неисправности сети, должен игнорировать всю информацию об этой сети, поступающую в течение интервала времени безопасности (60 сек).
Инициируемые обновления. Обнаружив неисправную сеть, маршрутизатор сразу
сохраняет старую запись об этой сети в таблице;
рассылает сообщения о неисправности сети (метрика 16)
18. Протокол маршрутизации RIP v2
Авторизация. Маршрутизатор игнорирует все сообщения с некорректной аутентификацией. Пароль может занимать 32*4 бита.
Маска подсети переменной длины. Позволяет использовать несколько масок подсети на сетевой адрес. RIPv2 передает маску подсети для каждого IP адреса.
Групповая рассылка вместо широковещательной.
|
Команда
|
Версия
|
Не используется
|
|
Ид. семейства адресов FFFFh
|
Тип аутентификации
2 – простой пароль
|
|
Пароль
|
|
Пароль
|
|
Пароль
|
|
Пароль
|
|
Ид. семейства адресов
|
Тэг маршрута
|
|
Адрес сети 2
|
|
Маска подсети
|
|
Таблица маршрутизации
|
19. Недостатки RIP v2, которые не удалось исправить
Ограничение на размер автономной системы до 15 переходов.
Протокол не учитывает стоимость линии, пропускную способность, надежность.
Широковещательная рассылка всей таблицы маршрутизации сильно нагружает сеть.
Медленная сходимость алгоритма, возможность образовываться логических петель.
20. OSPF – Open Shortest Path First
Применяется в современных больших динамичных системах.
Применяет реальную метрику, по умолчанию время доставки единица соответствует 10 нс.
Посылает информацию о состоянии каналов каждые 30 мин если не было изменений в системе (RIP - каждые 30 сек).
При изменении топологии OSPF передает малые сообщения 75 байт асинхронно.
|
Ethernet 10 Мбит/с
|
10
|
|
Ethernet 100 Мбит/с
|
1
|
|
E1 2048 Мбит/с
|
48
|
|
Т1 1544 Мбит/с
|
65
|
|
56 кбит/с
|
m=108/56·103= 1785
|
21. OSPF – Open Shortest Path First
Выполняется аутентификация информации от маршрутизаторов.
Протокол использует групповую передачу вместо широковещательной
Поддерживает load balancing по маршрутам с одинаковой метрикой.
Поддерживается тип службы ToS.
Использует области маршрутизации. Администраторы разделяют автономную систему на области
Изолируют трафик внутри области, чтобы уменьшить объем маршрутной информации
Для определения кратчайшего пути использует алгоритм Дейкстры.
22. Скорость доставки
RIP не учитывает скорости каналов, поэтому передает данные через М2 и М3. Время передачи 1500*10 нс = 15 мкс.
OSPF принимает во внимание скорость каналов и передаст данные через М2, М1, М3. Время передачи 20*10 нс = 0.2 мкс.
23. Автономная система
Автономная система – совокупность сетей и маршрутизаторов, сгруппированный в один домен, находящийся под единым административным контролем.
24. Типы маршрутизаторов
Маршрутизатор опорной области BR Backbone Router,
Граничный маршрутизатор области, подключенный к нескольким областям Area Border Router,
Внутренний маршрутизатор области Internal Router, подключенный только к сетям внутри области.
Граничный маршрутизатор автономной области Autonomous System Boundary Router, ответственный за внешнюю маршрутизацию.
Ответственный маршрутизатор DR Designated Router, собирающий информацию о каналах и рассылающий информацию от имени сети по образованным дочерним каналам другим маршрутизаторам.
Резервный ответственный маршрутизатор BDR Backup Designated Router дублирует ответственный маршрутизатор.
25. Автономная система
В начале работы маршрутизаторы обмениваются пакетами Hello с целью
- Определения топологии сети
- Назначения ответственного маршретизатора
- Резервного ответственного маршерутизатора
Первый уровень иерархии - внутриобластная маршрутизация
- DR и BDR (ответственный и резервный ответственный маршрутизатор) образуют дочерний канал для синхронизации баз данных маршрутов
По каналам передают уведомления о состоянии каналов LSA (Link State Advertisement)
Второй уровень иерархии – межобластная маршрутизация
Граничный маршрутизатор соединяет область с опорной областью,
передает опорной области информацию о топологии своей области
Третий уровень иерархии – связь с внешними системами
Другие автономные области – OSPF или RIP ситемы
Используют граничный маршрутизатор автономной области
26. Таблица маршрутизации М1
Сеть
|
Маршру тизатор
|
Метрика
|
|
1
|
M5
|
20
|
|
2
|
-
|
10
|
|
3
|
-
|
10
|
|
4
|
M2
|
20
|
|
5
|
M4
|
20
|
27. Алгоритм Дейкстра
Алгоритм поиска кратчайшего пути запускается на каждом маршрутизаторе после достижения полной синхронизации баз данных
q,j,k(T)- расстояние между двумя соседними узлами k и j на шаге Т.
Qk(T)-накопленное расстояние при прохождении пути от до узла k после шага T-1
30. Статическая и динамическая маршрутизация
Статический маршрут вводится вручную
Динамический маршрут определяется по протоколу RIP, OSPF
для поддержки секретности можно запретить ретрансляцию статических записей
В крупных динамических сетях статические записи не отслеживают изменений топологии
Статические маршруты не имеют альтернативы, поэтому неэффективны при отказах
Статические записи удобно использовать на филиалах предприятия для связи с центральным офисом
197.15.22.12
197.15.22.40
09:09:20:FE:77:11
197.15.22.33
08:00:39:00:2F:C3
ARP-ответ
МАС заголовок
IP заголовок
Получатель
Отправитель
Получатель
Отправитель
08:00:39:00:2F:C3
00:00:A2:05:09:89
197.15.22.33
97.15.22.12
M
Z
201.100.1.32
1A:45:A1:F6:02:33
197.15.22.31
00:00:20:F1:78:12
201.100.1.53
12:44:AA:F4:01:03
201.100.1.4
09:09:20:FE:77:11
197.15.22.44
00:11:42:CA:90:F1
197.15.22.33
08:00:39:00:2F:C3
06:33:FC:A1:B9:77
197.15.22.4
СЕРВЕР RARP
09:09:20:FE:77:11
08:00:39:00:2F:C3
Получатель
F
А
Отправитель
Ethernet-адрес
IP-адрес
Адрес
От маршрутизатора к Z
M
Z
Получатель
A
А
Отправитель
Ethernet-адрес
IP-адрес
Адрес
От А к маршрутизатору
МАС-Маршр.
Хост А
МАС
ARP ответ
Хост Z
IP-Z
Хост Z
МАС - ?
ARP запрос
Широковещание
Хост Z
Хост А
Z 1
W 1
X 1
Y 1
Y 1
Z 1
X 3
Y 2
Z 1
W 1
X 2
Y 1
Z 1
W 2
X 1
Y 1
Z 2
W 3
2
2
1
2
1
Маршр. 3
Маршр. 2
Маршр. 1
W
134.1.0.0.
Z
134.2.0.0.
Y
134.3.0.0.
X
134.4.0.0.
1
Y 2
Z 2
Z 3
W 3
Y 1
Z 1
X 3
Y 2
Z 1
W 1
X 2
Y 1
Z 1
W 2
X 16
Y 1
Z 2
W 3
2
2
1
2
1
Маршр. 3
Маршр. 2
Маршр. 1
W
134.1.0.0.
Z
134.2.0.0.
Y
134.3.0.0.
X
134.4.0.0.
1
М
М3
М1
В
А
Маршр опорной сети
Резервный ответ ственный маршр
M
Граничный маршр области
Ответственный маршр области
M
M
Внутренний маршр области
M
Резервный ответ ственный маршр
M
Граничный маршр области
Ответственный маршр области
M
M
Внутренний маршр области
M
Область M
Граничный маршр автономной системы
M
M
M
Область N
Опорная область
Автономная система
Сеть3
Сеть2
М5
М4
М2
М1
Сеть4
М3
Сеть5
Сеть1
M1
М3
М4
M5
М2
q11
Q3(1)=q13
Q2(1)=q12
Q1(1)=q11
q13
q12