Klasyfikacja i rola routerów w infrastrukturze sieciowej

Jak to się dzieje, że ja pisząc ten post, siedząc w przytulnym miejscu przy biurku po paru sekundach mogę udostępnić go milionom internautów na całym świecie? W jaki sposób dane te mogą trafić na konkretny komputer konkretnego internauty przebywającego na drugim końcu świata?

Jednym z mechanizmów odpowiedzialnych za opisaną wyżej funkcjonalność odpowiadają między innymi tak zwane protokoły rutowania. Mówiąc w wielkim uproszczeniu są to algorytmu odpowiedzialne za to aby przesyłane przez sieć internetową dane trafiły dokładnie tam gdzie miały dotrzeć. W normalnym świecie, mamy państwa, miasta, ulice czy też osiedla, a tam numery domów lub też numery bloków i mieszkań. W wirtualnej rzeczywistości nie mamy takich pojęć, musimy więc sobie radzić inaczej. Potrzebujemy więc jakiegoś mechanizmu do wymiany informacji o trasach pomiędzy sieciami komputerowymi.

Podział na wewnętrzne (IGP) oraz zewnętrzne (EGP)

Dynamiczne protokoły rutowania klasyfikowane są jako Interior Gateway Protocol (IGP) – protokoły wewnętrzne oraz Exterior Gateway Protocol (EGP) – protokoły zewnętrzne.

Protokół IGP odpowiada jak sama nazwa wskazuje za wymianę informacji o rutowaniu wewnątrz jednej domeny administracyjnej. Został on zbudowany tak, aby był prostszy w obsłudze oraz działał sprawniej w mniejszym stopniu obciążając rutery. Wadą protokołów IGP jest między innymi to, że nie są one w stanie obsługiwać rozrastających się sieci.

Przykład protokołów typu IGP:

• RIP – Routing Information Protocol,
• OSPF – Open Shortest Path First,
• IGRP/EIGRP – Interior Gateway Routing Protocol/Enhanced Interior Gateway Routing Protocol.

Protokół EGP odpowiada natomiast za wymianę informacji o rutowaniu pomiędzy dwoma niezależnymi sieciami komputerowymi (na przykład dwoma uniwersytetami lub też firmami). Każda z takich sieci posiada swoją własną niezależną infrastrukturę sieciową i wykorzystuje protokół EGP do wysyłania informacji pomiędzy innymi tego typu jednostkami.

Przykład protokołów typu EGP:

• BGP – Border Gateway Protocol,
• EGP – Exterior Gateway Protocol (obecnie przestarzały).

Protokół BGP jest podstawowym protokołem stosowanym między sieciami, które tworzą kolokwialnie pisząc „internet”.

Protokoły routingu możemy również klasyfikować na dwa rodzaje – protokoły wektora odległości oraz protokoły stanu łącza. Jest to po prostu sposób w jaki rutery przekazują między sobą informację znajdujące się w ich tablicach trasowania.

Protokoły wektora odległości

W protokołach wektora odległości ruter wysyła regularnie (co jakiś ustalony czas) do swoich sąsiadów kopie swojej tablicy routingu wraz z metrykami. Tablica routingu to po prostu informacja odnośnie dostępnych adresach z danego rutera (bezpośrednio lub za pośrednictwem innych urządzeń). Co ważne, nie mamy pełnej informacji o odległych ruterach, a najlepsza ścieżka ustalana jest poprzez dodawanie do metryki trasowania odpowiednich wartości.

Przykładowe protokoły wektora odległości:

• RIP – Routing Information Protocol,
• IGRP – Interior Gateway Routing Protocol.

Protokoły stanu łącza

W protokołach stanu łącza ruter przekazuje regularnie (co jakiś ustalony czas) do wszystkich ruterów w sieci (nie tylko do sąsiadów jak ma to miejsce w protokołach wektora odległości) informację o podsieciach bezpośrednio do niego przyłączonych wraz z ich metrykami (w przeciwieństwie do protokołów wektora odległości nie przekazujemy tutaj całej tablicy routowania).

Rutery otrzymują bazę danych z informacją o topologii mają więc pełną informację o innych odległych ruterach. Baza topologii tworzona jest natomiast przez wysłanie pakietów LSA (ang. Link-state adverisement). Po zebraniu tych wszystkich informacji ruter oblicza najlepszą trasę tworząc drzewo SPF (ang. Shortes Path First) i przy wykorzystaniu algorytmu Dijkstry odnajduje drogę o najmniejszym koszcie. Co ważne, aktualizacja bazy topologii powodowana jest zmianami zachodzącymi w sieci. początkowej fazie zbierania danych na temat topologii sieci, sieć zalewana jest pakietami LSA, co powoduje zmniejszenie wydajności łącza oraz wymaga dużej ilości pamięci i mocy obliczeniowej routera. W tym celu protokół ten wymaga zhierarchizowanego projektu sieci w celu zmniejszenia tablic topologii sieci.

Przykład protokołów stanu łącza:

• OSPF – Open Shortest Path First.

Hybrydowe protokoły trasowania

Wyróżniamy również hybrydowe protokoły trasowania czyli takich które mają cechy protokołów wektora odległości oraz protokołów stanu łącza.

Przykłady protokołów hybrydowych:

• EIGRP – Enhanced Interior Gateway Routing Protocol.

Materiał pochodzi z serwisu strefakodera.pl