Typy směrovacích protokolů – konečný průvodce

Směrování je jednou z nejzákladnějších oblastí sítě, kterou musí správce znát. Směrovací protokoly určují, jak se vaše data dostanou na místo určení, a pomáhají, aby byl proces směrování co nejhladší. Existuje však tolik různých typů směrovacích protokolů, že může být velmi obtížné je všechny sledovat!

Obsah [ skrýt ]

• Distance Vector and Link State Protocols
• Směrovací protokoly stavu propojení
• IGP a EGP
• Typy směrovacích protokolů
• Třídní a beztřídní směrovací protokoly
• Dynamické směrovací protokoly
• Směrovací protokoly a metriky
• Administrativní vzdálenost
• Závěrečná slova
• Směrovací protokoly - často kladené dotazy

Mezi protokoly směrovače patří:

• Routing Information Protocol (RIP)
• Protokol vnitřní brány (IGRP)
• Otevřete nejprve nejkratší cestu (OSPF)
• Exterior Gateway Protocol (EGP)
• Protokol EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)
• Border Gateway Protocol (BGP)
• Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS)

Než se dostaneme k samotným směrovacím protokolům, je důležité zaměřit se na kategorie protokolů.

Všechny směrovací protokoly lze rozdělit do následujících kategorií:

• Distance Vector nebo Link State Protocols
• Protokoly vnitřní brány (IGP) nebo protokoly vnější brány (EGP)
• Třídní nebo beztřídní protokoly

Distance Vector and Link State Protocols

Protokoly pro směrování vektorů vzdálenosti jsou protokoly, které použijte vzdálenost k nalezení nejlepší směrovací cesty pro pakety v rámci sítě.

Tyto protokoly měří vzdálenost na základě toho, kolik dat přeskoků musí projít, aby se dostali do cíle. Počet skoků je v podstatě počet směrovačů, které jsou potřeba k dosažení cíle.

Obecně platí, že protokoly vzdálenostních vektorů posílají do sousedních zařízení směrovací tabulku plnou informací. Tento přístup z nich činí nízké investice pro administrátory, protože je lze nasadit bez velké potřeby správy. Jediným problémem je, že vyžadují větší šířku pásma pro odeslání na směrovacích tabulkách a mohou také narazit na směrovací smyčky.

Směrovací protokoly stavu propojení

Protokoly stavu spojení využívají jiný přístup k nalezení nejlepší cesty směrování v tom, že sdílejí informace s ostatními směrovači v blízkosti. The trasa se vypočítá na základě rychlosti cesty k cíli a náklady na zdroje.

Směrovací protokoly stavu spojení používají algoritmus, který to řeší. Jedním z klíčových rozdílů od protokolu vzdálenostních vektorů je to, že protokoly stavu spojení neodesílají směrovací tabulky; místo toho se směrovače vzájemně informují, když jsou zjištěny změny trasy.

Směrovače využívající protokol stavu spojení vytvářejí tři typy tabulek; sousedský stůl , tabulka topologie , a směrovací tabulka . Tabulka sousedů ukládá podrobnosti o sousedních směrovačích pomocí směrovacího protokolu stavu spojení, tabulka topologie ukládá celou topologii sítě a tabulka směrování ukládá nejúčinnější cesty.

IGP a EGP

Směrovací protokoly lze také kategorizovat jakoProtokoly vnitřní brány(praktických lékařů) neboProtokoly vnější brány(EGP).

IPG

praktických lékařůjsou směrovací protokoly, které si vyměňují směrovací informace s jinými směrovači v rámci jednoho autonomního systému (AS). AS je definován jako jedna síť nebo soubor sítí pod kontrolou jednoho podniku. Společnost AS je tak oddělena od ISP AS.

Každá z následujících položek je klasifikována jako IGP:

• Otevřete nejprve nejkratší cestu (OSPF)
• Routing Information Protocol (RIP)
• Intermediate System to Intermediate System (IS-IS)
• Protokol EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

EGP

Na druhou stranu,EGPjsou směrovací protokoly, které se používají k přenosu směrovacích informací mezi směrovači v různých autonomních systémech. Tyto protokoly jsou složitější a BGP je jediný protokol EGP, se kterým se pravděpodobně setkáte. Je však důležité poznamenat, že existuje protokol EGP s názvem EGP.

Příklady EGP zahrnují:

• Border Gateway Protocol (BGP)
• Exterior Gateway Protocol (EGP)
• InterDomain Routing Protocol (IDRP) ISO

Typy směrovacích protokolů

Časová osa směrovacích protokolů

• 1982 – EGP
• 1985 – IGRP
• 1988 – RIPv1
• 1990 – IS-IS
• 1991 – OSPFv2
• 1992 – EIGRP
• 1994 – RIPv2
• 1995 – BGP
• 1997 – RIPng
• 1999 – BGPv6 a OSPFv3
• 2000 – IS-ISv6

Routing Information Protocol (RIP)

Routing Information Protocol neboli RIP je jedním z prvních směrovacích protokolů, které byly vytvořeny. RIP se používá v obouMístní sítě(LAN) aWide Area Networks(WAN) a také běží na aplikační vrstvě OSI model . Existuje několik verzí RIP včetněRIPv1aRIPv2. Původní verze nebo RIPv1 určuje síťové cesty na základě cíle IP a počtu skoků na cestě.

RIPv1 interaguje se sítí vysíláním své tabulky IP do všech směrovačů připojených k síti. RIPv2 je o něco sofistikovanější než toto a posílá svou směrovací tabulku na multicastovou adresu. RIPv2 také používá autentizaci k zajištění větší bezpečnosti dat a vybírá masku podsítě a bránu pro budoucí provoz. Hlavním omezením RIP je, že má maximální počet skoků 15, což jej činí nevhodným pro větší sítě.

Viz také: Nástroje pro monitorování LAN

Protokol vnitřní brány (IGRP)

Interior Gateway Protocol nebo IGRP je vzdálený vektorový směrovací protokol vytvořený společností Cisco. IGRP byl navržen tak, aby stavěl na základech RIP, aby fungoval efektivněji v rámci větších propojených sítí a odstranil 15-ti chmelový uzávěr který byl umístěn na RIP. IGRP používá metriky, jako je šířka pásma, zpoždění, spolehlivost a zatížení, k porovnání životaschopnosti tras v rámci sítě. Ve výchozím nastavení IGRP se však používá pouze šířka pásma a zpoždění.

IGRP je ideální pro větší sítě, protože tovysílá aktualizace každých 90 sekund a má maximální počet skoků 255. To mu umožňuje udržovat větší sítě než protokol jako RIP. IGRP je také široce používán, protože je odolný vůči směrovacím smyčkám, protože se automaticky aktualizuje, když v síti nastanou změny trasy.

Otevřete nejprve nejkratší cestu (OSPF)

Protokol Open Shortest Path First neboli OSPF je link-state IGP, který byl šitý na míru pro IP sítě používající protokol Nejdříve nejkratší cesta ( SPF ) algoritmus . Směrovací algoritmus SPF se používá k výpočtu nejkratšího spanning-tree, aby byl zajištěn efektivní datový přenos paketů. Směrovače OSPF udržují databáze s podrobnými informacemi o okolní topologii sítě. Tato databáze je naplněna údaji převzatými z Reklamy se stavem odkazu (LSA) odeslané jinými routery. LSA jsou pakety, které podrobně informují o tom, kolik prostředků by daná cesta zabrala.

OSPF také používá Dijkstrův algoritmus přepočítat síťové cesty při změně topologie. Tento protokol je také relativně bezpečný, protože dokáže ověřit změny protokolu, aby byla data v bezpečí. Používá jej mnoho organizací, protože je škálovatelný na velká prostředí. Změny topologie jsou sledovány a OSPF může přepočítat ohrožené trasy paketů, pokud byla dříve použitá trasa zablokována.

Exterior Gateway Protocol (EGP)

Exterior Gateway Protocol nebo EGP je protokol, který se používá k výměně dat mezi hostiteli brány, kteří spolu sousedí v rámci autonomních systémů. Jinými slovy, EGP poskytuje směrovačům fórum pro sdílení informací v různých doménách. Nejvýraznějším příkladem EGP je samotný internet. Směrovací tabulka protokolu EGP obsahuje známé směrovače, náklady na směrování a síťové adresy sousedních zařízení. EGP byl široce používán většími organizacemi, ale od té doby byl nahrazen BGP.

Důvodem, proč tento protokol upadl do nemilosti, je to, že nepodporuje vícecestná síťová prostředí. Protokol EGP funguje tak, že uchovává databázi blízkých sítí a směrovacích cest, kterými by se k nim mohl dostat. Tyto informace o trase jsou odesílány do připojených směrovačů. Jakmile dorazí, zařízení mohou aktualizovat své směrovací tabulky a provést informovanější výběr cesty v celé síti.

Protokol EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

Enhanced Interior Gateway Routing Protocol neboli EIGRP je vzdálený vektorový směrovací protokol, který se používáIP,AppleTalk, aNetWaresítí. EIGRP je proprietární protokol společnosti Cisco, který byl navržen tak, aby navazoval na původní protokol IGRP. Při použití EIGRP router bere informace ze směrovacích tabulek svých sousedů a zaznamenává je. Sousedé jsou dotázáni na trasu a když dojde ke změně, router o změně informuje své sousedy. Výsledkem je, že sousední směrovače informují o tom, co se děje v okolních zařízeních.

EIGRP je vybaven řadou funkcí pro maximalizaci efektivity, včetněSpolehlivý transportní protokol(RTP) a aDifuzní aktualizační algoritmus(DVOJÍ). Přenosy paketů jsou efektivnější, protože trasy jsou přepočítávány, aby se urychlil proces konvergence.

Border Gateway Protocol (BGP)

Border Gateway Protocol nebo BGP je směrovací protokol internetu, který je klasifikován jako vektorový protokol vzdálenosti. BGP byl navržený jako náhrada EGP s decentralizovaným přístupem ke směrování. Algoritmus výběru nejlepší cesty BGP se používá k výběru nejlepších cest pro přenosy datových paketů. Pokud nemáte žádná vlastní nastavení, BGP vybere trasy s nejkratší cestou k cíli.

Mnoho správců se však rozhodlo změnit rozhodnutí o směrování na kritéria v souladu s jejich potřebami. Algoritmus výběru nejlepší směrovací cesty lze upravit změnou atributu BGP cost community . BGP může rozhodovat o směrování na základě faktorů, jako je váha, místní preference, lokálně generované, délka AS_Path, typ původu, diskriminátor více výstupů, eBGP přes iBGP, metrika IGP, ID routeru, seznam clusterů a sousední IP adresa.

BGP odesílá pouze aktualizovaná data routerové tabulky, když se něco změní. V důsledku toho nedochází k automatickému zjišťování změn topologie, což znamená, že uživatel musí nakonfigurovat BGP ručně. Z hlediska bezpečnosti lze protokol BGP ověřit, takže data si mezi sebou mohou vyměňovat pouze schválené routery.

Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS)

Intermediate System-to-Intermediate System (IS-IS) je stav propojení, směrovací protokol IP a protokol IGPP používaný na internetu k odesílání informací o směrování IP. IS-IS používá upravenou verzi Dijkstrova algoritmu . Síť IS-IS se skládá z řady komponent včetně koncových systémů, (uživatelských zařízení), zprostředkujících systémů (směrovačů), oblastí a domén.

V rámci IS-IS jsou směrovače organizovány do skupin nazývaných oblasti a více oblastí je seskupeno dohromady, aby vytvořilo doménu. Směrovače v oblasti jsou umístěny s vrstvou 1 a směrovače, které spojují segmenty dohromady, jsou klasifikovány jako vrstva 2. IS-IS používá dva typy síťových adres; Přístupový bod síťové služby ( NSAP ) a Název síťové entity ( SÍŤ ).

Třídní a beztřídní směrovací protokoly

Směrovací protokoly lze také kategorizovat jako třídní a beztřídní směrovací protokoly. Rozdíl mezi těmito dvěma spočívá v tom, jak provádějí aktualizace směrování. Debata mezi těmito dvěma formami směrování je často označována jako třídní vs beztřídní směrování.

Třídní směrovací protokoly

Třídní směrovací protokoly neodesílají informace o masce podsítě během aktualizací směrování, ale beztřídní směrovací protokoly ano.RIPv1aIGRPjsou považovány za třídní protokoly. Tyto dva jsou prvotřídní protokoly, protože ve svých aktualizacích směrování nezahrnují informace o masce podsítě. Třídní směrovací protokoly se od té doby staly zastaralými beztřídními směrovacími protokoly.

Beztřídní směrovací protokoly

Jak bylo uvedeno výše, třídní směrovací protokoly byly nahrazeny beztřídními směrovacími protokoly. Beztřídní směrovací protokolyodesílat informace o masce podsítě IP během aktualizací směrování. RIPv2, EIGRP, OSPF a IS-IS jsou všechny typy směrovacích protokolů třídy, které v rámci aktualizací zahrnují informace o masce podsítě.

Dynamické směrovací protokoly

Dynamické směrovací protokoly jsou dalším typem směrovacích protokolů, které jsou zásadní pro moderní sítě podnikové úrovně. Dynamické směrovací protokolyumožňují směrovačům automaticky přidávat informace do jejich směrovacích tabulek z připojených směrovačů. S těmito protokoly směrovače odesílají aktualizace topologie, kdykoli se změní topologická struktura sítě. To znamená, že se uživatel nemusí starat o udržování aktuálních síťových cest.

Jednou z hlavních výhod dynamických směrovacích protokolů je, že snižují potřebu správy konfigurací. Nevýhodou je, že to přichází za cenu alokace zdrojů, jako je CPU a šířka pásma, aby se udržely v nepřetržitém provozu. OSPF, EIGRP a RIP jsou považovány za dynamické směrovací protokoly.

Směrovací protokoly a metriky

Bez ohledu na to, jaký typ směrovacího protokolu se používá, budou k dispozici jasné metriky, které se používají k měření, která cesta je nejlepší. Směrovací protokol může identifikovat více cest k cílové síti, ale musí mít schopnost zjistit, která je nejúčinnější. Metriky umožňují protokolu určit, která směrovací cesta by měla být zvolena, aby síť poskytovala nejlepší služby.

Nejjednodušší metrikou, kterou je třeba zvážit, je počet skoků. Protokol RIP používá počet skoků k měření vzdálenosti, kterou potřebuje datový paket k dosažení svého cíle. Čím více přeskoků musí paket projít, tím dále musí paket cestovat. Protokol RIP si klade za cíl vybrat trasy při minimalizaci skoků tam, kde je to možné. Kromě počtu skoků existuje mnoho metrik, které používají směrovací protokoly IP. Mezi použité metriky patří:

• Počet skoků – Měří počet směrovačů, kterými musí paket projít
• Šířka pásma– Vybere cestu směrování, na základě které má největší šířku pásma
• Zpoždění– Vybere cestu směrování, na základě které zabere nejméně času
• Spolehlivost– Posuzuje pravděpodobnost selhání síťového spojení na základě počtu chyb a předchozích selhání
• Náklady– Hodnota nakonfigurovaná správcem nebo IOS, která se používá k měření nákladů na trasu na základě jedné metriky nebo řady metrik
• Zatížení– Zvolí cestu směrování na základě využití provozu připojených spojů

Metriky podle typu protokolu

Administrativní vzdálenost

Administrativní vzdálenost je jednou z nejdůležitějších vlastností routerů. Administrativní je termín používaný k popisu číselné hodnoty, která se používá k určení priority, která trasa by měla být použita, když existují dvě nebo více dostupných tras připojení. Když je umístěna jedna nebo více tras,jako trasa je zvolen směrovací protokol s nižší administrativní vzdáleností. Existuje výchozí administrativní vzdálenost, ale správci mohou také nakonfigurovat svou vlastní.

Čím nižší je číselná hodnota administrativní vzdálenosti, tím více router důvěřuje trase. Čím blíže je číselná hodnota nule, tím lépe. Směrovací protokoly využívají administrativní vzdálenost především jako způsob hodnocení důvěryhodnosti připojených zařízení. Administrativní vzdálenost protokolu můžete změnit pomocí procesu vzdálenosti v režimu dílčí konfigurace.

Závěrečná slova

Jak můžete vidět, směrovací protokoly mohou být definovány a uvažovány širokou škálou různých způsobů. Klíčem je uvažovat o směrovacích protokolech jako o protokolech vzdálenostního vektoru nebo stavu spojení, protokolech IGP nebo EGP a třídních nebo beztřídních protokolech. Toto jsou zastřešující kategorie, do kterých spadají běžné směrovací protokoly jako RIP, IGRP, OSPF a BGP.

Samozřejmě, že ve všech těchto kategoriích má každý protokol své vlastní nuance v tom, jak měří nejlepší směrovací cestu, ať už jde o počet skoků, zpoždění nebo jiné faktory. Naučit se vše, co můžete o těchto protokolech, které si uchováte během každodenního propojování sítí, vám výrazně pomůže při zkoušce i v reálném prostředí.

Směrovací protokoly - často kladené dotazy

Jak Bellman-Ford Algorithm a Dijkstras algoritmus fungují odlišně ve směrovacích protokolech?

Algoritmy Bellman-Ford a Dijkstra oba zahrnují výpočet ceny (vzdálenosti) projetí spoje. Hlavní rozdíl mezi metodikami je v tom, že kalkulace nákladů pro Bellman-Ford mohou být kladné nebo záporné, ale Dijkstra funguje pouze kladně. Další rozdíly spočívají v tom, že Bellman-Ford informuje pouze sousední zařízení, ale zahrnuje výpočty nákladů pro nesousedy, zatímco Dijkstra bude vysílat všem, ale své výpočty pouze zarámuje z hlediska nákladů pro sousedy.

Jaký je rozdíl mezi přesměrováním a směrováním?

Předávání je interní proces pro síťové zařízení, jako je přepínač. Vyžaduje pouze, aby zařízení přenášelo data přijatá na jednom rozhraní ven přes jiné rozhraní. Směrování zahrnuje výpočet cesty k cíli před rozhodnutím, které rozhraní přenést příchozí data.

Proč je BGP preferován před OSPF?

BGP nabízí tvůrcům a vlastníkům zařízení větší flexibilitu a větší kontrolu než OSPF. Procesy BGP zahrnují možnosti, jaké trasy by měly být inzerovány a která oznámení bude zařízení přijímat. Nabízí větší kontrolu nad výběrem trasy. To umožňuje větší flexibilitu, aby se zabránilo přetížení konkrétních odkazů, které by OSPF automaticky předpokládalo, že poskytuje nejrychlejší trasu.

Viz také: Nástroje pro traceroute a tracert