Zagadnienia związane z routingiem
Routing Dynamiczny
- Zadaniem protokołu Routingu Dynamicznego jest wypełnienie Tablicy Routingu, trasami prowadzącymi do sieci docelowych. W tym celu rutery wymieniają między sobą wiadomości mające określić istniejące sieci oraz ich lokalizację a następnie za pomocą algorytmów wyznaczyć najkrótszą trasę do nich prowadzącą.
Zagadnienia związane z routingiem
- 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 jest 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 bądź 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 150ms. Na końcową wartość czasu oczekiwania składa się przepustowość (Bandwidth) oraz opóźnienie (Delay).
- Następny przeskok (Next-Hop) –
- Zbieżność (Convergence) –
- Autonomous System (AS) –
- Autonomous System Number (ASN) –
- Interior Gateway Protocol (IGP) –
- Exterior Gateway Protocol (EGP) –
Dystans Administracyjny
- W przypadku wykorzystania dwóch protokołów routingu na jednym ruterze, może dojść do sytuacji w którym obydwa protokoły przedstawią dwie różne drogi dotarcia do tej samej sieci docelowej. Aby wybrać jedną najlepszą, ruter wykorzystuje stałą wartość administracyjną przypisywaną do każdego 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) –
- Reliability (Osiągalność) – Wartość szacowana na podstawie awaryjności drogi.
Protokoły routingu dynamicznego
Protokoły routingu dynamicznego
- Zadania dynamicznych protokołów routingu:
- Dynamiczna nauka o sieci należącej do danej instancji routingu.
- Nauka o najlepszej ścieżce prowadzącej do każdej dostępnej podsieci.
- Dynamiczna wymiana danych o zmianach zachodzących w sieci.
- 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.
Exterior Gateway Protocol
Protokoły IGP są wykorzystywane w komunikacji pomiędzy różnymi systemami autonomicznymi AS.Interior Gateway Protocol
Protokoły IGP są wykorzystywane w komunikacji wewnątrz jednego systemu autonomicznego AS.- Protokoły wektora odległości (Distance-Vector) – Okresowo wymieniają całą zawartość swojej tablicy routingu, pomiędzy bezpośrednio przylegającymi sąsiadami. Przez co niezależnie od zaistniałych w sieci zmiany, każda wymaga ponownego przesyłania całej zawartości tablicy routingu, 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. Tym samym niwelowane 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).
- EIGRP – Protokół 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). Oprócz częściowych aktualizacji EIGRP umożliwia wyliczanie metryki na podstawie innych czynników niż ilość przeskoków.
| 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) – Tworzą szczegółową mapę topologii sieciowej, na podstawie której szukają najlepszej trasy dotarcia do sieci docelowej. Dzięki wymianie wiadomości LSA (Link-State Advertisements) cała zawartość tablicy routingu jest propagowana jedynie w pierwszej fazie nawiązywania sąsiedztwa z innymi urządzeniami, tym samym poszczególne aktualizacje zawierają jedynie niezbędne informacje, a co za tym idzie zmniejszają ilość niepotrzebnego ruchu sieciowego. Dodatkowym atutem protokołów stanu łącza w porównaniu do protokołów wektora odległości, jest ich znacznie większa zbieżność (zależność ta nie dotyczy protokołu EIGRP który ma porównywalne osiągnięcia jak OSPF czy IS-IS). Dodatkowo protokoły te posiadają następujące cechy:
- Budują mapę sieci.
- Mają krótki czas zbieżności.
- Posiadają budowę hierarchiczną (Uzyskaną poprzez podział sieci na strefy).
- 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.
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
