Файл: Лабораторна робота 7.doc

Мета роботи: дослідити структуру маршрутних таблиць – в загальному випадку та для конкретно взятої мережі. Отримати практичні навички створення статичних таблиць маршрутів. Побудувати таблицю для запропонованої схеми локальної обчислювальної мережі.

Теоретична частина

Одноадресна маршрутизація

Під одноадресною маршрутизацією розуміється процес передачі повідомлень між підмережами, у якому повідомлення адресоване тільки одному заданому одержувачеві. Все завдання маршрутизації в цьому випадку зводяться до доставки пакета одержувачеві й вибору оптимального маршруту з безлічі можливих.

Поняття таблиці маршрутизації

Відправника й одержувача може розділяти довільна кількість маршрутизаторів. При цьому процес передачі повідомлення від одного маршрутизатора іншому називається "стрибком" (hop). Кожен маршрутизатор має інформацію про структуру мережі на відстані одного стрибка. Інакше кажучи, маршрутизатор не має інформації про точне місце розташування необхідного хоста. У великій мережі, так ще й зі структурою, що інтенсивно змінюється (як, наприклад, Інтернет), це було б неможливо. Замість цього, маршрутизатор має інформацію про сусідні маршрутизатори й про те, кому з них необхідно передати повідомлення для наступної доставки в тій або іншій ситуації. Ця інформація зберігається в спеціальній таблиці, що зветься таблиця маршрутизації (routing table).

Таблиці маршрутизації використаються для ухвалення рішення про те, як саме буде доставлене те або інше повідомлення. Наявність цих таблиць не є винятковою властивістю маршрутизатора. У мережі TCP/IP будь-який хост (навіть що не є маршрутизатором) може також мати у своєму розпорядженні таблицю маршрутизації, що використається з метою визначення оптимального маршруту передачі повідомлень. Так, скажемо, якщо в підмережі є три маршрутизатори, хост використає таблицю маршрутизації для того, щоб вибрати з них найбільш оптимальний для доставки повідомлення.

Типи записів у таблиці маршрутизації

Записи в таблиці маршрутизації називаються маршрутами. При цьому існує три типи маршрутів.

Маршрут до хосту, або вузловий маршрут (Host Route). Цей тип маршруту визначає шлях доставки пакета, адресованого хосту з конкретною мережною адресою. Маршрути до хоста звичайно використаються для створення маршрутів, що налаштовуються, до певних комп'ютерів, а також для керування або оптимізації мережного трафіка.

Маршрут до мережі, або мережний маршрут (Network Route). Даний тип маршруту використається для визначення способу доставки пакета в підмережу із певною адресою. Більшу частину вмісту таблиці маршрутизації являють собою маршрути даного типу.

Маршрут за замовчуванням (Default Route). Маршрут за замовчуванням використається, коли не знайдені ніякі інші маршрути в таблиці маршрутизації. Маршрут за замовчуванням використається в ситуації, коли в таблиці маршрутизації відсутній відповідний маршрут по ідентифікаторі мережі або маршрут до хосту за адресою одержувача. Маршрут за замовчуванням спрощує конфігурацію комп'ютерів. Замість конфігурування комп'ютера й настроювання маршрутів для всіх ідентифікаторів мереж у міжмережеве середовище використається одиночний маршрут за замовчуванням для пересилання всіх пакетів у мережу одержувача або за адресою в міжмережеве середовище, що не був знайдений у таблиці маршрутизації.

Структура таблиці маршрутизації

Розглянемо структуру таблиці маршрутизації на наступному прикладі:

Мережа призначення	Маска підмережі	Шлюз	Інтерфейс	Метрика
0.0. 0.0	0.0. 0.0	0.0. 0.0	fffffffff	1
10.0. 0.0	255. 255.255.0	10.0. 0.1	10.0. 0.1	30
10.0. 0.1	255. 255.255.255	127.0. 0.1	127.0. 0.1	30
10. 255.255.255	255. 255.255.255	10.0. 0.1	10.0. 0.1	30
127.0. 0.0	255.0. 0.0	127.0. 0.1	127.0. 0.1	1
224.0. 0.0	240.0. 0.0	10.0. 0.1	10.0. 0.1	30
255. 255.255.255	255. 255.255.255	10.0. 0.1	10.0. 0.1	1

Кожен запис у таблиці маршрутизації (являюча собою інформацію про маршрут) складається з інформаційних полів, перерахованих нижче.

Мережа призначення (Network Destination). Дане поле містить відомості про адресу хоста-адресата пакета або мережі, у якій цей хост розташовується. Ухвалюючи рішення щодо маршрутизації пакета, система переглядає саме це поле. Якщо в даному полі не будуть знайдені записи про конкретну адресу мережі або хоста, маршрутизатором буде використаний маршрут за замовчуванням.

Маска підмережі (Netmask). Це поле в сполученні з попереднім полем використається для обчислення ідентифікатора IP-мережі.

Шлюз (Gateway). У цьому полі вказується адреса, по якій пакет повинен бути переданий відповідно до даного маршруту. Адреса пересилання може бути апаратною адресою або адресою в міжмережевому середовищі. У більшості випадків у цьому полі вказується наступний у ланцюжку маршрутизатор, що повинен буде ухвалити рішення щодо подальшій маршрутизації повідомлення.

Інтерфейс (Interface). У цьому полі вказується мережний інтерфейс, з якого буде здійснюватися передача повідомлення відповідно до даного маршруту. Дане поле необхідно в ситуації, коли маршрутизатор має безліч мережних інтерфейсів, підключених до різних підмереж. Фактично дане поле вказує, у яку саме підмережу необхідно передати повідомлення.

Метрика (Metric). Вартість маршруту, що характеризує міру його переваги. З безлічі альтернативних маршрутів буде обраний той, що має найменшу вартість (тобто меншим значенням метрики). Деякі алгоритми маршрутизації зберігають тільки один маршрут для будь-якого ідентифікатора мережі в таблиці маршрутизації, навіть коли існує кілька маршрутів. У цьому випадку метрика використається маршрутизатором, щоб визначити який саме маршрут необхідно зберегти в таблиці маршрутизації.

Методи побудови таблиць маршрутизації

Залежно від способу формування вмісту таблиці маршрутизації розрізняють два види маршрутизації.

Статична маршрутизація. Всі маршрути прописуються й змінюються адміністратором системи вручну. Це найпростіший спосіб організації маршрутизації. Однак він підходить тільки для невеликих мереж, зміни в структурі яких відбуваються досить рідко. Крім того, даний спосіб маршрутизації не годиться у випадку, коли важливо забезпечити високу надійність міжмережевої взаємодії. Якщо один з маршрутів виявиться за якимись причинами недоступний, адміністраторові необхідно буде вручну змінити таблицю маршрутизації на всіх маршрутизаторах у мережі. До цього моменту міжмережева взаємодія на окремих ділянках мережі буде неможливою.

Динамічна маршрутизація. Побудова таблиці маршрутизації здійснюється за допомогою спеціальних протоколів маршрутизації. Участь адміністратора в цьому процесі мінімально й зводиться до споконвічної конфігурації маршрутизаторів. Два найпоширеніші протоколи IP-маршрутизації, використовуваних в інтрамережах^¹, - протоколи RIP (Routing Information Protocol) і OSPF (Open Shortest Path First). За допомогою зазначених протоколів маршрутизатори здатні інформувати один одного про зміни в структурі мережі. У випадку неприступності одного з маршрутів, маршрутизатори автоматично перешикують свої таблиці маршрутизації й, при можливості, виберуть інший маршрут доставки повідомлень.

Статична маршрутизація

Статична маршрутна IP-мережа не використовує протоколи маршрутизації, оскільки вся інформація про маршрутизації зберігається в статичній таблиці на кожному маршрутизаторі. Щоб будь-які два довільних хоста в мережі могли взаємодіяти між собою, кожен маршрутизатор повинен мати таку таблицю маршрутів.

Статичне маршрутне IP-середовище найкраще підходить для невеликої мережі зі структурою, що рідко змінюється, у якій відсутні альтернативні маршрути. Статичне маршрутне середовище може застосовуватися для:

мережі малого підприємства;
мережі домашнього офісу;
філії з однією мережею.

Замість реалізації протоколу маршрутизації через вузькосмуговий канал зв'язку, одиночний маршрут за замовчуванням на маршрутизаторі філії гарантує, що весь трафік, не призначений для комп'ютера в мережі філії, буде спрямований в основний офіс.

Недоліки статичної маршрутизації:

Відсутність завадостійкості. Якщо в силу яких-небудь причин один з маршрутизаторів виходить із ладу або стає недоступним комунікаційний канал, статичний маршрутизатор не зможе якось відреагувати на несправність. Більше того, інші маршрутизатори в мережі не будуть знати про несправності й будуть продовжувати передавати дані по недоступному маршруті. У мережах малого офісу (наприклад, із двома маршрутизаторами й трьома мережами, з'єднаними у ЛОМ) подібні ситуації можуть вирішуватися адміністратором оперативно. У великих мережах більше кращим виявляється використання спеціальних протоколів маршрутизації;
Непродуктивні адміністративні витрати. Якщо додається нова підмережа або видаляється з міжмережевого середовища існуюча, маршрути до неї повинні бути вручну додані або вилучені. Якщо додається новий маршрутизатор, то він повинен бути правильно сконфігурований для маршрутизації в міжмережевому середовищі.