5. Rutowanie datagramów IP. Flashcards
Rutowanie , trasowanie (routing) datagramów IP:
- Statyczne – informacja na temat reguł rutowania jest utrzymywana w ręcznie konfigurowanych w ruterach tablicach
- Dynamiczne – informacja ta jest pozyskiwana z użyciem protokołów rutowania, następnie umieszczana w tablicach
„Protokół rutowania”
Routing protocol - protokół zajmujący się zdobywaniem informacji umożliwiającej rutowanie datagramów IP na temat (poszukiwaniem ścieżek, optymalizacja tras dla datagramów IP)
„Protokół rutowalny”
protokół definiujące dane (datagramy), które mogą być przesyłane przez ruter (np. IP, IPX, Apple Talk)
Typy trasowania (rutowania) ze względu na charakter adresata:
- Anycast – datagram zostanie przekazany jednego z wyróżnionych aktywnych odbiorców (np. najbliższego)
- Broadcast – nastąpi rozgłoszenie do wszystkich odbiorców dostępnych w ramach danej adresacji
- Multicast - nastąpi rozgłoszenie do ściśle określonej puli zarejestrowanych odbiorców
- Unicast - nastąpi przekazanie do ściśle określonego odbiorcy
- Geocast - nastąpi rozgłoszenie do puli odbiorców klasyfikowanych geograficznie lub według. topologii sieci
Bramka (gateway)
- zapewnia łączność pomiędzy sieciami IP (tworząc z nich internet). Podłączona jest do przynajmniej dwóch różnych sieci IP i otrzymując datagramy z jednej z nich podejmuje decyzję, czy przesłać je do następnej.
Ruter (router)
urządzenie analizujące treść datagramów IP i przekazujące te datagramy do następnych interfejsów sieciowych zgodnie z zadaną polityką. Może także pełnić funkcję bramki.
Wyprowadzanie datagramów IP z segmentu sieci
- Jeżeli adres IP przeznaczenia datagramu IP nie należy bieżącej sieci IP, nadawca przesyła pakiet na znany mu adres lokalnej bramki.
- Może istnieć kilka różnych wyjść (bramek) wyprowadzających ruch z danej sieci IP (multihoming)
- Ruter może podjąć decyzję o wpuszczeniu datagramu IP z powrotem do tej samej sieci, z której go otrzymał – np. z przekierowaniem do innego rutera
Tablica rutowania IP
Routing table, Routing information base - RIB – tablica, na bazie której ruter będzie tworzył informację dla procesu rutowania (trasowania) datagramów IP (Forwarding process).
Typowy wpis w tablicy składa się z następujących pozycji:
- Destination - wzorzec adresu docelowego w nadchodzącym datagramie
- Genmask - maska wzorca (maska IP)
- Gateway - adres IP hosta-celu dla datagramu (np. następny ruter)
- Interface - fizyczny interfejs docelowy, przez który należy wysłać datagram po dopasowaniu do wzorca
- Metrics - flagi i metryki
- Określenie mechanizmu, dzięki któremu pozyskano wpis (protokół rutowania dynamicznego, wpis dokonany przez administratora itp.)
Informacja dla procesu rutowania jest zapisywana w tzw. forwarding table:
- w wyniku wprowadzania danych przez administratora systemu (routera). Tu definiowana jest tzw. Tablica statycznych reguł rutowania, której treść jest uwzględniana w forwarding table.
- przez procesy korzystające z protokołów rutujących w drodze obliczania tras do odległych sieci
- w wyniku wystąpienia zdarzeń systemowych - np. związanych z aktywnością (up/down) interfejsów, przez które przesyłane są datagramy IP
W forwarding table może się także znajdować informacja dotycząca interfejsów wirtualnych (np. loopback), pod-interfejsów IP, czynności podejmowanych domyślnie itp.
Gdy przy zapisie do forwarding table dochodzi do kolizji informacji pochodzących z różnych źródeł - stosowana jest metryka administrative distance
CIDR - Classless Inter-Domain Routing
- Zaadoptowany także do protokołu IPv6
- Pozwala na używanie masek sieciowych różnej długości dla adresów z dowolnej podsieci
- Umożliwia wydajniejszy przydział przestrzeni adresowej IPv4
- Każda część informacji o rutowaniu jest rozgłaszana wraz z maską sieci
- Definiuje notację: XX.XX.XX.XX/YY o dowolnej ilości bitów „1” w masce (0-32) branych pod uwagę przy dopasowywaniu reguł rutowania
Ruter – interfejsy i sieci
- Siecią bezpośrednio podłączoną do rutera IP (directly connected network), zwaną też czasem siecią ościenną rutera IP, nazywamy sieć IP, która posiada poprawnie zdefiniowaną adresację, a interfejs rutera jest do niej bezpośrednio podłączony, jest aktywny i prawidłowo skonfigurowany
- Wypełnione pola gateway reguł rutowania zawierają adresy hostów zlokalizowanych w sieciach bezpośrednio podłączonych
- Interfejs IP rutera może być dzielony na pod-interfejsy. Wówczas nie posiada on adresu IP, lecz adresy takie są przypisane do pod-interfejsów, na które został podzielony. Reguły rutowania mogą dotyczyć także pod-interfejsów
- Jeden z hostów w wybranej sieci bezpośrednio podłączonej rutera IP (tzw. gateway of last resort) jest adresatem domyślnej reguły rutowania, którą definiujemy. Reguła ta jest stosowana wobec datagramu, który nie został dopasowany do żadnej wcześniejszej
Rutowanie klasowe i bez-klasowe
• IP classless / no IP classless (IP classfull)
• Rutowanie classless nie bierze pod uwagę natywnych klas adresów IP (A,B,C…) - jako wiążących przy określaniu celu dla datagramu IP
• Przykład: mamy w tablicy rutowania regułę 10.1.0.0/24 (zgodnie z klasą adresu IP (klasa A) maska powinna wynosić /8 a nie /24). Następnie ruter otrzymuje datagram z adresem docelowym: 10.2.1.1, wtedy:
- Ruter classless nie dopasuje datagramu do 10.1.0.0/24 i będzie sprawdzał następne reguły (stosując regułę domyślną na końcu).
- Ruter classfull nie dopasuje datagramu do 10.1.0.0/24 i stwierdzi, że skoro w sieci 10.0.0.0/8 zgłoszono tylko podsieć 10.1.0.0/24, to znaczy, że w sieci 10.0.0.0/8 nie ma już ŻADNYCH INNYCH podsieci – i skasuje datagram
Rutowanie – longest prefix match
• Kolejny problem dotyczy kolizji dopasowania do dwóch reguł jednocześnie
• Gdy reguły dopasowania i kosztów są identyczne (adres, maska i metryka) – ruter rozdziela ruch proporcjonalnie pomiędzy interfejsy docelowe wskazane tymi regułami (technika load balancing)
• Gdy różnią się maską – poszukiwany jest tzw. longest prefix match. Jest to dopasowanie do reguły rutowania, której maska posiada najwięcej bitów 1
(maskuje ona dłuższy prefiks adresu IP). Maskę taką nazywamy też „najwyższą maską” (highest mask)
• Przykład: rozpatrujemy datagram IP o adresie docelowym 200.200.200.1, a w tablicy są reguły o wzorcach i maskach:
- 200.200.200.0/24
- 200.200.0.0/16
Obydwa wzorce pasują, jednak wybrany zostanie 200.200.200.0/24 (ma dłuższy prefix match, więc jest bardziej dokładny)
Route summarization
• Gdy do kilku sieci IP prowadzi taka sama ścieżka i dodatkowo przedrostki ich adresów są bitowo identyczne – adres takich sieci można uogólnić. Proces ten nosi nazwę Route summarization (inne nazwy: prefix aggregation, supernetting, route aggregation)
• Sieć o uogólnionym adresie (będącą faktycznie złożeniem przynajmniej dwóch węzłów sieci) określamy mianem supernetwork lub supernet
• Zagrożenie: Route summarization generalizuje adresację sieci, lecz być może dodając także sieci, które istnieją w innym miejscu.
• Przykład: 10.1.0.0/24, 10.1.1.0/24, 10.1.3.0/24 -> 10.1.0.0/22
- w tym przypadku trzy sieci mają wspólny prefix (22 bity) i zostały zgeneralizowane. Lecz dołączono także sieć 10.1.2.0/24 – być może niesłusznie.
• W ruterach generalizacja może też przebiegać zgodnie z podziałem klasowym adresów IPv4 - także automatycznie (auto-summary)
