Пример маршрутной таблицы
Рисунок 4.4.11.3.3. Пример маршрутной таблицы
Для того чтобы обеспечить работу с большими и сложными сетями, в IGRP введены три усовершенствования алгоритма Белмана-Форда:
- Для описания путей вместо простой, введена векторная метрика. Расчет комбинированной метрики проводится с использованием формулы [1]. Применение векторной метрики позволяет адаптировать систему с учетом различных видов сервиса.
- Вместо выбора одного пути с минимальной метрикой, информационный поток может быть поделен между несколькими путями с метрикой, лежащей в заданном интервале. Распределение потоков определяется соотношением величин комбинированной метрики. Таким образом, используются маршруты с комбинированной метрикой меньше некоторого предельного значения M, а также с метрикой меньше V*M, где V - значение вариации M (обычно задается оператором сети).
- Существуют определенные проблемы с вариацией. Трудно определить стратегию использования вариации V>1 и избежать зацикливания пакетов. В современных реализациях V=1.
- Разработан ряд мер, препятствующих осцилляциям маршрутов при изменении топологии сети.
Значения вариации, отличное от единицы, позволяет использовать одновременно два или более путей с разной пропускной способностью. При дальнейшем увеличении вариации можно разрешить не только более "медленные" сегменты пути, но и ведущие в обратном направлении, что приведет с неизбежностью к "бесконечному" циклическому движению пакетов.
Протокол маршрутизации IGRP предназначен для работы с несколькими типами сервиса (TOS) и несколькими протоколами. Под типами сервиса в TCP/IP подразумевается оптимизация маршрутизации по пропускной способности, задержке, надежности и т.д. Для решения этой задачи можно использовать весовые коэффициента K1 и K2 (формула [1] данного раздела). При этом для каждого TOS подготавливается своя маршрутная таблица. Среди мер, обеспечивающих cтабильность топологии связей, следует отметить следующее правило, которое поясняется на приведенном ниже примере.
Маршрутизатор A сообщает B о маршруте к сети 1. Когда же B посылает сообщения об изменении маршрутов в A, он ни при каких обстоятельствах не должен упоминать сеть 1. Т.е. сообщения об изменении маршрута, направленные какому-то маршрутизатору, не должны содержать данных об объектах, непосредственно с ним связанных. Сообщения об изменении маршрутов должны содержать:
- адреса сетей, с которыми маршрутизатор связан непосредственно;
- пропускную способность каждой из сетей;
- топологическую задержку каждой из сетей;
- надежность передачи пакетов для каждой сети;
- загруженность канала для каждой сети;
- MTU для каждой сети.
Следует еще раз обратить ваше внимание, что в IGRP не используется измерение задержек, измеряется только надежность и коэффициент загрузки канала. Надежность определяется на основе сообщений интерфейсов о числе ошибок.
Существует 4 временные константы, управляющие процессом распространения маршрутной информации (эти константы определяются оператором сети):
- период широковещательных сообщений об изменении маршрутов (это время по умолчанию равно 90 сек);
- время существования - если за это время не поступило никаких сообщений о данном маршруте, он считается нерабочим. Это время в несколько раз больше периода сообщений об изменениях (по умолчанию в 3 раза).
- время удержания - когда какой-то адресат становится недостижим, он переходит в режим выдержки. В этом режиме никакие новые маршруты, ведущие к нему, не воспринимаются. Длительность этого режима и называется временем удержания. Обычно это время в три раза дольше периода сообщений об изменениях маршрутов.
- время удаления - если в течение данного времени не поступило сообщений о доступе к данному адресату, производится удаление записи о нем из маршрутной базы данных (по умолчанию это время в 7 раз больше периода сообщений об изменениях маршрутов).
IGRP-сообщение вкладывается в IP-пакет, это сообщение имеет следующие поля:
version номер версии протокола 4 байта
opcode код операции
edition код издания
asystem номер автономной системы
Ninterior, Nsystem, Nexterior числа субсетей в локальной сети, в автономной системе и вне автономной системы.
checksum контрольная сумма IGRP-заголовка и данных
Version - номер версии в настоящее время равен 1. Пакеты с другим номером версии игнорируются.
Opcode - код операции определяет тип сообщения и может принимать значения:
1 - изменение; 2 - запрос
Edition - (издание) является серийным номером, который увеличивается при каждом изменении маршрутной таблицы. Это позволяет маршрутизатору игнорировать информацию, которая уже содержится в его базе данных.
Asystem - номер автономной системы. Согласно нормам Сisco маршрутизатор может входить в более чем одну автономную систему. В каждой AS работает свой протокол и они могут иметь совершенно независимые таблицы маршрутизации. Хотя в IGRP допускается "утечка" маршрутной информации из одной автономной системы в другую, но это определяется не протоколом, а администратором.
Ninterior, nsystem, и nexterior определяют числа записей в каждой из трех секций сообщения об изменениях.
Checksum - контрольная сумма заголовка и маршрутной информации, для вычисления которой используется тот же алгоритм, что и в UDP, TCP и ICMP.
IGRP запрос требует от адресата прислать свою маршрутную таблицу. Сообщение содержит только заголовок. Используются поля version, opcode и asystem, остальные поля обнуляются. IP-пакет, содержащий сообщение об изменении маршрутов, имеет 1500 байт (включая IP-заголовок). Для описанной выше схемы это позволяет включить в пакет до 104 записей. Если требуется больше записей, посылается несколько пакетов. Фрагментация пакетов не применяется.
Ниже приведено описание структуры для маршрута:
| Number | 3 октета IP-адреса |
| delay | задержка в десятках микросекунд 3 октета |
| bandwidth | Пропускная способность, в Кбит/с 3 октета |
| uchar mtu | MTU, в октетах 2 октета |
| reliability | процент успешно переданных пакетов tx/rx 1 октет |
| load | процент занятости канала 1 октет |
| hopcount | Число шагов 1 октет |
Если поле задержки содержит только единицы, место назначения недостижимо.
Пропускная способность измеряется в величинах, обратных бит/сек, умноженных на 1010. (Т.е., если пропускная способность равна N Кбит/с, то ее измерением в IGRP будет 10000000/N.). Надежность измеряется в долях от 255 (т.е. 255 соответствует 100%). Загрузка измеряется также в долях от 255, а задержка в десятках миллисекунд.
Ниже приведены значения по умолчанию для величин задержки и пропускной способности
| Вид среды | Задержка | Пропускная способность |
| Спутник | 200,000 (2 сек) | 20 (500 Мбит/c) |
| Ethernet | 100 (1 мсек) | 1,000 |
| 1.544 Мбит/c | 2000 (20 мсек) | 6,476 |
| 64 Кбит/c | 2000 | 156,250 |
| 56 Кбит/c | 2000 | 178,571 |
| 10 Кбит/c | 2000 | 1,000,000 |
| 1 Кбит/c | 2000 | 10,000,000 |
Метрика = [K1*пропускная_способность + (K2*пропускная_способность)/(256 - загрузка) + K3*задержка] * [K5/(надежность + K4)].
Если K5 == 0, член надежности отбрасывается. По умолчанию в IGRP K1 == K3 == 1, K2 == K4 == K5 == 0, а загрузка лежит в интервале от 1 до 255.
В начале 90-х годов разработана новая версия протокола IGRP - EIGRP с улучшенным алгоритмом оптимизации маршрутов, сокращенным временем установления и масками субсетей переменной длины. EIGRP поддерживает многие протоколы сетевого уровня. Рассылка маршрутной информации здесь производится лишь при измении маршрутной ситуации. Протокол периодически рассылает соседним маршрутизаторам короткие сообщения Hello. Получение отклика означает, что сосед функционален и можно осуществлять обмен маршрутной информацией. Протокол EIGRP использует таблицы соседей (адрес и интерфейс), топологические таблицы (адрес места назначения и список соседей, объявляющих о доступности этого адреса), состояния и метки маршрутов. Для каждого протокольного модуля создается своя таблица соседей. Протоколом используется сообщения типа hello (мультикастная адресация), подтверждени (acknowledgent), актуализация (update), запрос (query; всегда мультикастный) и отклик (reply; посылается отправителю запроса). Маршруты здесь делятся на внутренние и внешние - полученные от других протоколов или записанные в статических таблицах. Маршруты помечаются идентификаторами их начала. Внешние маршруты помечаются следующей информацией:
- Идентификатор маршрутизатора EIGRP, который осуществляет рассылку информации о маршруте
- Номер AS, где расположен адресат маршрута
- Метка администратора
- Идентификатор протокола
- Метрика внешнего маршрута
- Битовые флаги маршрута по умолчанию
