Типове протоколи за маршрутизиране: Статични, Динамични, IP, CISCO

по: Брайс Лео Брайс Лео
Hours Обновено

⚡ Умно обобщение

Протоколите за маршрутизиране са правилата, които рутерите използват, за да споделят информация за достъпност и да изграждат таблици за маршрутизиране, позволявайки на пакетите да поемат по най-добрия път през мрежите чрез статични маршрути или динамични методи, базирани на вектор на разстояние, състояние на връзката и хибридни методи, като RIP, OSPF и BGP.

  • 🧭 Определение: Протоколите за маршрутизиране актуализират таблиците за маршрутизиране, така че рутерите да се споразумеят как да достигнат до всяка дестинация.
  • ️ Статично срещу динамично: Статичните маршрути се задават ръчно, докато динамичните протоколи се адаптират автоматично, когато връзките се променят.
  • 📡 Вектор на разстоянието: RIP и IGRP рекламират пълните си таблици за маршрутизация на съседите си с таймер.
  • 💡 Състояние на връзката: OSPF и IS-IS картографират цялата топология и извършват изчисления за най-краткия път.
  • ???? Външно очертаване: BGP свързва автономни системи и поддържа достъп до глобалния интернет.
  • 🤖 AI помощ: Инструментите с изкуствен интелект анализират телеметрията на маршрутизацията, за да предскажат претоварване и да открият неправилни конфигурации.
Прочетете повече

Видове протоколи за маршрутизиране в мрежите

Какво представляват протоколите за маршрутизиране?

Протоколите за маршрутизиране са набор от дефинирани правила, използвани от рутерите за комуникация между източника и местоназначението. Те не преместват самите данни; те само актуализират таблицата за маршрутизиране, която съдържа информацията за пътя.

Протоколите за маршрутизация също така определят как рутерите комуникират помежду си и позволяват на мрежата да избира маршрути между два възела в компютърна мрежа.

Видове протоколи за маршрутизиране

Съществуват основно два вида протоколи за мрежово маршрутизиране:

  • Статичен
  • Динамичен

Диаграмата по-долу показва как протоколите за маршрутизация са групирани в статични и динамични категории, заедно с основните динамични протоколи за всеки тип:

Класификация на статични и динамични протоколи за маршрутизация, включително RIP, IGRP, OSPF, EIGRP и BGP

Статични протоколи за маршрутизиране

Статичните протоколи за маршрутизиране се използват, когато администратор ръчно задава пътя от мрежата източник към мрежата получател. Този подход предлага по-голяма сигурност на мрежата.

Предимства

  • Няма натоварване на процесора на рутера.
  • Няма неизползвана честотна лента между връзките.
  • Само администраторът може да добавя маршрути.

Недостатъци

  • Администраторът трябва да знае как е свързан всеки рутер.
  • Това не е идеален вариант за големи мрежи, тъй като отнема много време.
  • Всеки път, когато дадена връзка се повреди, мрежата прекъсва, което не е възможно в големи мрежи.

Протоколи за динамично маршрутизиране

Динамичните протоколи за маршрутизиране са друг важен вид протокол за маршрутизиране. Те помагат на рутерите автоматично да добавят информация към своите таблици за маршрутизиране от свързани рутери. Тези протоколи също така изпращат актуализации на топологията, когато се промени топологичната структура на мрежата.

Предимства

  • По-лесно за конфигуриране, дори в по-големи мрежи.
  • Те могат динамично да избират различен маршрут, ако дадена връзка прекъсне.
  • Те ви помагат да балансирате трафика между множество връзки.

Недостатъци

  • Актуализациите се споделят между рутерите, така че те консумират честотна лента.
  • Протоколите за маршрутизиране натоварват допълнително процесора и RAM паметта на рутера.

Протокол за векторно маршрутизиране на разстояние (DVR)

Протоколите Distance Vector рекламират своята таблица за маршрутизация на всеки директно свързан съсед през определени интервали от време, използвайки голяма честотна лента и конвергирайки бавно.

В протокола за маршрутизиране Distance Vector, когато даден маршрут стане недостъпен, всички таблици за маршрутизиране трябва да бъдат актуализирани с новата информация.

Предимства

  • Актуализациите на мрежата се обменят периодично и винаги се излъчват.
  • Протоколът се доверява на информацията за маршрутизиране, получена от съседни рутери.

Недостатъци

  • Тъй като информацията за маршрутизация се обменя периодично, се генерира ненужен трафик, който изразходва наличната честотна лента.
Не пропускайте:

Интернет протоколи за маршрутизиране

Следните видове протоколи помагат на пакетите данни да си проправят път през интернет. Всеки един от тях попада в категорията „вектор на разстояние“, „състояние на връзката“ или „хибрид“, описана по-горе.

Протокол за информация за маршрутизиране (RIP)

RIP се използва както в LAN, така и в WAN мрежи и работи на приложния слой на... Модел OSIСъществуват две версии на RIP:

  • RIPv1
  • RIPv2

Оригиналната версия, RIPv1, определя мрежовите пътища въз основа на IP адреса на дестинацията и броя на преходите. RIPv1 взаимодейства с мрежата, като излъчва своята IP таблица до всички рутери, свързани към мрежата.

RIPv2 е малко по-сложен, тъй като изпраща своята таблица за маршрутизиране до multicast адрес, вместо да я излъчва.

Протокол за маршрутизиране на вътрешен шлюз (IGRP)

IGRP е протокол за вътрешен шлюз, базиран на вектор на разстояние, разработен от CISCO. Той е въведен, за да преодолее ограниченията на RIP. Използваните показатели са натоварване, честотна лента, забавяне, MTU и надеждност, и обменя данни за маршрутизация в рамките на автономна система.

Този протокол е подходящ за по-големи мрежи, тъй като излъчва на всеки 90 секунди и поддържа максимален брой преходи от 255. Той се съпротивлява на цикли на маршрутизиране, като се актуализира автоматично при промяна на маршрутите, и може да балансира натоварването на трафика по пътища с еднаква или неравна метрична цена.

Протокол за маршрутизиране на състоянието на връзката

Протоколите за състояние на връзката използват уникален подход за намиране на най-добрия път за маршрутизиране. В този протокол маршрутът се изчислява въз основа на скоростта на пътя до местоназначението и цената на ресурсите.

Таблици с протоколи за маршрутизация

Протоколът за маршрутизиране на състоянието на връзката поддържа трите таблици, дадени по-долу:

  • Таблица на съседите: Тази таблица съдържа информация само за съседите на рутера — например рутерите, с които е формирана съседност.
  • Топологична таблица: Тази таблица съхранява информация за цялата топология — например, както най-добрите, така и резервните маршрути до определена рекламирана мрежа.
  • Таблица за маршрутизиране: Тази таблица съдържа всички най-добри маршрути до рекламираната мрежа.

Предимства

  • Протоколът поддържа отделни таблици както за най-добрия маршрут, така и за резервните маршрути, така че има повече познания за вътрешната мрежа от всеки друг протокол за маршрутизиране с вектор на разстояние.
  • Използват се задействани актуализации, така че не се изразходва ненужна честотна лента.
  • Частичните актуализации се задействат само когато има промяна в топологията, така че не е необходимо да се обменя цялата таблица за маршрутизиране.

Протокол за външен шлюз (EGP)

EGP е протокол, използван за обмен на данни между шлюзови хостове, които са съседи в рамките на автономни системи. Той позволява на рутерите да споделят информация между различни домейни, включително известни рутери, мрежови адреси, разходи за маршрути и съседни устройства.

Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP)

EIGRP е хибриден протокол за маршрутизиране, който комбинира характеристики както на протоколите за маршрутизиране с вектор на разстояние, така и на протоколите за маршрутизиране с състояние на връзката. Той маршрутизира същите протоколи, които маршрутизира IGRP, използвайки същите съставни метрики като IGRP, което помага на мрежата да избере най-добрия път до дестинацията.

Първо отворете най-краткия път (OSPF)

Open Shortest Path First (OSPF) е IGP за състоянието на връзката, създаден специално за IP мрежи, използващ метода Shortest Path First (SPF).

OSPF поддържа бази данни, в които се описва околната топология на мрежата. Той използва алгоритъма за най-кратък път на Дейкстра, за да преизчисли мрежовите пътища, когато топологията се промени. Освен това е сигурен, тъй като може да удостоверява промените в протокола, за да защити данните.

Ето някои от основните разлики между протоколите за маршрутизиране Distance Vector и Link State:

Вектор на разстоянието Състояние на връзката
Протоколът Distance Vector изпраща цялата таблица за маршрутизиране. Протоколът за състояние на връзката изпраща само информация за състоянието на връзката.
Податлив е на зацикляния при маршрутизиране. Той е по-малко податлив на маршрутизиране.
Актуализациите понякога се изпращат чрез излъчване. Той използва само метода за мултикаст за маршрутизиране на актуализации.
Лесно е да се конфигурира. По-трудно е за конфигуриране.
Не знае топологията на мрежата. Познава цялата топология.
Примери: RIP, IGRP. Примери: OSPF, IS-IS.

Междинна система към междинна система (IS-IS)

IS-IS е протокол за маршрутизиране на CISCO, използван в интернет за изпращане IP маршрутизиране информация. Състои се от набор от компоненти, включително крайни системи, междинни системи, области и домейни.

Съгласно протокола IS-IS, рутерите са организирани в групи, наречени области, а множество области са групирани, за да образуват домейн.

Протокол за граничен шлюз (BGP)

BGP е последният протокол за маршрутизация в този списък и този, който управлява интернет. Той е класифициран като протокол за вектор на разстоянието и пътя (DPVP).

Този протокол изпраща актуализирани данни от таблицата на рутерите само когато са направени промени. Няма автоматично откриване на промени в топологията, което означава, че BGP трябва да се конфигурира ръчно.

Каква е целта на протоколите за маршрутизиране?

Протоколите за маршрутизиране са необходими поради следните причини:

  • Те позволяват избор на оптимален път.
  • Те предлагат маршрутизиране без цикли.
  • Те осигуряват бърза конвергенция.
  • Те минимизират трафика от актуализации.
  • Те са лесни за конфигуриране.
  • Те се адаптират към промените.
  • Те се мащабират до големи размери.
  • Те остават съвместими със съществуващите хостове и рутери.
  • Те поддържат маски на подмрежа с променлива дължина.

Класен Vs. Протоколи за безкласово маршрутизиране

Ето основните разлики между тези две семейства протоколи за маршрутизация:

Протоколи за класово маршрутизиране Протоколи за безкласово маршрутизиране
Класовите протоколи за маршрутизация никога не изпращат подробности за маската на подмрежата по време на актуализации на маршрутизацията. Протоколите за безкласово маршрутизиране могат да изпращат информация за IP подмрежова маска по време на актуализации на маршрутизацията.
RIPv1 и IGRP са класови протоколи, тъй като не включват информация за маска на подмрежата. RIPv2, OSPF, EIGRP и IS-IS са безкласови протоколи, тъй като те носят информация за маската на подмрежата в своите актуализации.

Сравнение на RIP, IGRP, OSPF и EIGRP

Таблицата по-долу обобщава как се различават най-често срещаните протоколи за маршрутизация:

Характеристики: Почивай в мир v1 Почивай в мир v2 IGRP OSPF EIGRP
Класово/безкласово Класен Безкласна Класен Безкласна Безкласна
метричен Хоп Хоп Комбиниран Честотна лента (цена) Композитен (честотна лента, забавяне)
Периодична актуализация 30 секунди 30 секунди 90 секунди None Няма (задействано)
Адрес за реклама 255.255.255.255 224.0.0.9 255.255.255.255 224.0.0.5 / 224.0.0.6 224.0.0.10
категория Вектор на разстоянието Вектор на разстоянието Вектор на разстоянието Състояние на връзката Хибрид
Административно разстояние по подразбиране 120 120 100 110 90

Въпроси и Отговори

Маршрутизираният протокол, като например IP, пренася потребителски данни. Маршрутизиращият протокол, като например OSPF или RIP, не пренася никакви данни — той обменя информация за достъпност, така че рутерите изграждат таблиците, които препращат маршрутизирания протокол.

Различните протоколи използват различни показатели. RIP използва брой хопове, OSPF използва цена от честотната лента, а IGRP и EIGRP използват комбинация от честотна лента, закъснение, натоварване и надеждност. Маршрутът с най-ниска метрика е предпочитан.

Административното разстояние класира достоверността на даден източник на маршрутизация, когато няколко протокола предлагат маршрут към една и съща мрежа. По-ниската стойност печели: EIGRP е 90, OSPF е 110, а RIP е 120.

Конвергенцията е времето, необходимо на всеки рутер да се споразумее за мрежовата топология след промяна, като например неуспешна връзка. Протоколите за състояние на връзката, като OSPF, се конвергират по-бързо от протоколите за вектор на разстояние, като RIP.

Автономната система (AS) е група мрежи под един административен контрол с обща политика за маршрутизиране. Вътрешни протоколи като OSPF се изпълняват вътре в AS, докато BGP маршрутизира трафика между различни автономни системи.

Съвременните протоколи за маршрутизация поддържат удостоверяване, така че рутерите приемат актуализации само от доверени съседи. OSPF, EIGRP и BGP могат да използват MD5 или SHA ключове, за да блокират фалшиви реклами на маршрути, които биха могли да „отвлекат“ или „черна дупка“ трафик.

Изкуственият интелект и машинното обучение анализират телеметрията на маршрутизацията, за да предскажат задръствания, да открият неправилни конфигурации и да предложат оптимални пътища в софтуерно дефинирани мрежи. Те могат да пренасочват трафика проактивно, въпреки че инженерите все пак преглеждат основните промени преди пускането им в производство.

Копилот на GitHub Може да създава фрагменти от конфигурация на рутери и скриптове за автоматизация за OSPF, EIGRP или BGP. Винаги първо тествайте генерираните команди в лаборатория, тъй като грешен мрежов оператор може да доведе до нарушаване на реалния трафик.

Обобщете тази публикация с: