Tipi di protocolli di routing: statico, dinamico, IP, CISCO

By: Bryce Leo Bryce Leo
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I protocolli di routing sono le regole che i router utilizzano per condividere le informazioni di raggiungibilità e costruire tabelle di routing, consentendo ai pacchetti di percorrere il percorso migliore attraverso le reti tramite percorsi statici o metodi dinamici basati su vettori di distanza, stato dei collegamenti e metodi ibridi come RIP, OSPF e BGP.

  • 🧭 Definizione: I protocolli di routing aggiornano le tabelle di routing in modo che i router si accordino sul modo di raggiungere ogni destinazione.
  • ️ Statico vs dinamico: I percorsi statici vengono impostati manualmente, mentre i protocolli dinamici si adattano automaticamente al variare dei collegamenti.
  • 📡 Vettore distanza: RIP e IGRP pubblicizzano le loro tabelle di routing complete ai nodi vicini a intervalli di tempo prestabiliti.
  • 💡 Stato del collegamento: OSPF e IS-IS mappano l'intera topologia ed eseguono calcoli per trovare il percorso più breve.
  • 🌍 Percorso esterno: Il protocollo BGP connette i sistemi autonomi e mantiene Internet globale accessibile.
  • 🤖 Assistenza AI: Gli strumenti di intelligenza artificiale analizzano i dati di telemetria del routing per prevedere la congestione e rilevare configurazioni errate.
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Tipi di protocolli di routing nelle reti

Che cosa sono i protocolli di routing?

I protocolli di routing sono l'insieme di regole definite utilizzate dai router per comunicare tra sorgente e destinazione. Non trasferiscono i dati stessi, ma si limitano ad aggiornare la tabella di routing che contiene le informazioni sul percorso.

I protocolli di routing specificano anche come i router comunicano tra loro e consentono alla rete di selezionare i percorsi tra due nodi qualsiasi di una rete di computer.

Tipi di protocolli di routing

Esistono principalmente due tipi di protocolli di routing di rete:

  • statica
  • Dinamico

Il diagramma seguente mostra come i protocolli di routing vengono raggruppati in categorie statiche e dinamiche, insieme ai principali protocolli dinamici per ciascuna tipologia:

Classificazione dei protocolli di routing statici e dinamici, tra cui RIP, IGRP, OSPF, EIGRP e BGP.

Protocolli di routing statico

I protocolli di routing statico vengono utilizzati quando un amministratore assegna manualmente il percorso dalla rete di origine a quella di destinazione. Questo approccio offre maggiore sicurezza alla rete.

Vantaggi

  • Nessun sovraccarico per la CPU del router.
  • Nessuna larghezza di banda inutilizzata tra i collegamenti.
  • Solo l'amministratore può aggiungere percorsi.

Svantaggi

  • L'amministratore deve sapere come è connesso ciascun router.
  • Non è la soluzione ideale per le reti di grandi dimensioni, poiché richiede molto tempo.
  • Ogni volta che un collegamento si interrompe, la rete si blocca, il che non è fattibile su reti di grandi dimensioni.

Protocolli di routing dinamico

I protocolli di routing dinamico rappresentano un altro importante tipo di protocollo di routing. Essi consentono ai router di aggiungere automaticamente informazioni alle proprie tabelle di routing dai router connessi. Questi protocolli inviano anche aggiornamenti della topologia ogni volta che la struttura topologica della rete subisce delle modifiche.

Vantaggi

  • Più facile da configurare, anche su reti di grandi dimensioni.
  • Possono scegliere dinamicamente un percorso alternativo se un collegamento si interrompe.
  • Contribuiscono a bilanciare il traffico tra più collegamenti.

Svantaggi

  • Gli aggiornamenti vengono condivisi tra i router, quindi consumano larghezza di banda.
  • I protocolli di routing impongono un carico aggiuntivo alla CPU e alla RAM del router.

Protocollo di routing vettoriale a distanza (DVR)

I protocolli Distance Vector pubblicizzano la propria tabella di routing a ogni vicino direttamente connesso a intervalli di tempo specifici, consumando molta larghezza di banda e convergendo lentamente.

Nel protocollo di routing Distance Vector, quando una rotta diventa non disponibile, tutte le tabelle di routing devono essere aggiornate con le nuove informazioni.

Vantaggi

  • Gli aggiornamenti della rete vengono scambiati periodicamente e sono sempre trasmessi.
  • Il protocollo si fida delle informazioni di routing ricevute dai router vicini.

Svantaggi

  • Poiché le informazioni di routing vengono scambiate periodicamente, si genera traffico superfluo che consuma la larghezza di banda disponibile.

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Protocolli di instradamento Internet

Di seguito sono elencati i tipi di protocolli che aiutano i pacchetti di dati a trovare la loro strada attraverso Internet. Ciascuno rientra nella categoria a vettore di distanza, a stato di collegamento o ibrida descritta in precedenza.

Protocollo di informazioni di instradamento (RIP)

RIP viene utilizzato sia nelle reti LAN che WAN e viene eseguito sul livello applicativo del Modello OSIEsistono due versioni di RIP:

  • RIPv1
  • RIPv2

La versione originale, RIPv1, determina i percorsi di rete in base all'indirizzo IP di destinazione e al numero di hop del percorso. RIPv1 interagisce con la rete trasmettendo la propria tabella IP a tutti i router connessi alla rete.

RIPv2 è leggermente più sofisticato, in quanto invia la sua tabella di routing a un indirizzo multicast anziché trasmetterla in broadcast.

Protocollo di routing del gateway interno (IGRP)

IGRP è un protocollo di gateway interno a vettore di distanza sviluppato da Cisco. È stato introdotto per superare i limiti di RIP. Le metriche che utilizza sono carico, larghezza di banda, ritardo, MTU e affidabilità, e scambia dati di routing all'interno di un sistema autonomo.

Questo protocollo è adatto a reti di grandi dimensioni, poiché trasmette ogni 90 secondi e supporta un numero massimo di hop pari a 255. Resiste ai loop di routing aggiornandosi automaticamente quando i percorsi cambiano e può bilanciare il traffico su percorsi con costi metrici uguali o diversi.

Protocollo di routing dello stato dei collegamenti

I protocolli Link State adottano un approccio unico per trovare il percorso di routing ottimale. In questo protocollo, il percorso viene calcolato in base alla velocità del tragitto verso la destinazione e al costo delle risorse.

Tabelle dei protocolli di routing

Un protocollo di routing a stato dei collegamenti gestisce le tre tabelle riportate di seguito:

  • Tavolo vicino: Questa tabella contiene informazioni solo sui router vicini al router in questione, ad esempio i router con cui è stata stabilita un'adiacenza.
  • Tabella della topologia: Questa tabella memorizza informazioni sull'intera topologia, ad esempio sia il percorso migliore che quello di backup verso una particolare rete pubblicizzata.
  • Tabella di routing: Questa tabella contiene tutti i percorsi migliori per accedere alla rete pubblicizzata.

Vantaggi

  • Il protocollo mantiene tabelle separate sia per il percorso migliore che per i percorsi di backup, quindi possiede una conoscenza più approfondita della rete rispetto a qualsiasi protocollo di routing a vettore di distanza.
  • Vengono utilizzati aggiornamenti attivati, quindi non viene consumata larghezza di banda inutilmente.
  • Gli aggiornamenti parziali vengono attivati ​​solo in caso di modifica della topologia, quindi non è necessario sostituire l'intera tabella di routing.

Protocollo Gateway Esterno (EGP)

EGP è un protocollo utilizzato per lo scambio di dati tra host gateway adiacenti all'interno di sistemi autonomi. Consente ai router di condividere informazioni tra domini diversi, inclusi router noti, indirizzi di rete, costi di instradamento e dispositivi vicini.

Protocollo di routing del gateway interno avanzato (EIGRP)

EIGRP è un protocollo di routing ibrido che combina le caratteristiche dei protocolli di routing a vettore di distanza e a stato dei collegamenti. Instrada gli stessi protocolli instradati da IGRP, utilizzando le stesse metriche composite di IGRP, che aiutano la rete a selezionare il percorso migliore verso una destinazione.

Apri per primo il percorso più breve (OSPF)

Open Shortest Path First (OSPF) è un protocollo di protocollo integrato a stato dei collegamenti, progettato specificamente per le reti IP, che utilizza il metodo Shortest Path First (SPF).

OSPF mantiene database che descrivono in dettaglio la topologia della rete circostante. Utilizza l'algoritmo di Dijkstra per il percorso più breve per ricalcolare i percorsi di rete quando la topologia cambia. È inoltre sicuro, in quanto può autenticare le modifiche al protocollo per proteggere i dati.

Ecco alcune delle principali differenze tra i protocolli di routing Distance Vector e Link State:

Vettore di distanza Stato di collegamento
Il protocollo Distance Vector invia l'intera tabella di routing. Il protocollo Link State invia solo informazioni sullo stato del collegamento.
È suscettibile ai loop di routing. È meno suscettibile ai loop di routing.
Talvolta gli aggiornamenti vengono inviati tramite broadcast. Utilizza esclusivamente il metodo multicast per l'instradamento degli aggiornamenti.
È semplice da configurare. È più difficile da configurare.
Non conosce la topologia della rete. Conosce l'intera topologia.
Esempi: RIP, IGRP. Esempi: OSPF, IS-IS.

Sistema intermedio da sistema a sistema intermedio (IS-IS)

IS-IS è un protocollo di routing CISCO utilizzato su Internet per inviare Instradamento IP informazione. È costituito da una serie di componenti, inclusi sistemi finali, sistemi intermedi, aree e domini.

Secondo il protocollo IS-IS, i router sono organizzati in gruppi chiamati aree, e più aree vengono raggruppate per formare un dominio.

Protocollo del gateway di frontiera (BGP)

BGP è l'ultimo protocollo di routing di questo elenco ed è quello che gestisce Internet. È classificato come protocollo di vettore di percorso di distanza (DPVP).

Questo protocollo invia dati aggiornati alla tabella di routing solo quando vengono apportate modifiche. Non è previsto il rilevamento automatico delle modifiche alla topologia, il che significa che il BGP deve essere configurato manualmente.

Qual è lo scopo dei protocolli di routing?

I protocolli di routing sono necessari per i seguenti motivi:

  • Consentono la selezione del percorso ottimale.
  • Offrono un instradamento senza cicli.
  • Garantiscono una convergenza rapida.
  • Riducono al minimo il traffico di aggiornamento.
  • Sono facili da configurare.
  • Si adattano ai cambiamenti.
  • Sono scalabili fino a raggiungere grandi dimensioni.
  • Rimangono compatibili con gli host e i router esistenti.
  • Supportano maschere di sottorete a lunghezza variabile.

Classe vs. Protocolli di routing senza classi

Ecco le principali differenze tra queste due famiglie di protocolli di routing:

Protocolli di routing di classe Protocolli di routing senza classi
I protocolli di routing classful non inviano mai i dettagli della subnet mask durante gli aggiornamenti di routing. I protocolli di routing senza classi possono inviare informazioni sulla maschera di sottorete IP durante gli aggiornamenti di routing.
RIPv1 e IGRP sono protocolli classful, in quanto non includono informazioni sulla maschera di sottorete. RIPv2, OSPF, EIGRP e IS-IS sono protocolli senza classi, poiché trasportano le informazioni sulla maschera di sottorete all'interno dei loro aggiornamenti.

Confronto tra RIP, IGRP, OSPF ed EIGRP

La tabella seguente riassume le differenze tra i protocolli di routing più comuni:

Caratteristiche RIPv1 RIPv2 IGRP OSPF EIGRP
Di classe/senza classi Di classe Senza classi Di classe Senza classi Senza classi
Metrico Luppolo Luppolo Composito Larghezza di banda (Costo) Composizione (larghezza di banda, ritardo)
Aggiornamento periodico 30 secondi 30 secondi 90 secondi Nona Nessuno (attivato)
Indirizzo pubblicitario 255.255.255.255 224.0.0.9 255.255.255.255 224.0.0.5 / 224.0.0.6 224.0.0.10
Categoria Vettore di distanza Vettore di distanza Vettore di distanza Stato di collegamento IBRIDO
Distanza amministrativa predefinita 120 120 100 110 90

DOMANDE FREQUENTI

Un protocollo di routing, come IP, trasporta i dati utente. Un protocollo di routing, come OSPF o RIP, non ne trasporta alcuno: scambia informazioni di raggiungibilità in modo che i router possano creare le tabelle che inoltrano il protocollo di routing.

Protocolli diversi utilizzano metriche diverse. RIP utilizza il numero di hop, OSPF utilizza il costo in base alla larghezza di banda, mentre IGRP ed EIGRP utilizzano una combinazione di larghezza di banda, ritardo, carico e affidabilità. Viene preferito il percorso con la metrica più bassa.

La distanza amministrativa indica quanto sia affidabile una sorgente di routing quando diversi protocolli offrono un percorso verso la stessa rete. Il valore più basso è quello più affidabile: EIGRP ha 90, OSPF ha 110 e RIP ha 120.

La convergenza è il tempo necessario affinché tutti i router concordino sulla topologia di rete dopo una modifica, come ad esempio un collegamento guasto. I protocolli basati sullo stato dei collegamenti, come OSPF, convergono più velocemente rispetto ai protocolli basati sulla distanza, come RIP.

Un sistema autonomo (AS) è un gruppo di reti sotto un unico controllo amministrativo con una politica di routing comune. Protocolli interni come OSPF vengono eseguiti all'interno di un AS, mentre BGP instrada il traffico tra diversi sistemi autonomi.

I moderni protocolli di routing supportano l'autenticazione, quindi i router accettano aggiornamenti solo da vicini fidati. OSPF, EIGRP e BGP possono utilizzare chiavi MD5 o SHA per bloccare gli annunci di rotta contraffatti che potrebbero dirottare o bloccare il traffico.

L'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico analizzano i dati di telemetria di routing per prevedere la congestione, rilevare configurazioni errate e suggerire percorsi ottimali nelle reti definite dal software. Possono reindirizzare il traffico in modo proattivo, sebbene gli ingegneri esaminino comunque le modifiche più importanti prima della messa in produzione.

Copilota GitHub È possibile creare frammenti di configurazione del router e script di automazione per OSPF, EIGRP o BGP. Testare sempre i comandi generati in un ambiente di laboratorio prima di utilizzarli, poiché un'istruzione di rete errata può bloccare il traffico in tempo reale.

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