Typy protokołów routingu: statyczny, dynamiczny, IP, CISCO

Przez: Bryce'a Leo Bryce'a Leo
Hours Zaktualizowano

⚡ Inteligentne podsumowanie

Protokoły routingu to reguły, których routery używają do udostępniania informacji o dostępności i budowania tablic routingu, umożliwiając pakietom wybranie najlepszej ścieżki w sieciach za pomocą tras statycznych lub dynamicznych tras wektora odległości, stanu łącza i metod hybrydowych, takich jak RIP, OSPF i BGP.

  • 🧭 Definicja: Protokoły routingu aktualizują tablice routingu, aby routery uzgadniały sposób dotarcia do każdego miejsca docelowego.
  • 🗺️. Statyczne kontra dynamiczne: Trasy statyczne ustawia się ręcznie, natomiast protokoły dynamiczne dostosowują się automatycznie, gdy zmieniają się łącza.
  • 📡 Wektor odległości: RIP i IGRP ogłaszają swoje pełne tablice trasowania sąsiadom na podstawie timera.
  • 💡 Stan łącza: OSPF i IS-IS mapują całą topologię i wykonują obliczenia najkrótszej ścieżki.
  • 🌍 Trasa zewnętrzna: BGP łączy autonomiczne systemy i zapewnia dostęp do globalnego Internetu.
  • 🤖 Pomoc AI: Narzędzia AI analizują dane telemetryczne trasowania, aby przewidywać przeciążenia i wykrywać błędne konfiguracje.
Czytaj więcej

Rodzaje protokołów routingu w sieciach

Co to są protokoły routingu?

Protokoły routingu to zestaw zdefiniowanych reguł używanych przez routery do komunikacji między źródłem a celem. Nie przesyłają one samych danych, a jedynie aktualizują tabelę routingu, która zawiera informacje o ścieżce.

Protokoły routingu określają również sposób, w jaki routery komunikują się ze sobą i pozwalają sieci wybierać trasy między dwoma dowolnymi węzłami w sieci komputerowej.

Rodzaje protokołów routingu

Istnieją dwa główne typy protokołów routingu sieciowego:

  • Statyczny
  • Dynamiczny

Poniższy diagram przedstawia podział protokołów routingu na statyczne i dynamiczne, a także główne protokoły dynamiczne każdego typu:

Klasyfikacja protokołów routingu statycznego i dynamicznego, w tym RIP, IGRP, OSPF, EIGRP i BGP

Statyczne protokoły routingu

Protokoły routingu statycznego są używane, gdy administrator ręcznie przypisuje ścieżkę od sieci źródłowej do docelowej. Takie podejście zapewnia większe bezpieczeństwo sieci.

Zalety

  • Brak obciążenia procesora routera.
  • Brak niewykorzystanej przepustowości pomiędzy łączami.
  • Tylko administrator ma prawo dodawać trasy.

Wady

  • Administrator musi wiedzieć, w jaki sposób każdy router jest podłączony.
  • Nie jest to idealne rozwiązanie dla dużych sieci, gdyż jest czasochłonne.
  • Za każdym razem, gdy łącze ulegnie awarii, sieć przestaje działać, co nie jest możliwe w przypadku dużych sieci.

Dynamiczne protokoły routingu

Dynamiczne protokoły routingu to kolejny ważny typ protokołów routingu. Umożliwiają one routerom automatyczne dodawanie informacji z podłączonych routerów do ich tabel routingu. Protokoły te wysyłają również aktualizacje topologii za każdym razem, gdy struktura topologiczna sieci ulegnie zmianie.

Zalety

  • Łatwiejsza konfiguracja nawet w większych sieciach.
  • Mogą dynamicznie wybrać inną trasę, jeśli łącze przestanie działać.
  • Pomagają równoważyć obciążenie ruchu pomiędzy wieloma łączami.

Wady

  • Aktualizacje są współdzielone między routerami, co powoduje większe wykorzystanie przepustowości.
  • Protokoły routingu dodatkowo obciążają procesor i pamięć RAM routera.

Protokół routingu wektora odległości (DVR)

Protokół wektora odległości reklamuje swoją tablicę routingu każdemu bezpośrednio połączonemu sąsiadowi w określonych odstępach czasu, wykorzystując dużą przepustowość i powoli dokonując zbieżności.

W protokole routingu Distance Vector, gdy trasa staje się niedostępna, wszystkie tabele routingu muszą zostać zaktualizowane o nowe informacje.

Zalety

  • Aktualizacje sieciowe są wymieniane okresowo i zawsze rozsyłane.
  • Protokół ufa informacjom o routingu otrzymywanym od sąsiednich routerów.

Wady

  • Ponieważ informacje o trasach są wymieniane okresowo, generowany jest niepotrzebny ruch, który zużywa dostępną przepustowość.

POWIĄZANE ARTYKUŁY

Protokoły routingu internetowego

Poniżej przedstawiono typy protokołów, które pomagają pakietom danych odnaleźć drogę przez Internet. Każdy z nich należy do opisanej powyżej kategorii protokołów wektora odległości, protokołu stanu łącza lub protokołu hybrydowego.

Protokół informacji o routingu (RIP)

Protokół RIP jest używany zarówno w sieciach LAN, jak i WAN i działa na warstwie aplikacji Model OSIIstnieją dwie wersje protokołu RIP:

  • RIPv1
  • RIPv2

Oryginalna wersja, RIPv1, określa ścieżki sieciowe na podstawie adresu IP docelowego i liczby przeskoków w podróży. RIPv1 komunikuje się z siecią, rozgłaszając swoją tabelę IP do wszystkich routerów podłączonych do sieci.

Protokół RIPv2 jest nieco bardziej skomplikowany, ponieważ wysyła swoją tabelę trasowania na adres multicastowy zamiast rozgłaszania.

Protokół routingu bramy wewnętrznej (IGRP)

IGRP to protokół bramy wewnętrznej oparty na wektorze odległości opracowany przez firmę CISCO. Został wprowadzony w celu pokonania ograniczeń protokołu RIP. Wykorzystuje on takie metryki, jak obciążenie, przepustowość, opóźnienie, MTU i niezawodność, a także wymienia dane routingu w ramach systemu autonomicznego.

Protokół ten jest przeznaczony do większych sieci, ponieważ nadaje co 90 sekund i obsługuje maksymalną liczbę przeskoków wynoszącą 255. Zapobiega powstawaniu pętli routingu, automatycznie aktualizując się po zmianie tras, a także może równoważyć obciążenie ruchem na ścieżkach o równych lub nierównych kosztach metryk.

Protokół routingu stanu łącza

Protokoły Link State stosują unikalne podejście do znajdowania najlepszej ścieżki routingu. W tym protokole trasa jest obliczana na podstawie prędkości ścieżki do celu i kosztu zasobów.

Tabele protokołów routingu

Protokół routingu stanu łącza utrzymuje trzy tabele podane poniżej:

  • Stół sąsiada: Tabela ta zawiera informacje wyłącznie o sąsiadach routera — na przykład o routerach, z którymi nawiązano sąsiedztwo.
  • Tabela topologii: W tabeli tej przechowywane są informacje o całej topologii — na przykład najlepsze i zapasowe trasy do konkretnej reklamowanej sieci.
  • Tabela routingu: W tej tabeli znajdują się wszystkie najlepsze trasy do reklamowanej sieci.

Zalety

  • Protokół utrzymuje oddzielne tabele dla najlepszej trasy i tras zapasowych, dzięki czemu dysponuje większą wiedzą na temat sieci niż jakikolwiek protokół routingu wektora odległości.
  • Używane są aktualizacje wyzwalane, dzięki czemu nie zużywa się niepotrzebnie przepustowości.
  • Częściowe aktualizacje są uruchamiane tylko wtedy, gdy następuje zmiana topologii, dzięki czemu nie ma konieczności wymiany całej tabeli routingu.

Protokół bramy zewnętrznej (EGP)

EGP to protokół używany do wymiany danych między hostami bram sąsiadującymi w systemach autonomicznych. Umożliwia routerom udostępnianie informacji w różnych domenach, w tym znanych routerów, adresów sieciowych, kosztów tras i urządzeń sąsiednich.

Rozszerzony protokół routingu bramy wewnętrznej (EIGRP)

EIGRP to hybrydowy protokół routingu, który łączy w sobie cechy protokołów routingu wektora odległości i stanu łącza. Trasuje te same protokoły co IGRP, wykorzystując te same metryki złożone, co IGRP, co pomaga sieci wybrać najlepszą trasę do celu.

Najpierw otwórz najkrótszą ścieżkę (OSPF)

OSPF (Open Shortest Path First) to protokół IGP oparty na stanie łącza, stworzony specjalnie dla sieci IP i wykorzystujący metodę SPF (Shorest Path First).

OSPF utrzymuje bazy danych szczegółowo opisujące otaczającą topologię sieci. Wykorzystuje algorytm Dijkstry do przeliczania ścieżek sieciowych w przypadku zmian topologii. Jest również bezpieczny, ponieważ może uwierzytelniać zmiany protokołu, zapewniając ochronę danych.

Oto kilka głównych różnic pomiędzy protokołami routingu wektora odległości i stanu łącza:

Wektor odległości Stan łącza
Protokół wektora odległości wysyła całą tablicę routingu. Protokół stanu łącza wysyła tylko informacje o stanie łącza.
Jest podatny na pętle routingu. Jest mniej podatny na pętle routingu.
Aktualizacje są czasami wysyłane za pomocą transmisji. Do aktualizacji tras wykorzystuje wyłącznie metodę multicast.
Jest prosty w konfiguracji. Trudniej jest go skonfigurować.
Nie zna topologii sieci. Zna całą topologię.
Przykłady: RIP, IGRP. Przykłady: OSPF, IS-IS.

System pośredni do systemu pośredniego (IS-IS)

IS-IS to protokół routingu firmy CISCO używany w Internecie do wysyłania Routing IP Informacja. Składa się z szeregu komponentów, w tym systemów końcowych, systemów pośrednich, obszarów i domen.

Zgodnie z protokołem IS-IS routery są zorganizowane w grupy nazywane obszarami, a obszary są grupowane w celu utworzenia domeny.

Protokół bramki granicznej (BGP)

BGP to ostatni protokół routingu na tej liście i ten, który obsługuje Internet. Jest klasyfikowany jako protokół wektora ścieżki odległości (DPVP).

Ten protokół wysyła zaktualizowane dane tabeli routera tylko po wprowadzeniu zmian. Nie ma automatycznego wykrywania zmian w topologii, co oznacza, że ​​protokół BGP należy skonfigurować ręcznie.

Jaki jest cel protokołów routingu?

Protokoły routingu są wymagane z następujących powodów:

  • Umożliwiają optymalny wybór ścieżki.
  • Oferują routing bez pętli.
  • Zapewniają szybką konwergencję.
  • Minimalizują ruch związany z aktualizacjami.
  • Są łatwe w konfiguracji.
  • Dostosowują się do zmian.
  • Są skalowalne do dużych rozmiarów.
  • Zachowują kompatybilność z istniejącymi hostami i routerami.
  • Obsługują maski podsieci o zmiennej długości.

Klasowe vs. Bezklasowe protokoły routingu

Oto główne różnice pomiędzy tymi dwiema rodzinami protokołów routingu:

Klasyczne protokoły routingu Bezklasowe protokoły routingu
Protokoły routingu klasowego nigdy nie wysyłają szczegółów maski podsieci podczas aktualizacji routingu. Protokoły routingu bezklasowego mogą wysyłać informacje o masce podsieci IP podczas aktualizacji routingu.
RIPv1 i IGRP są protokołami klasowymi, ponieważ nie obejmują informacji o masce podsieci. RIPv2, OSPF, EIGRP i IS-IS to protokoły bezklasowe, ponieważ w swoich aktualizacjach przenoszą informacje o masce podsieci.

Porównanie protokołów RIP, IGRP, OSPF i EIGRP

Poniższa tabela podsumowuje różnice między najpopularniejszymi protokołami routingu:

Udogodnienia Odpoczywaj w pokoju v1 Odpoczywaj w pokoju v2 IGRP OSPF EIGRP
Z klasą/bez klasy z klasą Bezklasowy z klasą Bezklasowy Bezklasowy
metryczny Chmiel Chmiel Kompozyt Przepustowość (koszt) Kompozyt (szerokość pasma, opóźnienie)
Okresowa aktualizacja 30 sekund 30 sekund 90 sekund żaden Brak (wyzwalane)
Adres reklamowy 255.255.255.255 224.0.0.9 255.255.255.255 224.0.0.5 / 224.0.0.6 224.0.0.10
Kategoria Wektor odległości Wektor odległości Wektor odległości Stan łącza Hybrydowy
Domyślny dystans administracyjny 120 120 100 110 90

FAQ

Protokół routowany, taki jak IP, przesyła dane użytkownika. Protokół routowany, taki jak OSPF lub RIP, nie przesyła żadnych danych — wymienia informacje o dostępności, więc routery budują tabele, które przekazują protokół routowany.

Różne protokoły używają różnych metryk. RIP wykorzystuje liczbę przeskoków, OSPF koszt przepustowości, a IGRP i EIGRP wykorzystują połączenie przepustowości, opóźnienia, obciążenia i niezawodności. Preferowana jest trasa o najniższej metryce.

Dystans administracyjny określa, jak wiarygodne jest źródło routingu, gdy kilka protokołów oferuje trasę do tej samej sieci. Wygrywa niższa wartość: EIGRP to 90, OSPF to 110, a RIP to 120.

Konwergencja to czas potrzebny wszystkim routerom na uzgodnienie topologii sieci po zmianie, takiej jak awaria łącza. Protokoły stanu łącza, takie jak OSPF, osiągają konwergencję szybciej niż protokoły wektora odległości, takie jak RIP.

System autonomiczny (AS) to grupa sieci pod jedną kontrolą administracyjną i ze wspólną polityką routingu. Protokoły wewnętrzne, takie jak OSPF, działają wewnątrz systemu autonomicznego, natomiast BGP kieruje ruchem między różnymi systemami autonomicznymi.

Nowoczesne protokoły routingu obsługują uwierzytelnianie, dzięki czemu routery akceptują aktualizacje tylko od zaufanych sąsiadów. Protokoły OSPF, EIGRP i BGP mogą używać kluczy MD5 lub SHA do blokowania fałszywych ogłoszeń o trasach, które mogłyby przechwycić lub zablokować ruch.

Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe analizują dane telemetryczne dotyczące trasowania, aby przewidywać przeciążenia, wykrywać błędne konfiguracje i sugerować optymalne ścieżki w sieciach definiowanych programowo. Mogą proaktywnie przekierowywać ruch, choć inżynierowie nadal weryfikują istotne zmiany przed wdrożeniem.

Drugi pilot GitHub Potrafi tworzyć fragmenty kodu konfiguracji routera i skrypty automatyzacji dla OSPF, EIGRP lub BGP. Zawsze należy najpierw przetestować wygenerowane polecenia w laboratorium, ponieważ błędne polecenie sieciowe może zablokować ruch na żywo.

Podsumuj ten post następująco: