Типы протоколов маршрутизации: статический, динамический, IP, CISCO

Что такое протоколы маршрутизации?

Протоколы маршрутизации — это набор определенных правил, используемых маршрутизаторами для связи между источником и пунктом назначения. Они не перемещают сами данные; они лишь обновляют таблицу маршрутизации, содержащую информацию о пути.

Протоколы маршрутизации также определяют, как маршрутизаторы взаимодействуют друг с другом, и позволяют сети выбирать маршруты между любыми двумя узлами в компьютерной сети.

Типы протоколов маршрутизации

Существует два основных типа протоколов маршрутизации сети:

• статический
• Dynamic

На приведенной ниже диаграмме показано, как протоколы маршрутизации группируются на статические и динамические категории, а также основные динамические протоколы в каждой категории:

Протоколы статической маршрутизации

Протоколы статической маршрутизации используются, когда администратор вручную назначает путь от исходной сети к целевой. Такой подход обеспечивает более высокую безопасность сети.

Преимущества

• Отсутствует нагрузка на процессор маршрутизатора.
• Нет неиспользованной полосы пропускания между ссылками.
• Добавлять маршруты может только администратор.

Недостатки

• Администратор должен знать, как подключен каждый маршрутизатор.
• Для крупных сетей это не идеальный вариант, поскольку он требует значительных временных затрат.
• При обрыве одного из каналов связи сеть отключается, что нецелесообразно в больших сетях.

Протоколы динамической маршрутизации

Динамические протоколы маршрутизации — ещё один важный тип протоколов маршрутизации. Они помогают маршрутизаторам автоматически добавлять информацию из подключенных маршрутизаторов в свои таблицы маршрутизации. Эти протоколы также отправляют обновления топологии всякий раз, когда изменяется топологическая структура сети.

Преимущества

• Проще в настройке, даже в больших сетях.
• В случае обрыва связи они могут динамически выбирать другой маршрут.
• Они помогают распределять трафик между несколькими каналами связи.

Недостатки

• Обновления передаются между маршрутизаторами, поэтому они потребляют пропускную способность.
• Протоколы маршрутизации создают дополнительную нагрузку на процессор и оперативную память маршрутизатора.

Протокол векторной маршрутизации на расстоянии (DVR)

Протоколы на основе векторов расстояний (Distance Vector) передают свою таблицу маршрутизации каждому непосредственно подключенному соседу через определенные интервалы времени, используя большой объем полосы пропускания и медленно сходясь к цели.

В протоколе маршрутизации на основе вектора расстояний (Distance Vector) при недоступности маршрута необходимо обновить все таблицы маршрутизации новой информацией.

Преимущества

• Обновления сети обмениваются периодически и постоянно транслируются.
• Протокол доверяет маршрутной информации, полученной от соседних маршрутизаторов.

Недостатки

• Поскольку обмен маршрутной информацией происходит периодически, генерируется лишний трафик, который потребляет доступную полосу пропускания.

Протоколы интернет-маршрутизации

Ниже перечислены типы протоколов, которые помогают пакетам данных перемещаться по Интернету. Каждый из них относится к описанным выше категориям: протоколы на основе вектора расстояния, протоколы на основе состояния канала или гибридные протоколы.

Протокол информации о маршрутизации (RIP)

Протокол RIP используется как в локальных, так и в глобальных сетях и работает на прикладном уровне. Модель OSIСуществует две версии RIP:

• RIPv1
• RIPv2

Исходная версия, RIPv1, определяет сетевые пути на основе IP-адреса назначения и количества переходов на пути следования. RIPv1 взаимодействует с сетью, рассылая свою таблицу IP-адресов всем маршрутизаторам, подключенным к сети.

RIPv2 немного сложнее, поскольку вместо широковещательной рассылки он отправляет свою таблицу маршрутизации на многоадресный адрес.

Протокол внутренней маршрутизации шлюзов (IGRP)

IGRP — это протокол внутренних шлюзов на основе вектора расстояний, разработанный компанией CISCO. Он был создан для преодоления ограничений RIP. В качестве метрик он использует нагрузку, пропускную способность, задержку, MTU и надежность, а обмен маршрутными данными происходит внутри автономной системы.

Этот протокол подходит для больших сетей, поскольку он отправляет широковещательные сообщения каждые 90 секунд и поддерживает максимальное количество переходов до 255. Он противостоит образованию маршрутных петель, автоматически обновляясь при изменении маршрутов, и может балансировать нагрузку трафика на путях с равной или неравной стоимостью метрики.

Протокол маршрутизации состояния канала

Протоколы состояния каналов используют уникальный подход к поиску оптимального маршрута. В этом протоколе маршрут рассчитывается на основе скорости пути к месту назначения и стоимости ресурсов.

Таблицы протоколов маршрутизации

Протокол маршрутизации на основе состояния канала связи поддерживает три таблицы, приведенные ниже:

• Соседний стол: В этой таблице содержится информация только о соседях маршрутизатора — например, о маршрутизаторах, с которыми установлено смежное соединение.
• Таблица топологии: В этой таблице хранится информация о всей топологии — например, как о наилучшем, так и о резервном маршруте к конкретной объявленной сети.
• Таблица маршрутизации: В этой таблице представлены все оптимальные маршруты к заявленной сети.

Преимущества

• Протокол поддерживает отдельные таблицы как для оптимального маршрута, так и для резервных маршрутов, поэтому он обладает более полной информацией о межсетевом взаимодействии, чем любой протокол маршрутизации на основе вектора расстояний.
• Используется система обновлений, запускаемая по триггеру, что позволяет избежать лишнего потребления полосы пропускания.
• Частичные обновления запускаются только при изменении топологии, поэтому нет необходимости заменять всю таблицу маршрутизации.

Протокол внешнего шлюза (EGP)

EGP — это протокол, используемый для обмена данными между соседними шлюзовыми хостами в автономных системах. Он позволяет маршрутизаторам обмениваться информацией между различными доменами, включая известные маршрутизаторы, сетевые адреса, стоимость маршрутов и соседние устройства.

Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (EIGRP)

EIGRP — это гибридный протокол маршрутизации, сочетающий в себе особенности протоколов маршрутизации на основе вектора расстояния и протокола маршрутизации на основе состояния канала. Он использует те же протоколы, что и IGRP, применяя те же составные метрики, что и IGRP, что помогает сети выбрать оптимальный путь к месту назначения.

Сначала откройте кратчайший путь (OSPF)

Протокол OSPF (Open Shortest Path First) — это протокол межсетевого взаимодействия на основе состояния каналов, специально разработанный для IP-сетей и использующий метод поиска кратчайшего пути (SPF).

Протокол OSPF поддерживает базы данных, подробно описывающие окружающую топологию сети. Он использует алгоритм Дейкстры для пересчета сетевых путей при изменении топологии. Он также безопасен, поскольку может аутентифицировать изменения протокола для защиты данных.

Вот некоторые из основных различий между протоколами маршрутизации на основе вектора расстояний и состояния канала связи:

Вектор расстояния	Состояние ссылки
Протокол Distance Vector отправляет всю таблицу маршрутизации.	Протокол состояния канала отправляет только информацию о состоянии канала.
Он подвержен петлям маршрутизации.	Он менее восприимчив к петлям маршрутизации.
Обновления иногда рассылаются посредством широковещательной рассылки.	Для обновления маршрутизации используется только метод многоадресной рассылки.
Это просто настроить.	Настроить его сложнее.
Оно не знает топологии сети.	Оно знает всю топологию.
Примеры: RIP, IGRP.	Примеры: OSPF, IS-IS.

Промежуточная система-промежуточная система (IS-IS)

IS-IS — это протокол маршрутизации CISCO, используемый в Интернете для отправки IP маршрутизации информация. Он состоит из ряда компонентов, включая конечные системы, промежуточные системы, области и домены.

В соответствии с протоколом IS-IS маршрутизаторы объединяются в группы, называемые областями, а несколько областей объединяются в домен.

Протокол пограничного шлюза (BGP)

BGP — последний протокол маршрутизации в этом списке, и именно он лежит в основе работы Интернета. Он относится к протоколу векторной маршрутизации на расстоянии (DPVP).

Этот протокол отправляет обновленные данные таблицы маршрутизатора только при внесении изменений. Автоматическое обнаружение изменений топологии отсутствует, что означает, что BGP необходимо настраивать вручную.

Какова цель протоколов маршрутизации?

Протоколы маршрутизации необходимы по следующим причинам:

• Они позволяют выбрать оптимальный путь.
• Они предлагают маршрутизацию без петель.
• Они обеспечивают быструю сходимость.
• Они сводят к минимуму трафик обновлений.
• Они легко настраиваются.
• Они адаптируются к изменениям.
• Они достигают больших размеров.
• Они сохраняют совместимость с существующими хостами и маршрутизаторами.
• Они поддерживают маски подсети переменной длины.

Классный против. Бесклассовые протоколы маршрутизации

Вот основные различия между этими двумя семействами протоколов маршрутизации:

Классовые протоколы маршрутизации	Бесклассовые протоколы маршрутизации
Классические протоколы маршрутизации никогда не передают информацию о маске подсети во время обновления маршрута.	Протоколы маршрутизации без классового типа могут передавать информацию о маске подсети IP-адреса во время обновления маршрутизации.
RIPv1 и IGRP являются классифицированными протоколами, поскольку они не содержат информации о маске подсети.	RIPv2, OSPF, EIGRP и IS-IS являются бесклассовыми протоколами, поскольку в своих обновлениях они передают информацию о маске подсети.

Сравнение RIP, IGRP, OSPF и EIGRP

В таблице ниже приведено краткое описание различий между наиболее распространенными протоколами маршрутизации:

Особенности	РИП v1	РИП v2	IGRP	ОСПФ	EIGRP
Классовый/Бесклассовый	Классовые	Бесклассовый	Классовые	Бесклассовый	Бесклассовый
Метрика	Хоп	Хоп	Композитный	Пропускная способность (стоимость)	Композитный сигнал (полоса пропускания, задержка)
Периодическое обновление	(30%)	(30%)	(90%)	Ничто	Нет (сработало)
Адрес для размещения рекламы	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 расстояния	Вектор расстояния	Вектор расстояния	Состояние ссылки	Гибридный
Административное расстояние по умолчанию	120	120	100	110	90

Часто задаваемые вопросы (FAQ)