Типи протоколів маршрутизації: статичний, динамічний, IP, CISCO

Автор: Брайс Лео Брайс Лео
Hours оновлений

⚡ Розумний підсумок

Протоколи маршрутизації – це правила, які маршрутизатори використовують для обміну інформацією про досяжність та побудови таблиць маршрутизації, дозволяючи пакетам проходити найкращим шляхом через мережі через статичні маршрути або динамічні вектори відстані, стан каналу та гібридні методи, такі як RIP, OSPF та BGP.

  • 🧭 Визначення: Протоколи маршрутизації оновлюють таблиці маршрутизації, щоб маршрутизатори узгоджували, як дістатися до кожного пункту призначення.
  • 🗺️ Статичний проти динамічного: Статичні маршрути встановлюються вручну, тоді як динамічні протоколи адаптуються автоматично, коли змінюються посилання.
  • 📡 Вектор відстані: RIP та IGRP анонсують свої повні таблиці маршрутизації сусідам за таймером.
  • 💡 Стан посилання: OSPF та IS-IS відображають всю топологію та виконують обчислення найкоротшого шляху.
  • 🌍 Зовнішня маршрутизація: BGP з'єднує автономні системи та забезпечує доступність глобальної мережі Інтернет.
  • 🤖 Допомога AI: Інструменти штучного інтелекту аналізують телеметрію маршрутизації, щоб прогнозувати перевантаження та виявляти неправильні конфігурації.
Детальніше

Типи протоколів маршрутизації в мережах

Що таке протоколи маршрутизації?

Протоколи маршрутизації – це набір визначених правил, що використовуються маршрутизаторами для зв'язку між джерелом і пунктом призначення. Вони не переміщують самі дані; вони лише оновлюють таблицю маршрутизації, яка містить інформацію про шлях.

Протоколи маршрутизації також визначають, як маршрутизатори взаємодіють один з одним, і дозволяють мережі вибирати маршрути між будь-якими двома вузлами в комп'ютерній мережі.

Типи протоколів маршрутизації

Існує два основних типи протоколів мережевої маршрутизації:

  • Статичний
  • Dynamic

На діаграмі нижче показано, як протоколи маршрутизації групуються на статичні та динамічні категорії, а також основні динамічні протоколи кожного типу:

Класифікація статичних та динамічних протоколів маршрутизації, включаючи RIP, IGRP, OSPF, EIGRP та BGP

Статичні протоколи маршрутизації

Статичні протоколи маршрутизації використовуються, коли адміністратор вручну призначає шлях від мережі джерела до мережі призначення. Такий підхід забезпечує більшу безпеку мережі.

Переваги

  • Відсутність накладних витрат на процесор маршрутизатора.
  • Немає невикористаної пропускної здатності між посиланнями.
  • Тільки адміністратор може додавати маршрути.

Недоліки

  • Адміністратор повинен знати, як підключений кожен маршрутизатор.
  • Це не ідеальний варіант для великих мереж, оскільки він вимагає багато часу.
  • Щоразу, коли з'єднання виходить з ладу, мережа виходить з ладу, що неможливо у великих мережах.

Протоколи динамічної маршрутизації

Динамічні протоколи маршрутизації – це ще один важливий тип протоколів маршрутизації. Вони допомагають маршрутизаторам автоматично додавати інформацію з підключених маршрутизаторів до своїх таблиць маршрутизації. Ці протоколи також надсилають оновлення топології щоразу, коли змінюється топологічна структура мережі.

Переваги

  • Легше налаштувати, навіть у великих мережах.
  • Вони можуть динамічно вибирати інший маршрут, якщо посилання вийде з ладу.
  • Вони допомагають вам розподілити трафік між кількома посиланнями.

Недоліки

  • Оновлення передаються між маршрутизаторами, тому вони споживають пропускну здатність.
  • Протоколи маршрутизації створюють додаткове навантаження на процесор і оперативну пам'ять маршрутизатора.

Протокол дистанційної векторної маршрутизації (DVR)

Протоколи вектора відстані анонсують свою таблицю маршрутизації кожному безпосередньо підключеному сусіду через певні інтервали часу, використовуючи велику пропускну здатність та повільно збіжаючись.

У протоколі маршрутизації Distance Vector, коли маршрут стає недоступним, усі таблиці маршрутизації необхідно оновити новою інформацією.

Переваги

  • Оновлення мережі періодично обмінюються та завжди транслюються.
  • Протокол довіряє маршрутній інформації, отриманій від сусідніх маршрутизаторів.

Недоліки

  • Оскільки маршрутна інформація обмінюється періодично, генерується непотрібний трафік, який споживає доступну пропускну здатність.

СТАТТІ ПО ТЕМІ

Протоколи маршрутизації Інтернету

Нижче наведено типи протоколів, які допомагають пакетам даних знаходити свій шлях через Інтернет. Кожен з них належить до категорії вектора відстані, стану каналу або гібридної категорії, описаної вище.

Протокол інформації про маршрутизацію (RIP)

RIP використовується як у локальних, так і в глобальних мережах, і він працює на прикладному рівні... Модель OSIІснує дві версії RIP:

  • RIPv1
  • RIPv2

Оригінальна версія, RIPv1, визначає мережеві шляхи на основі IP-адреси призначення та кількості переходів у процесі подорожі. RIPv1 взаємодіє з мережею, транслюючи свою таблицю IP-адрес усім маршрутизаторам, підключеним до мережі.

RIPv2 трохи складніший, оскільки він надсилає свою таблицю маршрутизації на адресу багатоадресної розсилки замість широкомовної розсилки.

Протокол маршрутизації внутрішнього шлюзу (IGRP)

IGRP — це протокол внутрішнього шлюзу з вектором відстані, розроблений CISCO. Він був запроваджений для подолання обмежень RIP. Він використовує такі метрики, як навантаження, пропускна здатність, затримка, MTU та надійність, а також обмін даними маршрутизації всередині автономної системи.

Цей протокол підходить для великих мереж, оскільки він розсилає дані кожні 90 секунд і підтримує максимальну кількість переходів 255. Він протистоїть петлям маршрутизації, автоматично оновлюючись при зміні маршрутів, і може балансувати навантаження трафіку між шляхами з однаковою або нерівною вартістю метрик.

Протокол маршрутизації стану посилання

Протоколи стану з’єднання використовують унікальний підхід до пошуку найкращого шляху маршрутизації. У цьому протоколі маршрут розраховується на основі швидкості шляху до пункту призначення та вартості ресурсів.

Таблиці протоколів маршрутизації

Протокол маршрутизації стану каналу підтримує три таблиці, наведені нижче:

  • Таблиця сусідів: Ця таблиця містить інформацію лише про сусідів маршрутизатора, наприклад, про маршрутизатори, з якими сформовано суміжність.
  • Таблиця топології: У цій таблиці зберігається інформація про всю топологію — наприклад, як найкращий, так і резервний маршрути до певної оголошеної мережі.
  • Таблиця маршрутизації: Ця таблиця містить усі найкращі маршрути до рекламованої мережі.

Переваги

  • Протокол підтримує окремі таблиці як для найкращого маршруту, так і для резервних маршрутів, тому він має більше знань про міжмережеву мережу, ніж будь-який протокол маршрутизації на основі вектора відстані.
  • Використовуються тригерні оновлення, тому не споживається зайва пропускна здатність.
  • Часткові оновлення запускаються лише тоді, коли відбувається зміна топології, тому не потрібно обмінювати всю таблицю маршрутизації.

Протокол зовнішнього шлюзу (EGP)

EGP – це протокол, який використовується для обміну даними між шлюзовими хостами, що є сусідами в автономних системах. Він дозволяє маршрутизаторам обмінюватися інформацією між різними доменами, включаючи відомі маршрутизатори, мережеві адреси, вартість маршрутів та сусідні пристрої.

Розширений внутрішній протокол маршрутизації шлюзу (EIGRP)

EIGRP — це гібридний протокол маршрутизації, який поєднує в собі функції протоколів маршрутизації на основі вектора відстані та стану каналу. Він маршрутизує ті ж протоколи, що й IGRP, використовуючи ті ж складені метрики, що й IGRP, що допомагає мережі вибрати найкращий шлях до пункту призначення.

Спочатку відкрити найкоротший шлях (OSPF)

Open Shortest Path First (OSPF) – це IGP на основі стану каналу, спеціально розроблений для IP-мереж, що використовує метод SPF (Shortest Path First).

OSPF підтримує бази даних, що детально описують топологію мережі. Він використовує алгоритм Дейкстри для визначення найкоротшого шляху для перерахунку мережевих шляхів у разі зміни топології. Він також безпечний, оскільки може автентифікувати зміни протоколу для захисту даних.

Ось деякі основні відмінності між протоколами маршрутизації на основі вектора відстані та стану каналу:

Вектор відстані Стан зв’язку
Протокол Distance Vector надсилає всю таблицю маршрутизації. Протокол стану зв’язку надсилає лише інформацію про стан зв’язку.
Він чутливий до петель маршрутизації. Він менш сприйнятливий до петель маршрутизації.
Оновлення іноді надсилаються за допомогою трансляції. Він використовує лише метод багатоадресної розсилки для маршрутизації оновлень.
Його легко налаштувати. Його складніше налаштувати.
Він не знає топології мережі. Він знає всю топологію.
Приклади: RIP, IGRP. Приклади: OSPF, IS-IS.

Проміжна система-проміжна система (IS-IS)

IS-IS – це протокол маршрутизації CISCO, який використовується в Інтернеті для надсилання IP-маршрутизація інформації. Він складається з ряду компонентів, включаючи кінцеві системи, проміжні системи, області та домени.

Згідно з протоколом IS-IS, маршрутизатори організовані в групи, які називаються областями, а кілька областей групуються для формування домену.

Протокол прикордонного шлюзу (BGP)

BGP – це останній протокол маршрутизації у цьому списку, і той, який керує Інтернетом. Він класифікується як протокол вектора шляху відстані (DPVP).

Цей протокол надсилає оновлені дані таблиці маршрутизаторів лише тоді, коли вносяться зміни. Автоматичного виявлення змін топології не відбувається, а це означає, що BGP потрібно налаштовувати вручну.

Яке призначення протоколів маршрутизації?

Протоколи маршрутизації потрібні з таких причин:

  • Вони дозволяють вибрати оптимальний шлях.
  • Вони пропонують маршрутизацію без петель.
  • Вони забезпечують швидку конвергенцію.
  • Вони мінімізують трафік оновлень.
  • Їх легко налаштувати.
  • Вони адаптуються до змін.
  • Вони масштабуються до великих розмірів.
  • Вони залишаються сумісними з існуючими хостами та маршрутизаторами.
  • Вони підтримують маски підмережі змінної довжини.

Класний проти Протоколи безкласової маршрутизації

Ось основні відмінності між цими двома сімействами протоколів маршрутизації:

Протоколи класової маршрутизації Протоколи безкласової маршрутизації
Класові протоколи маршрутизації ніколи не надсилають деталі маски підмережі під час оновлень маршрутизації. Безкласові протоколи маршрутизації можуть надсилати інформацію про маску підмережі IP під час оновлень маршрутизації.
RIPv1 та IGRP є класовими протоколами, оскільки вони не містять інформації про маску підмережі. RIPv2, OSPF, EIGRP та IS-IS є безкласовими протоколами, оскільки вони містять інформацію про маску підмережі у своїх оновленнях.

Порівняння RIP, IGRP, OSPF та EIGRP

У таблиці нижче підсумовано, чим відрізняються найпоширеніші протоколи маршрутизації:

Функції RIP версії 1 RIP версії 2 IGRP ОСПФ EIGRP
Класовий/Безкласовий Класний Безкласовий Класний Безкласовий Безкласовий
Metric Хоп Хоп Composite Пропускна здатність (вартість) Композитний (смуга пропускання, затримка)
Періодичне оновлення 30 секунд: 30 секунд: 90 секунд: ніхто Немає (спрацьовано)
Адреса для реклами 255.255.255.255 224.0.0.9 255.255.255.255 224.0.0.5 / 224.0.0.6 224.0.0.10
Категорія Вектор відстані Вектор відстані Вектор відстані Стан зв’язку гібрид
Адміністративна відстань за замовчуванням 120 120 100 110 90

Поширені запитання

Маршрутизований протокол, такий як IP, передає дані користувача. Протокол маршрутизації, такий як OSPF або RIP, не передає жодних даних — він обмінюється інформацією про досяжність, тому маршрутизатори створюють таблиці, які пересилають маршрутизований протокол.

Різні протоколи використовують різні метрики. RIP використовує кількість стрибків, OSPF використовує вартість, що залежить від пропускної здатності, а IGRP та EIGRP використовують сукупність таких показників, як пропускна здатність, затримка, навантаження та надійність. Перевага надається маршруту з найнижчою метрикою.

Адміністративна відстань оцінює надійність джерела маршрутизації, коли кілька протоколів пропонують маршрут до однієї мережі. Перемагає менше значення: EIGRP — 90, OSPF — 110, а RIP — 120.

Конвергенція – це час, який потрібен кожному маршрутизатору для узгодження топології мережі після зміни, наприклад, після збою з'єднання. Протоколи стану з'єднання, такі як OSPF, збігаються швидше, ніж протоколи вектора відстані, такі як RIP.

Автономна система (AS) – це група мереж під одним адміністративним контролем із спільною політикою маршрутизації. Внутрішні протоколи, такі як OSPF, працюють всередині AS, тоді як BGP маршрутизує трафік між різними автономними системами.

Сучасні протоколи маршрутизації підтримують автентифікацію, тому маршрутизатори приймають оновлення лише від довірених сусідів. OSPF, EIGRP та BGP можуть використовувати ключі MD5 або SHA для блокування підроблених оголошень маршрутів, які можуть захопити або викрити трафік.

Штучний інтелект та машинне навчання аналізують телеметрію маршрутизації, щоб прогнозувати перевантаження, виявляти неправильні конфігурації та пропонувати оптимальні шляхи в програмно-визначених мережах. Вони можуть проактивно перенаправляти трафік, хоча інженери все одно переглядають основні зміни перед впровадженням.

Копілот GitHub може створювати фрагменти конфігурації маршрутизатора та сценарії автоматизації для OSPF, EIGRP або BGP. Завжди спочатку тестуйте згенеровані команди в лабораторії, оскільки неправильний оператор мережі може призвести до порушення роботи трафіку.

Підсумуйте цей пост за допомогою: