Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι Ενότητα 8: Διαχείριση φόρτου Νικολάου Σπύρος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3
Σκοποί ενότητας Αυτή η εργαστηριακή ενότητα πραγματεύεται ζητήματα σχετικά με τη διαχείριση φόρτου. 4
Περιεχόμενα ενότητας Εξισορρόπηση φόρτου γραμμής. Πολλαπλές πηγές δρομολόγησης. Διοικητική απόσταση. Βιβλιογραφία. 5
Διαχείριση φόρτου
Εξισορρόπηση φόρτου γραμμής (1/5) Τα μεμονωμένα πρωτόκολλα δρομολόγησης χρησιμοποιούν τις μετρικές για να προσδιορίσουν την καλύτερη διαδρομή για να φτάσουμε στα απομακρυσμένα δίκτυα. Αλλά τι συμβαίνει όταν δύο ή περισσότερες διαδρομές με τον ίδιο προορισμό έχουν τις ίδιες μετρικές τιμές; Πώς θα αποφασίσει ο δρομολογητής ποιο μονοπάτι θα χρησιμοποιήσει για την προώθηση των πακέτων; 7
Εξισορρόπηση φόρτου γραμμής (2/5) Στην περίπτωση αυτή, ο δρομολογητής δεν θα επιλέξει μόνο μία διαδρομή. Αντ 'αυτού, ο δρομολογητής θα εξισορροπήσει το φορτία της γραμμής αυτών των μονοπατιών ίσου μετρικού κόστους. Τα πακέτα προωθούνται χρησιμοποιώντας όλες τις διαδρομές ίσου κόστους. 8
Εξισορρόπηση φόρτου γραμμής (3/5) Εξισορρόπηση του φορτίου της γραμμής είναι σε ισχύ, εάν δύο ή περισσότερες διαδρομές συνδέονται με τον ίδιο προορισμό. Σημείωση: Εξισορρόπηση του φορτίου της γραμμής μπορεί να γίνει είτε ανά πακέτο ή ανά προορισμό. 9
Εξισορρόπηση φόρτου γραμμής (4/5) Εικόνα 1: Η τοπολογία. Πηγή: Διδάσκων (2015). 10
Εξισορρόπηση φόρτου γραμμής (5/5) Στην παραπάνω τοπολογία, ο δρομολογητής R2 για να στείλει πακέτο στον PC5 εξισορροπεί την κυκλοφορία του φορτίου της γραμμής μέσω δυο μονοπατιών ίσου κόστους Με την εντολή Show ip route αποκαλύπτει ότι το δίκτυο προορισμού 172.16.5.0 είναι διαθέσιμο μέσω της 172.16.2.1(σειριακή 2/0) και της 172.16.4.1(σειριακή 3/0). R 172.16.5.0/24 [120/1] via 172.16.2.1, 00:00:25, Serial2/0 [120/1] via 172.16.4.1, 00:00:27, Serial3/0 11
Πολλαπλές πηγές δρομολόγησης (1/5) Γνωρίζουμε ότι οι δρομολογητές ενημερώνονται για παρακείμενα δίκτυα που συνδέονται άμεσα και για τα απομακρυσμένα δίκτυα χρησιμοποιώντας στατικές διαδρομές και πρωτόκολλα δυναμικής δρομολόγησης. Στην πραγματικότητα, ένας δρομολογητής μπορεί να μάθει για μια διαδρομή του ίδιου δικτύου από περισσότερες από μία πηγές. 12
Πολλαπλές πηγές δρομολόγησης (2/5) Για παράδειγμα, μια στατική διαδρομή μπορεί να έχει ρυθμιστεί για την ίδια μάσκα δικτύου / μάσκα υποδικτύου στην οποία έμαθε δυναμικά με ένα πρωτόκολλο δυναμικής δρομολόγησης όπως το RIP (Routing Information Protocol). Ο δρομολογητής πρέπει να επιλέξει ποια διαδρομή θα εγκαταστήσει. 13
Πολλαπλές πηγές δρομολόγησης Σημείωση: (3/5) Ίσως να αναρωτιέστε για τις διαδρομές ίδιου κόστους. Οι πολλαπλές διαδρομές του ιδίου δικτύου μπορεί να εγκατασταθούν μόνο όταν προέρχονται από την ίδια πηγή δρομολόγησης. Για παράδειγμα, για την εγκατάσταση διαδρομών ιδίου κόστους θα πρέπει και οι δύο να είναι στατικές διαδρομές ή και οι δύο να είναι RIP διαδρομές. 14
Πολλαπλές πηγές δρομολόγησης (4/5) Μπορεί να μην είναι τόσο συνηθισμένο αλλά μπορούν να αναπτυχτούν παραπάνω από ένα πρωτόκολλα δυναμικής δρομολόγησης στο ίδιο δίκτυο. Σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να είναι αναγκαίο να δρομολογήσετε την ίδια διεύθυνση δικτύου χρησιμοποιώντας πολλαπλά πρωτόκολλα δρομολόγησης όπως το RIP και το OSPF (Open Shortest Path First). 15
Πολλαπλές πηγές δρομολόγησης (5/5) Δεν μπορούμε να συγκρίνουμε μετρικές για τον προσδιορισμό του καλύτερου μονοπατιού όταν έχουμε να κάνουμε με διαφορετικά πρωτόκολλα δρομολόγησης καθώς τα διαφορετικά πρωτόκολλα δρομολόγησης χρησιμοποιούν διαφορετικές μετρικές, πχ. το πρωτόκολλο RIP χρησιμοποιεί μετρητή αλμάτων και OSPF χρησιμοποιεί το εύρος. 16
Διοικητική απόσταση (1/14) Η διοικητική απόσταση (AD) καθορίζει την σειρά προτίμησης μίας πηγής δρομολόγησης. Κάθε πηγή δρομολόγησης, συμπεριλαμβανομένων των ειδικών πρωτοκόλλων δρομολόγησης, των στατικών διαδρομών, ακόμη και των άμεσα συνδεδεμένων δικτύων, μπαίνει σε σειρά προτεραιότητας από την περισσότερο στην λιγότερο προτιμητέα με βάση την τιμή διοικητικής απόστασης. 17
Διοικητική απόσταση (2/14) Οι δρομολογητές Cisco όταν ενημερωθούν ότι για το ίδιο δίκτυο προορισμού υπάρχουν δύο ή και περισσότερες διαφορετικές πηγές δρομολόγησης, τότε χρησιμοποιούν τα χαρακτηριστική της διοικητικής απόστασης για να επιλέξουν το καλύτερο μονοπάτι. Η διοικητική απόσταση είναι ένας ακέραιος αριθμός από το 0 έως το 255. Όσο μικρότερη είναι η τιμή της τόσο περισσότερο προτιμάται είναι η πηγή διαδρομής. 18
Διοικητική απόσταση (3/14) Μια διοικητική απόσταση 0 δεν είναι προτιμητέα. Μόνο ένα απευθείας συνδεδεμένο δίκτυο έχει την τιμή διοικητικής απόσταση 0, και αυτό δεν μπορεί να αλλάξει. Μπορούμε να τροποποιήσουμε την διοικητική απόσταση για τις στατικές διαδρομές και τα πρωτόκολλα δυναμικής δρομολόγησης. 19
Διοικητική απόσταση (4/14) Όταν μια διοικητική απόσταση έχει την τιμή 255 αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα ο δρομολογητής να μην εμπιστευτεί την πηγή αυτής της διαδρομής και να μην την εγκαταστήσει στον πίνακα δρομολόγησης. Σημείωση: Τον όρο αξιοπιστία τον χρησιμοποιούμε συνήθως όταν προσδιορίζουμε την διοικητική απόσταση. Όσο μικρότερη είναι η τιμή της διοικητικής απόστασης τόσο πιο αξιόπιστη είναι η διαδρομή. 20
Διοικητική απόσταση (5/14) R2#show ip route C 172.16.1.0/24 is directly connected, FastFthernet 0/0 C 172.16.2.0/24 is directly connected, Serial 2/0 D 172.16.3.0/24 [90/2172416] via 172.16.2.1, 00:00:24. Serial 2/0 C 172.16.4.0/24 is directly connected, Serial 3/0 D 172.16.5.0/24 [90/2172416] via 172.16.2.1, 00:00:24, serial 2/0 R 172.16.6.0/24 [120/1] via 172.16.4.1, 00:00:08, serial 3/0 R 172.16.7.0/24 [120/1] via 172.16.4.1, 00:00:08, serial 3/0 R 172.16.8.0/24 [120/2] via 172.16.4.1, 00:00:08, serial 3/0 21
Διοικητική απόσταση (6/14) Η τιμή της διοικητικής απόστασης(ad) είναι η πρώτη τιμή στης παρένθεσης μιας καταχώρησης του πίνακα δρομολόγησης. Ο δρομολογητής R2 έχει μια διαδρομή για το δίκτυο 192.168.6.0/24 με τιμή διοικητικής απόστασης 90. D 172.16.5.0/24 [ 90/2172416 ] via 172.16.2.1, 00:00:24, Serial2/0 22
Διοικητική απόσταση (7/14) Ο δρομολογητής R2 τρέχει τα πρωτόκολλα δρομολόγησης RIP και EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol). Θυμηθείτε ότι δεν συνηθίζεται οι δρομολογητές να τρέχουν πολλαπλά πρωτόκολλα δυναμικής δρομολόγησης, αλλά θα τα χρησιμοποιήσουμε έτσι αυτή την φορά για να δούμε πώς λειτουργεί η διοικητική απόσταση. Ο δρομολογητής R2 έχει ενημερωθεί για την διαδρομή 172.16.5.0/24 από τον δρομολογητή R1 με την βοήθεια των ενημερώσεων του πρωτοκόλλου EIGRP και από τον δρομολογητή R3 με την βοήθεια των ενημερώσεων του πρωτοκόλλου RIP. 23
Διοικητική απόσταση (8/14) Το πρωτόκολλο RIP έχει τιμή διοικητικής απόστασης 120, αλλά το πρωτόκολλο EIGRP έχει μικρότερη τιμή διοικητικής απόστασης 90. Έτσι, ο δρομολογητής R2 προσθέτει στον πίνακα δρομολόγησης του την διαδρομή που έμαθε από την χρήση του πρωτοκόλλου EIGRP και προωθεί όλα τα πακέτα που προορίζονται για το δίκτυο 172.16.5.0/24 μέσω του δρομολογητή R1. 24
Διοικητική απόσταση (9/14) Τι θα συμβεί εάν δεν είναι διαθέσιμη η σύνδεση με τον δρομολογητή R1; Τότε, ο δρομολογητής R2 δεν θα έχει κάποια διαδρομή για το 172.16.5.0. Στην πραγματικότητα, ο R2 έχει αποθηκευμένη ακόμα στην βάση δεδομένων του πρωτοκόλλου RIP την πληροφορία διαδρομής για το 172.16.5.0. 25
Διοικητική απόσταση (10/14) Αυτό μπορεί να επαληθευτεί με την εντολή show ip rip database. Αυτή η εντολή εμφανίζει όλες τις διαδρομές που ενημερώθηκε ο δρομολογητής R2 από το πρωτόκολλο RIP, ακόμα και αν οι διαδρομές του RIP δεν έχουν εγκατασταθεί στον πίνακα δρομολόγησης του δρομολογητή R2. Η τιμή της διοικητικής απόστασης επίσης μπορεί να επαληθευτεί χρησιμοποιώντας την εντολή show ip protocols. Αυτή η εντολή εμφανίζει όλες τις πληροφορίες σχετικά τα πρωτόκολλα δρομολόγησης που δουλεύουν στον δρομολογητή. 26
Διοικητική απόσταση (11/14) Όπως ήδη γνωρίζετε, οι στατικές διαδρομές εισάγονται στον πίνακα δρομολόγησης από έναν διαχειριστή που επιθυμεί να ρυθμίσει χειροκίνητα(όχι αυτόματα) την καλύτερη διαδρομή για τον προορισμό. Για το λόγο αυτό οι στατικές διαδρομές έχουν μια προκαθορισμένη τιμή διοικητικής απόστασης που είναι ο αριθμός 1. 27
Διοικητική απόσταση (12/14) Αυτό σημαίνει ότι μετά από τα απευθείας συνδεδεμένα δίκτυα που έχουν ως προεπιλεγμένη τιμή διοικητική απόστασης την τιμή 0, οι στατικές διαδρομές είναι η επόμενη προτιμώμενη πηγή διαδρομής. Υπάρχουν περιπτώσεις οπού ένας διαχειριστής θα ρυθμίσει μια στατική διαδρομή για τον ίδιο προορισμό που ενημερώθηκε χρησιμοποιώντας ένα πρωτόκολλο δυναμικής δρομολόγησης, αλλά θα χρησιμοποιήσει ένα διαφορετικό μονοπάτι. 28
Διοικητική απόσταση (13/14) Η στατική διαδρομή θα ρυθμιστεί με μια τιμή διοικητικής απόστασης μεγαλύτερη από εκείνη του πρωτοκόλλου δρομολόγησης. Εάν υπάρχει μια αποτυχία σύνδεσης στο μονοπάτι που χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο δυναμικής δρομολόγησης, τότε η διαδρομή που εισάχθηκε στον πίνακα δρομολόγησης από το πρωτόκολλο δρομολόγησης αφαιρείται. Η στατική διαδρομή τότε θα γίνει η μοναδική πηγή και θα προστεθεί αυτόματα στον πίνακα δρομολόγησης. 29
Διοικητική απόσταση (14/14) Μια στατική διαδρομή που χρησιμοποιεί είτε μια IP διεύθυνση επόμενης άλματος είτε μια διεπαφή εξόδου έχει μια προεπιλεγμένη τιμή διοικητικής απόστασης την τιμή 1. Ωστόσο, η τιμή διοικητικής απόστασης δεν αναγράφεται στην εντολή show ip route όταν ρυθμίζουμε μια στατική διαδρομή με τη προκαθορισμένη διεπαφή εξόδου. Όταν μια στατική διαδρομή ρυθμίζεται με μια διεπαφή εξόδου, το μήνυμα εξόδου της εντολής show ip route εμφανίζει το δίκτυο ως απευθείας συνδεδεμένο μέσω αυτής της διεπαφής. 30
Βιβλιογραφία 1. CCNA αυτοδιδασκαλία: Διασύνδεση συσκευών δικτύου Cisco (ICND), (Επιμέλεια) Steve McQuerry. 2. Δίκτυα υπολογιστών: Το πρώτο βώμα, Wendell Odom. 3. Ασκήσεις προσομοίωσης δικτύων, Emad Aboelela. 4. Εργαστηριακά μαθήματα στα δίκτυα και διαδίκτυα υπολογιστών, Βασίλειος Τσαουσίδης, Ελευθέριος Μαμάτας, Ιωάννης Ψαρράς, Ευστράτιος Κοσμίδης, Στυλιανός Δημητρίου. 31
Τέλος Ενότητας
Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Νικολάου Σπύρος. «Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 33
Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 34
Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 35
Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφίες. Βιβλιογραφικές Πηγές. 36