Σχεδίαση Δικτύων Υπολογιστών Ενότητα 3: Ταξική και αταξική δρομολόγηση Άγγελος Μιχάλας 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 Σε αυτή την εργαστηριακή ενότητα ασχολούμαστε με την ταξική και την αταξική δρομολόγηση. 4
Περιεχόμενα ενότητας Παράδειγμα ταξικών ενημερώσεων δρομολόγησης. Πρωτόκολλο αταξικής δρομολόγησης. CIDR - Υπολογισμός της συνόψισης διαδρομών. Βιβλιογραφία. 5
Ταξική και αταξική δρομολόγηση
Παράδειγμα ταξικών ενημερώσεων δρομολόγησης (1/7) Το να χρησιμοποιούνται ταξικές IP διευθύνσεις σήμαινε ότι η μάσκα υποδικτύου μιας διεύθυνσης δικτύου θα μπορούσε να προσδιοριστεί από την τιμή της πρώτης οκτάδας, ή πιο συγκεκριμένα από τα τρία πρώτα bits της διεύθυνσης. Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης, όπως το RIPv1, χρειάζεται μόνο να διαδώσουν την διεύθυνση δικτύου γνωστών διαδρομών και δεν χρειάζεται να συμπεριλάβουν την μάσκα υποδικτύου στην ενημέρωση δρομολόγησης. 7
Παράδειγμα ταξικών ενημερώσεων δρομολόγησης (2/7) Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο δρομολογητής που λαμβάνει την ενημέρωση δρομολόγησης θα μπορούσε να προσδιορίσει τη μάσκα υποδικτύου εξετάζοντας απλά την τιμή της πρώτης οκτάδας της διεύθυνσης δικτύου, ή εφαρμόζοντας την μάσκα της διεπαφής της εισόδου του για τις υποδικτυομένες διαδρομές. Η μάσκα υποδικτύου σχετίζονταν άμεσα με τη διεύθυνση δικτύου. 8
Παράδειγμα ταξικών ενημερώσεων δρομολόγησης (3/7) Εικόνα 1. Παράδειγμα ταξικών ενημερώσεων δρομολόγησης. Πηγή: Διδάσκων (2015). 9
Παράδειγμα ταξικών ενημερώσεων δρομολόγησης (4/7) Στο παραπάνω παράδειγμα ο δρομολογητής R1 γνωρίζει ότι το υποδίκτυο 172.16.4.0 ανήκει στο ίδιο κύριο ταξικό δίκτυο με την εξερχόμενη διεπαφή. Ως εκ τούτου, στέλνει μια ενημέρωση RIP στον δρομολογητή R2 που περιέχει το υποδίκτυο 172.16.4.0. Όταν ο δρομολογητής R2 λάβει την ενημέρωση εφαρμόζει την μάσκα υποδικτύου διεπαφής που έλαβε(/24) από την ενημέρωση και προσθέτει το υποδίκτυο 172.16.4.0 στον πίνακα δρομολόγησης του. 10
Παράδειγμα ταξικών ενημερώσεων δρομολόγησης (5/7) Εικόνα 2. Παράδειγμα ταξικών ενημερώσεων δρομολόγησης (Συνέχεια). Πηγή: Διδάσκων (2015). 11
Παράδειγμα ταξικών ενημερώσεων δρομολόγησης (6/7) Στο παραπάνω παράδειγμα ο δρομολογητής R1 γνωρίζει ότι το υποδίκτυο 172.16.4.0 ανήκει στο ίδιο κύριο ταξικό δίκτυο με την εξερχόμενη διεπαφή. Ως εκ τούτου, στέλνει μια ενημέρωση RIP στον δρομολογητή R2 που περιέχει το υποδίκτυο 172.16.4.0. Όταν ο δρομολογητής R2 λάβει την ενημέρωση εφαρμόζει την μάσκα υποδικτύου διεπαφής που έλαβε (/24) από την ενημέρωση και προσθέτει το υποδίκτυο 172.16.4.0 στον πίνακα δρομολόγησης του. 12
Παράδειγμα ταξικών ενημερώσεων δρομολόγησης (7/7) Στην συνέχεια βλέπουμε ότι κατά την αποστολή ενημερώσεων στους δρομολογητές R2 και R3 συνοψίζονται τα υποδίκτυα 172.16.4.0/24, 172.16.5.0/24, 172.16.6.0/24 στο κύριο ταξικό δίκτυο 172.16.0.0. Επειδή ο δρομολογητής R3 δεν έχει κάποιο υποδίκτυο που να ανήκει στο 172.16.0.0, θα εφαρμόσει την ταξική μάσκα για ένα δίκτυο της κατηγορίας B, /16. 13
Πρωτόκολλο αταξικής δρομολόγησης (1/5) Στα πρωτόκολλα αταξικής δρομολόγησης περιλαμβάνονται τα πρωτόκολλα RIPv2, EIGRP, OSPF, IS-IS και BGP. Αυτά τα πρωτόκολλα δρομολόγησης περιλαμβάνουν τη μάσκα υποδικτύου στην διεύθυνση δικτύου στις ενημερώσεις δρομολόγησης τους. Τα πρωτόκολλα αταξικής δρομολόγησης είναι αναγκαία όταν η μάσκα υποδικτύου δεν μπορεί να θεωρηθεί ούτε να προσδιοριστεί από την τιμή της πρώτης οκτάδας. 14
Πρωτόκολλο αταξικής δρομολόγησης (2/5) Εικόνα 3. Πρωτόκολλο αταξικής δρομολόγησης. Πηγή: Διδάσκων (2015). 15
Πρωτόκολλο αταξικής δρομολόγησης (3/5) Για παράδειγμα στην τοπολογίας της παραπάνω εικόνας, τα δίκτυα 172.10.0.0/16, 172.11.0.0/16, 172.12.0.0/16 και 172.13.0.0/16 μπορούν να συνοψιστούν ως 172.10.0.0/14. Εάν ο δρομολογητής R2 του παραδείγματος στέλνει την συνοψισμένη διαδρομή 172.10.0.0 χωρίς την μάσκα υποδικτύου /14 μάσκα, ο δρομολογητής R3 ξέρει μόνο να εφαρμόσει την προεπιλεγμένη ταξική μάσκα /16. Σε ένα σενάριο ενός πρωτοκόλλου ταξικής δρομολόγησης, ο δρομολογητής R3 δεν γνωρίσει για τα δίκτυα 172.11.0.0/16, 172.12.0.0/16 και 172.13.0.0/16. 16
Πρωτόκολλο αταξικής δρομολόγησης (4/5) Σημείωση: Χρησιμοποιώντας ένα πρωτόκολλο ταξικής δρομολόγησης, ο δρομολογητής R2 μπορεί να στείλει αυτά τα επιμέρους δίκτυα χωρίς να κάνει σύνοψη, αλλά χάνονται τα οφέλη της σύνοψης. Τα πρωτόκολλα ταξικής δρομολόγησης δεν μπορούν να στείλουν διαδρομές υπερδικτύωσης επειδή δρομολογητής που θα τις λάβει θα εφαρμόσει την προεπιλεγμένη ταξική στην διεύθυνση δικτύου στην ενημέρωση δρομολόγησης. Αν τοπολογία μας περιείχε ένα πρωτόκολλο ταξικής δρομολόγησης, τότε ο δρομολογητής R3 θα εγκαταστήσει μόνο το δίκτυο 172.10.0.0/16 στον πίνακα δρομολόγησης. 17
Πρωτόκολλο αταξικής δρομολόγησης (5/5) Σημείωση: Όταν μία διαδρομή υπερδικτύωσης βρίσκεται σε έναν πίνακα δρομολόγησης, για παράδειγμα, όπως μια στατική διαδρομή, ένα πρωτόκολλο ταξικής δρομολόγησης δεν θα συμπεριλάβει αυτή την διαδρομή στις ενημερώσεις του. Με ένα πρωτόκολλο αταξικής δρομολόγησης, ο δρομολογητής R2 θα αναγγείλει το δίκτυο 172.10.0.0 μαζί με την μάσκα /14 στον δρομολογητή R3. Τότε ο δρομολογητής R3 θα είναι σε θέση να εγκαταστήσει την διαδρομή υπερδικτύωσης 172.10.0.0/14 στον πίνακα δρομολόγησης του, δίνοντας δυνατότητα πλήρους πρόσβασης στα δίκτυα 172.10.0.0/16, 172.11.0.0/16, 172.12.0.0/16 και 172.13.0.0/16. 18
CIDR - Υπολογισμός της συνόψισης διαδρομών (1/6) Η παρακάτω τοπολογία παρουσιάζει μία ενιαία στατική διαδρομή με τη διεύθυνση 172.10.0.0 και την μάσκα 255.248.0.0 που συνοψίζει όλα τα ταξικά δίκτυα από το 172.10.0.0/16 έως το 172.17.0.0/16. Μολονότι τα δίκτυα 172.16.0.0/16 και 172.17.0.0/16 δεν εμφανίζονται στην εικόνα 1.8 περιλαμβάνονται στην σύνοψη διαδρομής. Παρατηρείται ότι η μάσκα /13(255.248.0.0) είναι μικρότερη από την προεπιλεγμένη ταξική μάσκα /16(255.255.0.0). Σημείωση: Σας υπενθυμίζουμε ότι η υπερδικτύωση είναι πάντα μια σύνοψη της διαδρομής, αλλά μια σύνοψη της διαδρομής δεν είναι πάντα μια υπερδικτύωση. 19
CIDR - Υπολογισμός της συνόψισης διαδρομών (2/6) Εικόνα 4. Υπολογισμός της συνόψισης διαδρομών. Πηγή: Διδάσκων (2015). 20
CIDR - Υπολογισμός της συνόψισης διαδρομών (3/6) Η συνόψιση δικτύων σε μια ενιαία διεύθυνση και μια μάσκα μπορεί να γίνει σε τρία στάδια. Ας δούμε τα εξής τέσσερα δίκτυα του παραδείγματος: 172.20.0.0/16 172.21.0.0/16 172.22.0.0/16 172.23.0.0/16 21
CIDR - Υπολογισμός της συνόψισης διαδρομών (4/6) Βήμα 1: Εκφράζουμε τη λίστα με τα δίκτυα, σε δυαδική μορφή. Βήμα 2: Βρίσκουμε τους ταιριαστούς αρθμούς των αριστερών bits και προσδιορίζουμε τη μάσκα. Αν για παράδειγμα ταιριάζουν 14 bits, τότε έχουμε /14 ή 255.252.0.0. Βήμα 3: Αντιγράφουμε τα bits που ταιράζουν και προσθέτουμε μηδενικά ώστε να προσδιορίσουμε τη διεύθυνση δικτύου. Στη συνέχεια αναλύονται τα εν λόγω βήματα. 22
CIDR - Υπολογισμός της συνόψισης διαδρομών (5/6) Το πρώτο βήμα να γίνει μια λίστα με τα δίκτυα σε δυαδική μορφή. Το σχήμα δείχνει τα τέσσερα δίκτυα σε δυαδική. Το δεύτερο βήμα είναι να βρούμε τους ταιριαστούς αριθμούς(0 ή 1)των αριστερότερων bits για τον προσδιορισμό της μάσκας για την σύνοψη διαδρομής. Μπορείτε να δείτε στην εικόνα 1.9 ότι τα πρώτα 14 αριστερότερα bits ταιριάζουν. Αυτό είναι το πρόθεμα ή μάσκα υποδικτύου, για την συνοψισμένη διαδρομή: /14 ή 255.252.0.0. 23
CIDR - Υπολογισμός της συνόψισης διαδρομών (6/6) Το τρίτο βήμα είναι να αντιγραφούν τα ταιριαστά bits και στη συνέχεια να προστεθούν μηδενικά bits για να προσδιοριστεί η συνοψισμένη διεύθυνση δικτύου. Το σχήμα δείχνει ότι τα ταιριαστά ψηφία που ακολουθούνται από μηδενικά καταλήγουν στην διεύθυνση δικτύου 172.20.0.0. Τα τέσσερα δίκτυα 172.20.0.0/16, 172.21.0.0/16, 172.22.0.0/16 και 172.23.0.0/16 μπορούν να συνοψιστούν στην ενιαία διεύθυνση δικτύου και το πρόθεμα 172.20.0.0/14. 24
Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Άγγελος Μιχάλας. «Σχεδίαση Δικτύων Υπολογιστών». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 25
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. 26
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. 27
Βιβλιογραφία 1. CCNA αυτοδιδασκαλία: Διασύνδεση συσκευών δικτύου CISCO (ICND), (Επιμέλεια) Steve Mc Querry. 2. Σχεδιασμός και υλοποίηση δικτύων, Σπύρος Δ. Αρσένης. 3. Δίκτυα υπολογιστών: Μία προσέγγιση από τη σκοπιά των συστημάτων, larry L. Peterson, Bruce S. Davie. 4. Διαδίκτυα με TCP/IP: Αρχές, πρωτόκολλα και αρχιτεκτονικές, Douglas E. Comer. 28
Τέλος Ενότητας