Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι Ενότητα 6: Δρομολόγηση (Μέρος 2) 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 Η ενότητα αυτή πραγματεύεται ζητήματα σχετικά με τη δρομολόγηση. 4
Περιεχόμενα ενότητας Πρωτόκολλα αταξικής δρομολόγησης. Σύγκλιση. Μετρικές και Παράμετροι μετρικών. Το πλαίσιο μετρικής του πίνακα δρομολόγησης. Άμεσα συνδεδεμένα δίκτυα. Βιβλιογραφία. 5
Δρομολόγηση (Μέρος 2)
Πρωτόκολλα αταξικής δρομολόγησης (1/2) Τα πρωτόκολλα αταξικής δρομολόγησης περιλαμβάνουν την μάσκα υποδικτύου με την διεύθυνση δικτύου στην ενημέρωση δρομολόγησης. Τα σημερινά δίκτυα δεν κατανέμονται βάση κατηγοριών και η μάσκα υποδικτύου δεν μπορεί να προσδιοριστεί από την αξία της πρώτης οκτάδας. 7
Πρωτόκολλα αταξικής δρομολόγησης (2/2) Τα πρωτόκολλα αταξικής δρομολόγησης απαιτούνται στα περισσότερα σημερινά δίκτυα γιατί υποστηρίζουν (VLSM) μάσκες υποδικτύου μεταβλητού μήκους, discontiguous δίκτυα και άλλα. Τα πρωτόκολλα αταξικής δρομολόγησης είναι το RIPv2 (Routing Information Protocol), το EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol), το OSPF (open shortest path first), το IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) και το BGP (Border Gateway Protocol). 8
Σύγκλιση (1/3) Σύγκλιση συμβαίνει όταν όλοι οι πίνακες δρομολόγησης των δρομολογητών είναι σε κατάσταση συνοχής. Το δίκτυο συγκλίνει όταν όλοι οι δρομολογητές έχουν πλήρης και ακριβής πληροφορίες για το δίκτυο. Χρόνος σύγκλισης είναι το χρονικό διάστημα που χρειάζονται οι δρομολογητές για να μοιραστούν πληροφορίες, να υπολογίσουν ποιο είναι το καλύτερο μονοπάτι, και να ενημερώσουν τους πίνακες δρομολόγησης τους. 9
Σύγκλιση (2/3) Ένα δίκτυο δεν θεωρείτε πλήρως λειτουργικό μέχρι το δίκτυο να συγκλίνει, επομένως, τα περισσότερα δίκτυα απαιτούν μικρό χρόνο σύγκλισης. Η σύγκλιση είναι και συνεργατική και ανεξάρτητη. Οι δρομολογητές μοιράζουν πληροφορίες με τους υπόλοιπους δρομολογητές όμως ανεξάρτητα υπολογίζουν τις επιπτώσεις της αλλαγής της τοπολογίας στις διαδρομές τους. Επειδή αναπτύσσουν ανεξάρτητα μια συμφωνία με την νέα τοπολογία, έχουν συμφωνήσει να συγκλίνουν σε αυτή την ομοφωνία. 10
Σύγκλιση (3/3) Οι ιδιότητες της σύγκλισης περιλαμβάνουν την ταχύτητα διάδοσης των πληροφοριών δρομολόγησης και τον υπολογισμό των βέλτιστων μονοπατιών. Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης μπορούν να αξιολογηθούν με βάση την ταχύτητα σύγκλισης, όσο πιο γρήγορη είναι η σύγκλιση τόσο καλύτερο είναι το πρωτόκολλο δρομολόγησης. Γενικά, τα πρωτόκολλα RIP και IGRP είναι αργά στην σύγκλιση, ενώ τα πρωτόκολλα EIGRP και OSPF είναι γρήγορα στην σύγκλιση. 11
Μετρικές (1/3) Υπάρχουν περιπτώσεις όπου ένα πρωτόκολλο δρομολόγησης ενημερώνεται για περισσότερες από μια διαδρομές προς τον ίδιο προορισμό. Για να επιλέξει το καλύτερο μονοπάτι, θα πρέπει το πρωτόκολλο δρομολόγησης να μπορέσει να αξιολογήσει και να διαφοροποιήσει-ξεχωρίσει τα διαθέσιμα μονοπάτια. Για αυτό τον λόγο χρησιμοποιούμε μια μετρική. 12
Μετρικές (2/3) Μια μετρική είναι μια αξία που χρησιμοποιούν τα πρωτόκολλα δρομολόγησης με σκοπό να εκχωρήσει μια τιμή κόστους για να φτάσουμε τα απομακρυσμένα δίκτυα. Η μετρική προσδιορίζει ποιο μονοπάτι θα είναι προτιμητέο όταν υπάρξουν πολλαπλά μονοπάτια για τον ίδιο απομακρυσμένο δίκτυο. Κάθε πρωτόκολλο δρομολόγησης χρησιμοποιεί τις δικές του μετρικές. 13
Μετρικές (3/3) Για παράδειγμα, το RIP χρησιμοποιεί μετρητή αλμάτων, το EIGRP χρησιμοποιεί ένα συνδυασμό εύρους και καθυστέρησης, και η εκτέλεση της Cisco του πρωτοκόλλου OSPF χρησιμοποιεί το εύρος. Ο μετρητής αλμάτων είναι η ευκολότερη μετρική για να καταλάβουμε. Ο μετρητής αλμάτων αναφέρεται στον αριθμό των δρομολογητών που πρέπει να διασχίσει ένα πακέτο για να φτάσει στο δίκτυο προορισμού. 14
Παράμετροι μετρικών (1/4) Τα διαφορετικά πρωτόκολλα δρομολόγησης χρησιμοποιούν διαφορετικές μετρικές. Οι μετρικές που χρησιμοποιούνται από ένα πρωτόκολλο δρομολόγησης δεν συγκρίνονται με τις μετρικές που χρησιμοποιούνται από κάποιο άλλο πρωτόκολλο δρομολόγησης. Δυο διαφορετικά πρωτόκολλα δρομολόγησης μπορεί να επιλέξουν δυο διαφορετικά μονοπάτια προς τον ίδιο προορισμό λόγο χρήσης διαφορετικών μετρικών. 15
Παράμετροι μετρικών (2/4) Το πρωτόκολλο RIP θα επιλέξει το μονοπάτι με τον μικρότερο αριθμό αλμάτων, ενώ το OSPF θα επιλέξει το μονοπάτι με το υψηλότερο εύρος. Οι μετρικές που χρησιμοποιούνται στα IP πρωτόκολλα δρομολόγησης περιλαμβάνουν: 1. Μετρητή αλμάτων : Μια απλή μετρική που μετράει τον συνολικό αριθμό των δρομολογητών που πρέπει να διασχίσει ένα πακέτο. 2. Εύρος: Επιλογή μονοπατιού προτιμώντας το μονοπάτι με το υψηλότερο εύρος. 16
Παράμετροι μετρικών (3/4) 3. Φορτίο της γραμμής: Η κυκλοφοριακή κίνηση μιας συγκεκριμένης σύνδεσης. 4. Καθυστέρηση: Το χρονικό διάστημα που κάνει ένα πακέτο για να διασχίσει ένα μονοπάτι. 5. Αξιοπιστία: Αξιολογεί την πιθανότητα μιας αποτυχίας σύνδεσης, υπολογίζοντας από τον μετρητή λαθών της διεπαφής ή από προηγούμενες αποτυχίες σύνδεσης. 17
Παράμετροι μετρικών (4/4) 6. Κόστος: Μια αξία που προσδιορίζεται είτε από το IOS (i operating System) είτε από τον διαχειριστή του δικτύου για να δείξει την προτίμηση σε μια διαδρομή. Το κόστος μπορεί να αντιπροσωπεύει μια μετρική, έναν συνδυασμό από μετρικές ή μια πολιτική. 18
Το πλαίσιο μετρικής του πίνακα δρομολόγησης (1/2) Η μετρική για το κάθε πρωτόκολλο δρομολόγησης είναι: 1. RIP: Μετρητής αλμάτων, επιλέγεται το καλύτερο μονοπάτι αυτό που η διαδρομή έχει τα λιγότερα άλματα. 2. IGRP και EIGRP: Εύρος, καθυστέρηση, αξιοπιστία και φορτίο της γραμμής, το καλύτερο μονοπάτι επιλέγεται αυτό πού η διαδρομή έχει την μικρότερη σύνθετη μετρική αξία υπολογισμένη από αυτές τις πολλαπλές παραμέτρους. Από προεπιλογή, χρησιμοποιούνται μόνο το εύρος και η καθυστέρηση. 3. IS-IS και OSPF: Κόστος, το καλύτερο μονοπάτι επιλέγεται, αυτό που η διαδρομή έχει το μικρότερο κόστος. Η εκτέλεση της Cisco του πρωτοκόλλου OSPF χρησιμοποιεί το εύρος. 19
Το πλαίσιο μετρικής του πίνακα δρομολόγησης (2/2) Τα πρωτόκολλα δρομολόγησης προσδιορίζουν το καλύτερο μονοπάτι. Είναι αυτή η διαδρομή με την μικρότερη μετρική τιμή. 20
Άμεσα συνδεδεμένα δίκτυα (1/3) Τα άμεσα συνδεδεμένα δίκτυα εμφανίζονται στον πίνακα δρομολόγησης όταν η IP διεύθυνση της διεπαφή έχει διαμορφωθεί και η διεπαφή είναι ενεργοποιημένη και σε λειτουργία. Η τιμή της διοικητικής απόστασης των απευθείας συνδεδεμένων δικτύων έχει την τιμή 0, αυτό σημαίνει ότι αυτή είναι η πλέον προτιμώμενη πηγή δρομολόγησης. 21
Άμεσα συνδεδεμένα δίκτυα (2/3) Δεν υπάρχει καλύτερη διαδρομή για έναν δρομολογητή από το να έχει μία από τις διεπαφές του απευθείας συνδεδεμένη στο δίκτυο. Για το λόγο αυτό, η τιμή της διοικητικής απόστασης ενός απευθείας συνδεδεμένου δικτύου δεν μπορεί να αλλάξει και καμία άλλη πηγή διαδρομής δεν μπορεί να έχει τιμή διοικητικής απόστασης 0. 22
Άμεσα συνδεδεμένα δίκτυα (3/3) Το μήνυμα εξόδου της εντολής show ip route εμφανίζει τα απευθείας συνδεδεμένα δίκτυα με δίπλα του να μην αναγράφεται καμία πληροφορία σχετικά με την τιμή διοικητικής απόστασης. Το αποτέλεσμα του μηνύματος εξόδου είναι παρόμοιο με το μήνυμα εξόδου για τις στατικές διαδρομές που οδηγούν σε μια διεπαφή εξόδου. Η μόνη διαφορά είναι το γράμμα C στην αρχή της καταχώρησης, που υποδεικνύει ότι αυτό είναι ένα απευθείας συνδεδεμένο δίκτυο. 23
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. 24
Τέλος Ενότητας
Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Νικολάου Σπύρος. «Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 26
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. 27
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. 28
Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφίες. Βιβλιογραφικές Πηγές. 29