Rychlé a spolehlivé směrování dat

Datové a hlasové pakety musejí často urazit velké vzdálenosti, než se dostanou na místo svého určení. O to, aby s...


Datové a hlasové pakety musejí často urazit velké vzdálenosti, než se dostanou
na místo svého určení. O to, aby se informace dostaly do cíle tou nejlepší
cestou, se starají různé směrovací protokoly.
Jednotlivé IP subsítě spojují do jednoho celku zařízení nazývaná routery. Ty
dostávají jednotlivé datové pakety a rozhodují, zda je pošlou na další router,
nebo zda se cílová adresa nachází na segmentu LAN, který je na ně připojen.
Důležitým úkolem při přesměrování paketů je volba cesty routing. Zařízení pro
směrování (router) musí umět zjistit určeného příjemce přes mnoho síťových
segmentů. V zásadě jsou k dispozici dvě základní varianty routingu: statický
a dynamický. V případě statického routingu se cesty, po kterých mají pakety
putovat, nemění. Administrátor je musí ručně zadat do takzvané směrovací
tabulky (routing table). Ta obsahuje informace, kterým směrem je třeba dále
poslat došlá data, aby se dostala do cílové sítě. Statický routing se používá
všude tam, kde se cílová adresa nemění, například na konci sítě, kde router
spojuje lokální síť s internetem.

Dynamický routing
Dynamický routing je metoda, při které se v čase mohou měnit údaje ve
směrovací tabulce. K tomu, aby všechny komponenty věděly, jak mohou dosáhnout
cíle, aktivuje router speciální software, který pomocí směrovacího protokolu
zajišťuje výměnu informací s ostatními routery. Router zná cíle, kterých může
dosáhnout, a periodicky je sděluje okolním sousedům. Tak se všechna zařízení v
síti učí jednotlivé cesty, aby mohla co nejlépe směrovat došlé informace. V
pravidelných intervalech aktualizují své směrovací tabulky.

Dálkové sítě
V dálkových sítích probíhá routing pomocí protokolu EGP (Exterior Gateway
Protocol). Z různých jeho variant se prosadil Border Gateway Protocol (BGP),
který byl doposud třikrát přepracován a v současné době se implementuje jeho
čtvrtá verze BGP-4. Protokol BGP poskytuje směrovací informace na úrovni
autonomních systémů (AS). To znamená, že cesty ve směrovacích tabulkách jsou
cestami k těmto AS. Neexistuje zde žádná metrika a komponenty EGP nemohou
podávat žádné informace o routerech v jednotlivých subsítích na používaných
cestách. Pomocí protokolu BGP lze realizovat opatření pro takzvaný tranzitní
routing: Autonomní systémy mohou samy určit, zda propustí či nepropustí data
pro vzdálené adresáty dál. Aby bylo možné klasifikovat toky dat, musejí
správci sítě zadat atributy pro jednotlivé toky. Na základě klasifikace může
protokol rozlišovat mezi poskytovateli internetových služeb (Internet Service
Provider, ISP) a firemními sítěmi. BGP používá pro veškerou komunikaci
předávací protokol TCP (Transmission Control Protocol), který zaručuje, že
data přicházejí ve správném pořadí a že se neztrácejí.

Autonomní systémy
K distribuci informací v autonomním systému používají routery protokol IGP
(Interior Gateway Protocol). Jeho nejrozšířenější variantou je RIP (Routing
Information Protocol). Ten pracuje tak, že všechny routery posílají své
směrovací tabulky jako broadcast svým sousedům. Přitom udávají vzdálenost k
jiným sítím nebo routerům z pohledu vlastní tabulky. U RIPu je rozhodujícím
parametrem pro volbu cesty takzvaný hop. Na základě paketů obdržených od
jiných komponent počítají pomocí metriky nejkratší vzdálenosti k ostatním
sítím, respektive uzlům. Tato metoda je známá také jako DVA (Distance Vector
Algorithmus). Kromě toho specifikují sousední router, který udal tuto
vzdálenost, jako cílový router pro další přesměrování. Změní-li se parametry,
například z toho důvodu, že vypadne soused nebo se přerušilo spojení, routery
samostatně aktualizují své tabulky. Parametry používané metriky mohou
zahrnovat i zpoždění nebo dostupnou šířku pásma spoje, v praxi se však s nimi
téměř nesetkáte. Protokol je k dispozici ve dvou verzích: RIP 1 posílá
směrovací informace jako broadcast, RIP 2 podporuje multicastové přenosy. Ke
specifikaci dedikovaných cílů lze v protokolu navíc stanovit předem
definovanou cestu. Firma tedy může použít RIP k tomu, aby na přednastavených
cestách realizovala komunikační provoz k poskytovateli. RIP používá pro
všechny přenosy zpráv UDP (User Datagram Protocol). Modifikací DVA vznikl
Interior Gateway Routing Protocol (IGRP). Od RIPu se liší metrikou, jejímž
prostřednictvím lze vypočítat optimální cestu. Tato metrika bere ohled na
rozdělení zátěže, kvalitu i vytížení linek na použitých trasách. Aby byla
zaručena stabilita cesty, má IGRP k dispozici funkce, jimiž lze zabránit
chybným cestám a na určitou dobu zablokovat cesty, které jsou off-line.

Vývoj pokračuje
Dalším vývojovým stupněm IGRP je Enhanced IGRP (EIGRP). V případě jeho využití
si routery na rozdíl od IGRP vyměňují své tabulky jen v případě, že dojde k
jejich změně. Protokol zohledňuje vedle co nejlepší cesty také optimální
rozložení zátěže. EIGRP vlastně představuje kombinaci DVA s takzvaným
algoritmem LSA (Link State Algorithm). U této dynamické směrovací metody se
výpočet tabulek řídí nejen vzdáleností, ale i příslušnou hierarchickou
strukturou, ve které jsou routery navzájem spojeny. K dispozici jsou nejméně
dvě úrovně: backbone a area routery. Při změnách tabulky předávají komponenty
dále pouze odchylky, a to jen sousedům vlastní hierarchické úrovně. LSA je
znám také jako SPF routing (Shortest Path First). RIP má jednu velkou
nevýhodu: Změny v tabulkách se šíří velmi pomalu. Každý router musí porovnat
došlé informace s cíli ve své tabulce a zaznamenat případné změny. Tak se
šíří nejaktuálnější cesty od jednoho zařízení k druhému. Pro velké firemní
sítě je proto protokol RIP příliš těžkopádný. Protokol Open Shortest Path
First (OSPF) je pro velké sítě výhodnější. V autonomních systémech používá
rovněž LSA, a může tak zpracovat hierarchické struktury sítě. Alternativou k
OSPF je ve velkých sítích Intermediate System to Intermediate System Protocol
(IS-IS).









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.