Útválasztási protokolltípusok – A végső útmutató

Az útválasztás a hálózatépítés egyik legalapvetőbb területe, amelyet a rendszergazdának tudnia kell. Az útválasztási protokollok meghatározzák, hogyan jutnak el az adatok a rendeltetési helyükhöz, és elősegítik, hogy a folyamat a lehető legegyszerűbb legyen. Ugyanakkor olyan sokféle útválasztási protokoll létezik, hogy nagyon nehéz nyomon követni őket!

Ebben a bejegyzésben különféle protokolltípusok és protokollok fogalmait tárgyaljuk. A router protokolljai a következőket tartalmazzák:

• Útválasztási információs protokoll (RIP)
• Belső átjáró protokoll (IGRP)
• Először nyitva a legrövidebb út (OSPF)
• Külső átjáró protokoll (EGP)
• Bővített belső átjáró útválasztási protokoll (EIGRP)
• Border Gateway Protocol (BGP)
• Köztes rendszer-közbenső rendszer (IS-IS)

Mielőtt megvizsgálnánk magukat az útválasztási protokollokat, fontos a protokollok kategóriáira koncentrálni. Az összes útválasztási protokoll a következők szerint osztályozható:

• Távolsági vektor vagy Link állapota protokollok
• Belső átjáró protokoll (IGP) vagy külső átjáró protokoll (EGP)
• Classical vagy Classless Protocols

Távolsági vektor és a link állapot protokollok

Távolság VectorLink állam

A teljes útválasztási táblázatot küld a frissítések során	Csak a kapcsolat állapotáról nyújt információkat
Időszakos frissítéseket küld 30–90 másodpercenként	Kiváltott frissítéseket használ
Frissítések továbbítása	Több frissítés
Sebezhető az átirányító hurkok számára	Nincs kockázat a hurkok továbbítására
RIP, IGRP	OSPF, IS-IS

A távolságvektor-protokollok olyan protokollok, amelyek használja a távolságot a csomagok legjobb elérési útjának kidolgozásához egy hálózaton belül. Ezek a protokollok megmérik a távolságot annak alapján, hogy hány komló adatnak kell átmennie ahhoz, hogy elérje a rendeltetési helyét. A komló száma lényegében az útválasztók száma, amely a rendeltetési hely eléréséhez szükséges.

Általában a távolságvektor-protokollok információt tartalmazó útválasztási táblát küldnek a szomszédos eszközöknek. Ez a megközelítés alacsony adminisztratív beruházásokat tesz lehetővé, mivel sok irányítás nélkül is telepíthetők. Az egyetlen probléma az, hogy nagyobb sávszélességet igényelnek az útválasztási táblázatok elküldéséhez, és útválasztási hurkokba is befuthatnak.

Link Állami Jegyzőkönyvek

A kapcsolatállapot-protokollok eltérő megközelítést alkalmaznak a legjobb út megkeresésére, abban az értelemben, hogy információt osztanak meg a közelben lévő más útválasztókkal. Az az útvonalat a célig vezető út sebessége alapján számítják ki és az erőforrások költsége. A kapcsolatállapot-protokollok algoritmust használnak ennek kidolgozására. Az egyik legfontosabb különbség a távolságvektor-protokollhoz képest, hogy a kapcsolatállapot-protokollok nem küldnek útválasztási táblákat; ehelyett az útválasztók értesítik egymást, ha a változások észlelésre kerülnek.

A kapcsolat állapot protokollt használó útválasztók háromféle táblát hoznak létre; szomszéd asztal, topológiai táblázat, és útválasztó asztal. A szomszéd táblázat a szomszédos útválasztók adatait tárolja a link állapot protokoll használatával, a topológiai táblázat a teljes hálózati topológiát, az útválasztási táblázat a leghatékonyabb útvonalakat tárolja..

IGP és EGP

Az útválasztási protokollokat belső átjáró protokollok (IGP) vagy külső átjáró protokollok (EGP) kategóriákba is sorolhatjuk. Az IGP-k olyan útválasztási protokollok, amelyek útválasztási információkat cserélnek más útválasztókkal egyetlen autonóm rendszeren (AS) belül. Az AS egy hálózat vagy hálózatok gyűjteménye, amely egy vállalkozás ellenőrzése alatt áll. Az AS társaság tehát elkülönül az ISP AS-től.

Az alábbiak mindegyike IGP besorolású:

• Először nyitva a legrövidebb út (OSPF)
• Útválasztási információs protokoll (RIP)
• Köztes rendszer és közbenső rendszer (IS-IS)
• Bővített belső átjáró útválasztási protokoll (EIGRP)

Másrészt, az EGP-k olyan útválasztási protokollok, amelyek útválasztási információk továbbítására szolgálnak a különféle autonóm rendszerek útválasztói között. Ezek a protokollok összetettebbek, és a BGP az egyetlen EGP-protokoll, amelynél valószínűleg találkozni kell. Fontos azonban megjegyezni, hogy létezik EGP protokoll.

Példák az EGP-kre:

• Border Gateway Protocol (BGP)
• Külső átjáró protokoll (EGP)
• Az ISO InterDomain Routing Protocol (IDRP)

Az útválasztási protokoll típusai

Útválasztási protokollok idővonal

• 1982 – EGP
• 1985 – IGRP
• 1988 – RIPv1
• 1990 – IS-IS
• 1991 – OSPFv2
• 1992 – EIGRP
• 1994 – RIPv2
• 1995 – BGP
• 1997 – RIPng
• 1999 – BGPv6 és OSPFv3
• 2000 – IS-ISv6

Útválasztási információs protokoll (RIP)

Az útválasztási információs protokoll vagy a RIP az egyik első létrehozandó útválasztási protokoll. A RIP-t mindkettőben használják Helyi hálózatok (LAN) és Széles körű hálózatok (WAN), és az OSI modell alkalmazási rétegén is fut. A RIP több verziója is létezik, beleértve RIPv1 és RIPv2. Az eredeti verzió vagy a RIPv1 meghatározza a hálózati útvonalakat az IP-rendeltetési hely és az utazás ugrásszámának alapján.

A RIPv1 kölcsönhatásba lép a hálózattal azáltal, hogy IP-tábláját továbbítja az összes hálózathoz csatlakoztatott útválasztóra. A RIPv2 kissé kifinomultabb, és továbbítja az útválasztási tábláját egy multicast címre. A RIPv2 hitelesítést is használ az adatok biztonságosabbá tétele érdekében, és kiválaszt egy alhálózati maszkot és átjárót a jövőbeli forgalomhoz. A RIP fő korlátozása az, hogy a maximális ugrásszám 15-es, ami nagyobb hálózatokhoz alkalmatlanná teszi.

Lásd még: LAN figyelő eszközök

Belső átjáró protokoll (IGRP)

A Interior Gateway Protocol vagy IGRP a Cisco által előállított távolságvektor-protokoll. Az IGRP-t úgy fejlesztették ki, hogy a RIP-en megállapított alapokra épüljön, hogy hatékonyabban működhessenek nagyobb hálózatokban és vegye le a 15 komlósapkát amelyet a felülvizsgálati időszakra helyeztek. Az IGRP olyan mutatókat használ, mint a sávszélesség, késés, megbízhatóság és terhelés, hogy összehasonlítsa az útvonalak életképességét a hálózaton belül. Az IGRP alapértelmezett beállításaiban azonban csak a sávszélességet és a késleltetést használják.

Az IGRP ideális nagyobb hálózatokhoz, mert így van 90 másodpercenként továbbítja a frissítéseket, és a maximális ugrásszám 255. Ez lehetővé teszi nagyobb hálózatok fenntartását, mint egy olyan protokoll, mint a RIP. Az IGRP-t szintén széles körben használják, mivel ellenáll az útválasztási hurkoknak, mivel automatikusan frissül, amikor a hálózaton változások történnek.

Először nyitva a legrövidebb út (OSPF)

Az Open Shortiest Path First vagy OSPF protokoll egy kapcsolatállapotú IGP, amelyet az IP-hálózatokhoz alakítottak ki a Először a legrövidebb út (SPF) algoritmus. Az SPF algoritmust a legrövidebb elérési út kiszámításához használják a csomagok hatékony továbbítása érdekében. Az OSPF útválasztók adatbázisokat vezetnek, amelyek részletes információkat tartalmaznak a hálózat környezeti topológiájáról. Ez az adatbázis tele van a Honnan származó adatokkal Link állami hirdetések (LSA-k) más útválasztók által küldött. Az LSA-k olyan csomagok, amelyek részletesen megmutatják, hogy egy adott út mennyi erőforrást igényel.

Az OSPF a Dijkstra algoritmus hogy újratervezze a hálózati útvonalakat, amikor a topológia megváltozik. Ez a protokoll szintén viszonylag biztonságos, mivel hitelesíti a protokoll változásait az adatok biztonságának megőrzése érdekében. Számos szervezet használja, mert méretezhető nagy környezetekben. A topológia változásait nyomon követik, és az OSPF újraszámolhatja a sérült csomag útvonalakat, ha egy korábban használt útvonalat blokkoltak.

Külső átjáró protokoll (EGP)

A Külső átjáró protokoll vagy EGP egy olyan protokoll, amelyet az autonóm rendszerekben egymással szomszédos átjáró-házigazdák közötti adatcserére használnak. Más szavakkal, az EGP fórumot biztosít az útválasztók számára az információk megosztására a különböző domainek között. Az EGP legfontosabb példája maga az internet. Az EGP protokoll útválasztási táblázata tartalmazza az ismert útválasztókat, útvonal költségeket és a szomszédos eszközök címeit. Az EGP-t a nagyobb szervezetek széles körben használják, ám azóta felváltotta a BGP.

Ennek a protokollnak a kedvezőtlensége miatt az az oka, hogy nem támogatja a többutas hálózati hálózati környezeteket. Az EGP protokoll úgy működik, hogy adatbázist vezet a közeli hálózatokról és az elérésükhöz vezető utakról. Ezt az információt továbbítják a csatlakoztatott útválasztókhoz. Amint megérkezik, az eszközök frissíthetik útválasztási táblájukat és megalapozottabb útválasztást végezhetnek a hálózaton keresztül.

Bővített belső átjáró útválasztási protokoll (EIGRP)

Enhanced Interior Gateway Routing Protocol vagy EIGRP egy távolságvektor-útválasztási protokoll, amelyet használnak IP, AppleTalk, és NetWare hálózatokat. Az EIGRP egy Cisco védett protokoll, amelyet az eredeti IGRP protokoll nyomon követésére terveztek. Az EIGRP használatakor az útválasztó a szomszédainak útválasztási tábláitól veszi az információkat és rögzíti azokat. A szomszédoknak kérdés van egy útvonalra, és amikor változás történik, az útválasztó értesíti a szomszédait a változásról. Ennek végeredménye az, hogy a szomszédos útválasztók tudatában vannak a közeli eszközökben zajló eseményeknek.

Az EIGRP számos olyan funkcióval van felszerelve, amelyek maximalizálják a hatékonyságot, ideértve a Megbízható szállítási protokoll (RTP) és a Diffúz frissítési algoritmus (DUPLA). A csomagküldés hatékonyabbá válik, mivel az útvonalakat újraszámolják a konvergencia folyamat felgyorsítása érdekében.

Border Gateway Protocol (BGP)

Border Gateway Protocol vagy BGP az internet útválasztási protokollja, amelyet távolsági útvektor-protokollnak minősítenek. A BGP volt Ajánlott: az EGP helyettesítéséhez az útválasztás decentralizált megközelítésével. A BGP legjobb útválasztási algoritmusát a csomagátvitel legjobb útvonalainak kiválasztására használják. Ha nincs egyéni beállítása, akkor a BGP az útvonalakat választja ki a legrövidebb útvonalon a célig.

Sok adminisztrátor azonban úgy dönt, hogy az útválasztási döntéseket kritériumokra változtatja az igényeiknek megfelelően. A legjobb útválasztási algoritmus testreszabható a BGP költségközösségi attribútum megváltoztatásával. A BGP útválasztási döntéseket hozhat olyan tényezők alapján, mint a súly, a helyi preferencia, a helyileg generált, az AS_Path hossza, a származási típus, a multi-exit diszkriminátor, az eBGP az iBGP felett, az IGP metrika, a router azonosítója, a fürtlista és a szomszéd címe..

A BGP csak akkor küld frissített router táblázatokat, ha valami megváltozik. Ennek eredményeként nincs topológiás változások automatikus felfedezése, ami azt jelenti, hogy a felhasználónak manuálisan kell konfigurálnia a BGP-t. A biztonság szempontjából a BGP protokoll hitelesíthető, így csak a jóváhagyott útválasztók cserélhetnek adatokat egymással.

Köztes rendszer-közbenső rendszer (IS-IS)

Intermediate System-to Intermediate System (IS-IS) egy kapcsolat állapot, IP útválasztási protokoll és IGPP protokoll, amelyet az interneten használnak az IP útválasztási információk küldésére.. Az IS-IS a Dijkstra algoritmus módosított változatát használja. Az IS-IS hálózat alkatrészek sorozatából áll, beleértve a végrendszereket (felhasználói eszközök), közbenső rendszereket (útválasztók), területeket és tartományokat.

Az IS-IS alatt az útválasztók csoportokba vannak rendezve, amelyeket területeknek hívnak, és több területet csoportosítanak, hogy tartományt alkossanak. A körzeten belüli útválasztókat az 1. réteggel helyezzük el, és a szegmenseket összekötő útválasztókat 2. rétegnek osztályozzuk. Az IS-IS kétféle címet használ; Hálózati szolgáltatás hozzáférési pontja (NSAP) és Hálózati entitás címe (HÁLÓ).

Klasszikus és osztálytalan útválasztási protokollok

Az útválasztási protokollokat osztályozható és osztály nélküli útválasztási protokollokba is sorolhatjuk. A kettő közötti különbség az, hogy miként hajtják végre az útválasztási frissítéseket. Az útválasztás e két formája közötti vitát gyakran klasszikus vagy osztály nélküli útválasztásnak nevezik.

Klasszikus útválasztási protokollok

A klasszikus útválasztási protokollok nem küldik el az alhálózati maszk információkat az útválasztási frissítések során, ám az osztály nélküli útválasztási protokollok ezt teszik. RIPv1 és IGRP klasszikus protokolloknak tekintik. Ez a két osztályos protokoll, mivel nem tartalmazzák az alhálózati maszk információkat az útválasztási frissítésekben. A klasszikus útválasztási protokollokat azóta elavulttá tették az osztály nélküli útválasztási protokollok.

Osztálytalan útválasztási protokollok

Mint fentebb említettük, a klasszikus útválasztási protokollokat helyettesítették osztály nélküli útválasztási protokollok. Osztálytalan útválasztási protokollok küldje el az IP alhálózati maszk információit az útvonalfrissítések során. A RIPv2, EIGRP, OSPF és IS-IS mindegyik osztály routing protokoll, amely az alhálózati maszkkal kapcsolatos információkat tartalmazza a frissítésekkel.

Dinamikus útválasztási protokollok

A dinamikus útválasztási protokollok egy másik típusú útválasztási protokollok, amelyek kritikusak a modern vállalati szintű hálózatok számára. Dinamikus útválasztási protokollok engedélyezheti az útválasztóknak, hogy automatikusan hozzáadjanak információkat az útválasztási tábláikhoz a csatlakoztatott útválasztókból. Ezekkel a protokollokkal az útválasztók topológia frissítéseket küldnek, amikor a hálózat topológiai szerkezete megváltozik. Ez azt jelenti, hogy a felhasználónak nem kell aggódnia a hálózati útvonalak naprakészen tartása miatt.

A dinamikus útválasztási protokollok egyik fő előnye, hogy csökkentik a konfigurációk kezelésének szükségességét. A hátránya, hogy ez az erőforrások elosztásának költsége, például a CPU és a sávszélesség, hogy folyamatosan működjenek. Az OSPF, az EIGRP és a RIP dinamikus útválasztási protokolloknak tekintik.

Útválasztási protokollok és metrikák

Nem számít, milyen típusú útválasztási protokollt használnak, egyértelmű mutatók lesznek annak alapján, hogy megmérjék, melyik útvonalat kell a legjobban megtenni. Az útválasztási protokoll azonosíthat több útvonalat a rendeltetési helyig, de képesnek kell lennie arra, hogy kidolgozza a leghatékonyabbat. A metrikák lehetővé teszik a protokollnak, hogy meghatározza, mely utat kell választani a hálózat számára a legjobb szolgáltatás biztosítása érdekében.

A legegyszerűbb mérőszám a komlószám. A RIP protokoll a hop számlálást használja annak mérésére, hogy a csomag milyen távolságot ér el a rendeltetési helyéhez. Minél több komlónak kell áthaladnia egy csomagnak, annál távolabb kell a csomagnak utaznia. Ezért a RIP protokoll célja az útvonalak megválasztása, miközben a komlót a lehető legkisebbre kell csökkenteni. Az IP-útválasztási protokollok által használt nagyszámú mutatón kívül sok mutató található. Az alkalmazott mutatók a következők:

• Hop számít – Megadja az útválasztók számát, amelyeken a csomagnak át kell mennie
• Sávszélesség – Kiválasztja azt az utat, amely alapján a legnagyobb sávszélesség van
• Késleltetés – Kiválasztja az utat, amely alapján a legkevesebb időt vesz igénybe
• Megbízhatóság – Felméri annak valószínűségét, hogy egy link sikertelen lesz, a hibaszám és a korábbi hibák alapján
• Költség – Az adminisztrátor vagy az IOS által beállított érték, amelyet egy útvonal költségének mérésére használnak egy mutató vagy a mutatók egy tartománya alapján
• Betöltés – A csatlakoztatott hivatkozások forgalomfelhasználása alapján választja ki az utat

Metrikák protokolltípus szerint

Protokoll típusa
A használt metrika típusa

NYUGODJ BÉKÉBEN	Hop számít
RIPv2	Hop számít
IGRP	Sávszélesség, késleltetés
OSPF	Sávszélesség
BGP	Az adminisztrátor választotta
EIGRP	Sávszélesség, késleltetés
IS-IS	Az adminisztrátor választotta

Közigazgatási távolság

Az adminisztratív távolság az útválasztók egyik legfontosabb jellemzője. Az adminisztratív kifejezés egy olyan numerikus érték leírására szolgál, amelyet arra használnak, hogy prioritássá tegyék az alkalmazandó útvonalat, ha két vagy több elérhető útvonal létezik. Ha egy vagy több útvonal található, a az útválasztási útvonala az alsó adminisztratív távolságot tartalmazó útválasztási protokoll. Alapértelmezett adminisztratív távolság van, de a rendszergazdák a saját is konfigurálhatják.

Közigazgatási távolsági útforrás
Alapértelmezett távolság

Csatlakoztatott interfész	0
Statikus útvonal	1
Továbbfejlesztett IGRP összefoglaló útvonal	5
Külső BGP	20
Belső továbbfejlesztett IGRP	90
IGRP	100
OSPF	110
IS-IS	115
NYUGODJ BÉKÉBEN	120
Az EIGRP külső útvonala	170
Belső BGP	200
Ismeretlen	255

Minél alacsonyabb az adminisztratív távolság számértéke, annál inkább a router bízik az útvonalon. Minél közelebb van a számérték nullához, annál jobb. Az útválasztási protokollok adminisztratív távolságot főként a csatlakoztatott eszközök megbízhatóságának felmérésére szolgálnak. A protokoll adminisztratív távolságát az alkonfigurációs módban a távolsági folyamat segítségével változtathatja meg.

Záró szavak

Mint láthatja, az útválasztási protokollokat sokféle módon lehet meghatározni és átgondolni. A kulcs az útválasztási protokollok mint távolságvektor- vagy összeköttetési állapot-protokollok, IGP- vagy EGP-protokollok, valamint osztályos vagy osztály nélküli protokollok gondolkodása. Ezek az átfogó kategóriák, amelyekbe a közös útválasztási protokollok, mint például a RIP, IGRP, OSPF és BGP tartoznak.

Természetesen ezen kategóriák mindegyikénél minden protokollnak megvan a maga árnyalata, hogy miként méri a legjobb utat, legyen az ugrásszám, késés vagy más tényező. Mindent megtanulva ezekről a protokollokról, amelyeket megőriz a napi hálózatépítés során, nagyszerű segítséget nyújt mind a vizsga, mind a valós környezetben egyaránt..

Összefüggő: Szerszámok a traceroute és a tracert számára