Технологія маршрутизації. Протокол IS-IS.

Проблема вибору найкращого шляху називається маршрутизацією, і її рішення є однією з головних задач мережевого рівня. Ця проблема ускладнюється тим, що найкоротший шлях не завжди найкращий. Часто критерієм при виборі маршруту є час передачі даних по цьому маршруту. Воно залежить від пропускної спроможності каналів зв'язку і інтенсивності трафіка, який може змінюватися з плином часу. Деякі алгоритми маршрутизації намагаються пристосуватися до зміни навантаження, у той час як інші приймають рішення на основі середніх показників за тривалий час. Вибір маршруту може здійснюватися і за іншими критеріями, наприклад надійності передачі.
У складних складених мережах майже завжди існує декілька альтернативних маршрутів для передачі пакетів між двома кінцевими вузлами. Як правило, переданий пакет повинен пройти певну послідовність маршрутизаторів, щоб потрапити до пункту призначення.
IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) - OSI-протокол ієрархічної маршрутизації з урахуванням стану каналів зв'язку, заснований на DECnet Phase V-маршрутизації, коли для з'ясування топології проміжні системи (маршрутизатори) обмінюються маршрутною інформацією, що має в основі тільки одну метрику. Він являється важливим протоколом з урахуванням стану ліній. Цей протокол розроблений для мережі DECnet і прийнятий згодом міжнародною організацією по стандартизації ISO для використання разом з протоколом мережевого рівня CLNP, що не вимагає сполук. Протокол IS-IS використовується в деяких магістралях мережі Internet (включаючи стару магістраль NSFNET) і в деяких цифрових стільникових системах, наприклад, в CDPD. У мережі Novell NetWare застосовується різновид протоколу IS-IS (NLSP) для маршрутизації IPX-пакетів.
В основі роботи протоколу IS-IS лежить поширення картини топології маршрутизаторів, за якою розраховуються найкоротші шляхи. Кожен маршрутизатор повідомляє в інформації про стан ліній доступні йому безпосередньо адреси мережевого рівня. Ці адреси можуть бути адресами IP, IPX, AppleTalk або іншими.Протокол IS-IS може здійснювати одночасну підтримку декількох протоколів мережного рівня.

Порівняння маршрутизації та комутації.

Зрозуміло з назви, що під комутацією ми маємо на увазі об'єднання, приміром, комп'ютерів, в мережу за допомогою світча або хаба, не маючи на увазі подальшогорозповсюдження пакетів, а під маршрутизацією зв'язування їх і установки з'єднання зроутером. Комутація дозволить комп'ютерам об'єднатися в локальну мережу, і кожен пристрій може зберігати адреси всіх сусідніх вузлів в своїх таблицях. Маршрутизація - набагато складніший процес створення мережі, який може широко використовуватиWAN мережі, а також інтернет. Хост машина, передаючи пакет у мережу, може і не знати, де знаходиться одержувач. Вона передає фрейм найближчого відомомумаршрутизатору, а той, порівнюючи адресу підмережі одержувача зі своїмитаблицями маршрутизації, вирішує, куди далі йти пакету. Якщо збігів немає, вінповертає пакет відправникові з помилкою.

Порівняння маршрутизованих протоколів та протоколів маршрутизації.

Протоколи маршрутизації - протоколи обміну маршрутною інформацією.
Для автоматичної побудови таблиць маршрутизації маршрутизатори обмінюютьсяінформацією про топологію складеної мережі у відповідності зі спеціальнимслужбовим протоколом. Протоколи цього типу називаються протоколамимаршрутизації (або маршрутизуючі протоколами). Протоколи маршрутизації (наприклад, RIP, OSPF, NLSP) слід відрізняти від мережевих протоколів (наприклад, IP, IPX). І ті й інші виконують функції мережного рівня моделі OSI - беруть участь в доставці пакетів адресату. Але в той час як перші збирають і передають по мережіслужбову інформацію, другі призначені для передачі призначених для користувачаданих, як це роблять протоколи канального рівня. Протоколи маршрутизаціївикористовують мережеві протоколи як транспортний засіб. При обміні маршрутною інформацією пакети протоколу маршрутизації поміщаються в поле даних пакетівмережевого або транспортного рівня.

Пошук оптимального маршруту.

Для пошуку оптимального маршруту використовуються так звані алгоритми маршрутизації. Незалежно від того, окремо чи вибираються маршрути для кожного пакета або ж тільки один раз для з'єднання, бажано. Щоб алгоритм вибору маршруту володів певними властивостями - коректністю, простотою, надійністю, стійкістю, справедливістю і оптимальністю.
Існують загальні положення, що описують оптимальні маршрути, незалежно від топології або трафіку. Такий визначальною ідеєю є принцип оптимальності.Відповідно до цього принципу, якщо маршрутизатор B розташовується на оптимальний маршрут від маршрутизатора A до маршрутизатора C, то оптимальний маршрут від маршрутизатора B до маршрутизатора C співпаде з частиною першого маршруту. Прямим наслідком принципу оптимальності є можливість розгляду безлічі оптимальних маршрутів від всіх джерел до приймачів у вигляді дерева. Таке дерево називається вхідним деревом. Принцип оптимальності і вхідний дерево - це ті точки відліку, щодо яких можна вимірювати ефективність різних алгоритмів маршрутизації.
Найбільш поширені алгоритми пошуку оптимальних маршрутів:
1. Маршрутизація з урахуванням стану ліній.
2. Маршрутизація по вектору відстані.
3. Ієрархічна маршрутизація

Таблиці маршрутизації.

Щоб за адресою мережі призначення можна було б вибрати раціональний маршрутподальшого проходження пакету, кожен кінцевий вузол і маршрутизатор аналізуютьспеціальну інформаційну структуру, яка називається таблицею маршрутизації. Коли намаршрутизатор надходить новий пакет, номер мережі призначення, витягнутий з кадрунадійшов, послідовно порівнюється з номерами мереж з кожного рядка таблиці.Рядок із поєднаним номером мережі вказує, на який найближчий маршрутизатор сліднаправити пакет. Оскільки пакет може бути адресований в мережу складовою мережі, може здатися, що кожна таблиця маршрутизації повинна мати записи про всі мережах, що входять у складену мережу. Але при такому підході в разі великої мережі обсягтаблиць маршрутизації може виявитися занадто великим, що вплине на час їїперегляду, зажадає багато місця для її зберігання і т. п. Тому на практиці кількість записів в таблиці маршрутизації намагаються зменшити за рахунок використанняспеціального запису - «маршрутизатор за замовчуванням» (default).

Алгоритми маршрутизації та метрики.

Основна функція мережевого рівня полягає у виборі маршруту для пакетів від початкової до кінцевої точки. У більшості випадків пакетам доводитися проходити через кілька маршрутизаторів. Єдиним винятком є ​​широкомовні мережі. Алгоритми вибору маршрутів і використовувані ними структури даних є головною метою при проектуванні мережевого рівня.
Алгоритм маршрутизації реалізується тією частиною програмного забезпечення мережевого рівня, що відповідає за вибір вихідний лінії для відправки пакету, що прийшов. Якщо підмережа використовує дейтаграмним службу, вибір маршруту для кожного пакета повинен проводитися заново, так як оптимальний маршрут міг змінитися.
Деякі реалізації мережевих протоколів допускають наявність в таблиці маршрутизації відразу декількох рядків, які відповідають одному і тому ж адресою мережі призначення. У цьому випадку при виборі маршруту приймається до уваги стовпець "Відстань до мережі призначення». При цьому під відстанню розуміється будь-яка метрика, використовувана відповідно до заданого в мережевому пакеті критерієм. Відстань може вимірятися хопамі, часом проходження пакета по лінії зв'язку, будь-якої характеристикою надійності лінії зв'язку на даному маршруті або іншою величиною, що відбиває якість даного маршруту по відношенню до заданого критерію.