Технологія безкласової міждоменної маршрутизації (Classless Inter-Domain Routing, CIDR)

Основні задачі CIDR:

· Більш економічне використання адресного простору за рахунок виділення пулу адрес відповідно до вимог кожного клієнту

· Зменшення числа записів в таблицях маршрутизаторів за рахунок обєднання маршрутів

Безкласова адресація - метод IP-адресації, що дозволяє гнучко управляти простором IP-адрес, не використовуючи жорсткі рамки класової адресації. Використання цього методу дозволяє економно використовувати обмежений ресурс IP-адрес, оскільки можливе застосування різних масок підмереж до різних підмереж.

IP-адреса є масивом бітів. Принцип IP-адресації - виділення безлічі (діапазону, блоку, підмережі) IP-адрес, в якому деякі бітові розряди мають фіксовані значення, а інші розряди пробігають всі можливі значення. Блок адрес задається вказівкою початкового адреси і маски підмережі. Безкласова адресація грунтується на змінній довжині маски підмережі (англ. variable length subnet mask, VLSM), в той час, як в класовій (традиційної) адресації довжина маски строго фіксована 0, 1, 2 або 3 встановленими октету.

Ось приклад запису IP-адреси в безкласової нотації: 192.0.2.32/27.

Октеты IP-адреса

Биты IP-адреса

Биты маски подсети

Октеты маски подсети

У даному прикладі видно, що в масці підмережі 27 біт зліва виставлені в одиницю (значущі біти). У такому випадку говорять про довжину префікса підмережі в 27 біт і вказують через косу риску (знак /) після базового адреси.

Ось ще один приклад запису адреси із застосуванням безкласової адресації: 172.16.0.1/12.

Октеты IP-адреса

Биты IP-адреса

Биты маски подсети

Октеты маски подсети

Безліч всіх адрес відповідає нульовий масці підмережі і позначається / 0, а конкретна адреса IPv4 - масці підмережі з довжиною префікса в 32 біта, позначуваної / 32.

Для спрощення таблиць маршрутизації можна об'єднувати блоки адрес, вказуючи один великий блок замість ряду дрібних. Наприклад, 4 суміжні мережі класу C (4 × 255 адрес, маска 255.255.255.0 або / 24) можуть бути об'єднані, з точки зору далеких від них маршрутизаторів, в одну мережу / 22. І навпаки, мережі можна розбивати на більш дрібні підмережі, і так далі.

В Інтернеті використовуються [прояснити] тільки маски такого вигляду: n одиниць, далі всі нулі. Для таких (і тільки для таких) масок виходять безлічі IP-адрес будуть суміжними.

№41 Протокол ICMP. Структура заголовку ICMP пакету. Значення поля Type.

Протокол ICMP - це сімейство протоколів, кожний з яких вирішує свої вузькі задачі та має свій формат повідомлення

 

Використовується маршрутизатором для сповіщення кінцевого вузла про помилки, що виникають при передачі IP-пакету від данного вузла

Використовується для виконання запитів відносно часу, отримання значень маски тощо

Type (Тип) - числовий ідентифікатор типу повідомлення

Code (Код) - числовой идентификатор, що більш детальніше ідентифікує тип помилки

Checksum (Контрольна сума) – всього ICMP-повідомлення

Можливі значення поля Type

	Тип повідомлення
	Ехо-відповідь (Echo Replay)
	Вузол призначення є недоступним (Destination Unreachable)
	Подавлення джерела (Source Quench)
	Перенаправлення маршруту (Redirect)
	Ехо-запит (Echo Request)
	Час дейтаграми сплинув (Time Exceeded for a Datagram)
	Проблема з параметром (Parameter Problem on a Datagram)
	Запит відмітки часу (Timestamp Request)
	Відповідь відмітки часу (Timestamp Replay)
	Запит маски (Address Mask Request)
	Відповідь маски (Address Mask Replay)

№42 Дистанційно-векторний алгоритм обміну маршрутної інформації. Наведіть переваги та недоліки даного підходу.

Всі протоколи обміну маршрутною інформацією стека Tcp/ip відносяться до класу адаптивних протоколів, які у свою чергу діляться на дві групи, кожна з яких пов'язана з одним з наступних типів алгоритмів:

§ дистанційно-векторний алгоритм (Distance Vector Algorithms, DVA); ГП алгоритм стану зв'язків (Link State Algorithms, LSA).

§ дистанційно-векторних алгоритмах кожен маршрутизатор періодично і широкомовно розсилає по мережі вектор відстаней від себе до всіх відомих йому мереж. Під відстанню зазвичай розуміється число промежу точних маршрутизаторів, через які пакет повинен пройти перш, ніж потрапить у відповідну мережу. Може використовуватися і інша метрика, що враховує не тільки число перевалочних пунктів, але і час проходження пакетів по зв'язку між сусідніми маршрутизаторами. Отримавши вектор від сусіднього маршрутизатора, кожен маршрутизатор додає до нього інформацію про відомих йому інших мережах, про які він дізнався безпосередньо (якщо вони підключені до його портів) або з аналогічних оголошень інших маршрутизаторів, а потім знову розсилає нове значення вектора по мережі. Врешті-решт, кожен маршрутизатор дізнається інформацію про наявні в інтермережі мережі і про відстань до них через сусідні маршрутизатори.

Дистанційно-векторні алгоритми добре працюють тільки в невеликих мережах. У великих мережах вони засмічують лінії зв'язку інтенсивним широкомовним трафіком, до того ж зміни конфігурації можуть відпрацьовуватися по цьому алгоритму не завжди коректно, оскільки маршрутизатори не мають точного уявлення про топологію зв'язків в мережі, а мають в своєму розпорядженні тільки узагальнену інформацію - вектор дистанцій, до того ж отриманою через посередників. Робота маршрутизатора відповідно до дистанційно-векторного протоколу нагадує роботу моста, оскільки точної топологічної картини мережі такий маршрутизатор не має.

Найбільш поширеним протоколом, заснованим на дистанційно-векторному алгоритмі, є протокол RIP.

№43 Наведіть класифікацію локальних та глобальних протоколів маршрутизації. Загальний принцип роботи.

Наведіть класифікацію локальних та глобальних протоколів маршрутизації. Загальний принцип роботи

Локальна мережа (Local Area Network, LAN)- це комп'ютерна мережа, географічно сконцентрована в одній будівлі або в комплексі будівель. Ознаками, що виділяють локальну мережу від, наприклад, великої мережі (WAN) – це значно вища швидкість передачі даних, невелика територія та відсутність потреби у виділених телекомунікаційних лініях.

У 80-і роки і на початку 90-х популярними були два класи технологій локальних мереж. Перший клас технологій складався з локальних мереж Ethernet (стандарту IEEE 802.3), у яких застосовується протокол довільного доступу. Другий клас локальних мереж заснований на протоколах передачі маркера, до яких відносяться мережі типу Token ring (маркерне кільце), також відомі як мережі стандарту IEEE 802.5, і протокол FDDI (Fiber Distributed Data Interface — розподілений інтерфейс передачі даних по волоконно-оптичних каналах). В останні роки Wi-Fi (сімейство стандартів IEEE 802.11), бездротова локальна мережа почала використовуватися в додаток або як заміна Ethernet.

Розглянемо локальні мережі з передачею маркера. Ці мережі не витримали конкуренцію з технологією Ethernet і в даний час значно поступаються їм по популярності. Проте слід сказати декілька слів про мережі типу Token ring, щоб на прикладі продемонструвати технологію передачі маркера, а також дати уявлення про історичну перспективу. У мережах типу Token ring є N вузлів локальної мережі (хости і маршрутизатори) сполучені в кільце прямими лініями зв'язку. Порядок передачі маркера визначається топологією маркерного кільця. Вузол отримує маркер, передає кадр, після чого посилає маркер далі. Таким чином, маркер обходить все кільце, завдяки чому створюється віртуальний широкомовний канал. Вузол, що передає кадр, відповідає за видалення кадру з кільця. Протокол FDDI був розроблений для великих локальних мереж з лініями великої протяжності, а також для так званих регіональних мереж (Metropolitan Area Network, MAN). В більших локальних мережах (поширених на декілька кілометрів) дозволяти кадру повертатися до вузла, що послав його, після того, як кадр досяг вузла, якому він призначався, неефективно. У протоколі FDDI кадр з кільця видаляє вузол-одержувач. (Строго кажучи, FDDI не є широкомовним каналом в чистому вигляді, оскільки кадр, що передається, отримує не кожен вузол.).

Розглянемо тепер технологію Ethernet. Ця технологія популярна на ринку локальних мереж. У 80-і роки і на початку 90-х технології Ethernet доводилося конкурувати з безліччю альтернативних технологій локальних мереж, включаючи мережі Tоken ring, FDDI і АТМ. Деяким з цих технологій вдалося на декілька років захопити частину ринку. Але технологія Ethernet, розроблена в середині 70-х, продовжує своє зростання і розвиток, а останніми роками вона міцно зайняла домінуюче положення на ринку. Навіть, якщо комп’ютер підключається до мережі через Wi-Fi, майже всі Wi-Fi прилади використовують Ethernet для підключення до решти мережі. Значення Ethernet у локальних мережах так само велике, як і значення Інтернету в глобальних мережах.

Оригінальна локальна Ethernet - мережа була придумана Бобом Меткалфом і Девідом Боггсом в середині 70-х. Показана на мал.1 схема привела до появи стандарту 10Base5 Ethernet, у який входив інтерфейсний кабель, що сполучав адаптер Ethernet (тобто інтерфейс) із зовнішнім приймачем. Ethernet базувався на ідеї зв’язку комп’ютерів через єдиний коаксіальний кабель, який виконував роль транзитного середовища. Використовуваний метод був дещо схожим на методи радіопередач. Шлях, яким комп’ютери розподіляли канал відомий як протокол множинного доступу з контролем несучої та виявленням колізій (CSMA/CD). Цей протокол дозволяє в кожний момент часу лише один сеанс передачі в логічному сегменті мережі. При появі двох і більше сеансів передачі одночасно, виникає колізія, яка фіксується станцією, що ініціює передачу. Станція аварійно зупиняє процес і очікує закінчення поточного сеансу передачі, а потім знову намагається повторити передачу.

Сьогодні Ethernet-мережа існує в різних видах і формах. Топологією локальної Ethernet-мережі може бути шина або зірка. Як фізичний носій в локальних мережах Ethernet застосовуються коаксіальний кабель, мідна кручена пара, оптоволокно. Крім того, стандартами локальної Ethernet-мережі підтримується передача даних на швидкостях 10 Мбіт/с, 100 Мбіт/с, 1 Гбіт/с і навіть 10 Гбіт/с.

 

Великі (глобальні) мережі. Глобальна мережа (Wide Area Network, WAN) охоплює значну географічну область, часто цілу країну або, навіть, континент. Найбільшою і найвідомішою глобальною мережею є Інтернет. WAN слугує для з’єднання локальних мереж, які з'єднуються комунікаційними підмережами, званими скорочено просто підмережи. Хости локальних мереж зазвичай є власністю клієнтів (тобто просто клієнтськими комп'ютерами), тоді як комунікаційною підмережею найчастіше володіє і управляє телефонна компанія або постачальник послуг Інтернету. Завданням підмережі є передача повідомлень від однієї локальної сітки (або хоста) до іншої.

WAN часто будуються за допомогою виділених ліній, при кожному з кінців якої роутер (маршрутизатор) приєднується до локальної мережі з одного боку і до хабу в WAN з іншого. Проте виділені лінії дуже дорогі і мережі будуються за допомогою більш дешевих технологій комутацій каналів і комутацій пакетів.

Мережа з комутацією каналів – вид телекомунікаційної мережі, у якій між двома вузлами мережі повинне бути встановлене з'єднання (канал), перш ніж вони почнуть будь-який обмін інформацією. Це з'єднання протягом усього сеансу обміну інформацією може використовуватися тільки вказаними двома вузлами. Після завершення обміну з'єднання має бути відповідним чином розірване.

Перевагами такої мережі є висока стабільність параметрів каналу у часі та відсутність необхідності в передачі службової інформації після встановлення з’єднання. Проте комутація каналів вважається недостатньо ефективним способом комутації, бо канальна ємність частково витрачається на підтримання з’єднань, що встановлені, але (в даний момент) не використовуються.

Альтернативною комутацією є комутація пакетів, при якій інформація розділяється на окремі пакети, які передаються в мережі незалежно один від одного. В загальному випадку, хост, що відправляє повідомлення, розбиває послідовність на пакети, кожен з яких має свій порядковий номер. Пакети один за іншим прямують в лінію зв'язку і окремо передаються по мережі. Приймаючий хост збирає пакети в початкове повідомлення і передає процесу. Просування потоку пакетів наочно показане на мал.5. У деяких мережах шлях всіх пакетів даного повідомлення є строго визначеним. У інших мережах шлях пакетів може прокладатися незалежно. Рішення про вибір маршруту приймається на локальному рівні. Коли пакет приходить на маршрутизатор А, саме останній вирішує, куди його перенаправити — на В або на С. Метод ухвалення рішення називається алгоритмом маршрутизації. Їх існує величезна множина.