Внутридоменные или междоменные алгоритмы
Некоторые алгоритмы маршрутизации действуют только в пределах доменов; другие – как в пределах доменов, так и между ними. Природа этих двух типов алгоритмов различна. Поэтому понятно, что оптимальный алгоритм внутридоменной маршрутизации не обязательно будет оптимальным алгоритмом междоменной маршрутизации.
Основные алгоритмы динамической маршрутизации:
При использовании в качестве маршрутной метрики величины «количества путей» существуют два основных класса алгоритмов динамической маршрутизации: алгоритмы состояния канала LSA (Link State Algorithms) и вектора расстояния DVA (Distance Vector Algorithms).
LSA, называемый также алгоритмом «первый путь – самый короткий», направляет информацию о маршрутизации во все узлы сети. Однако каждый маршрутизатор посылает только ту часть таблицы маршрутизации, которая описывает состояние его каналов.
DVA, известный также как алгоритм Бэлмана-Форда (Bellmand-Ford), направляет всю таблицу маршрутизации (или ее часть) только в соседние маршрутизаторы.
Из-за более быстрой сходимости в LSA меньше вероятность появления циклов, но вследствие сложности этот алгоритм требует больше вычислительных ресурсов и соответственно является более дорогим при реализации и сопровождении, чем DVA. Сети, использующие LSA, быстрее приспосабливаются к изменениям и более устойчивы, чем сети с использованием DVA.
Алгоритмы состояния каналов фактически направляют небольшие корректировки по всем направлениям, в то время как алгоритмы вектора расстояний отсылают более крупные корректировки только в соседние маршрутизаторы.
Отличаясь более быстрой сходимостью, алгоритмы состояния каналов несколько меньше склонны к образованию петель маршрутизации, чем алгоритмы вектора расстояния. С другой стороны, алгоритмы состояния канала характеризуются более сложными расчетами в сравнении с алгоритмами вектора расстояния, требуя большей процессорной мощности и памяти, чем алгоритмы вектора расстояния. Вследствие этого, реализация и поддержка алгоритмов состояния канала может быть более дорогостоящей. Несмотря на их различия, оба типа алгоритмов хорошо функционируют при самых различных обстоятельствах и в настоящее время успешно эксплуатируются в сетях.
Маршрутизаторы могут поддерживать две архитектуры сетей: одноуровневую и иерархическую.
В одноуровневой архитектуре все маршрутизаторы находятся на одном и том же логическом уровне. Здесь не существуй различий между разными путями; все сетевые сегменты находятся на одинаковом уровне.
Иерархическая сеть обычно включает два уровня. Типичное использование маршрутизаторов на нижнем уровне состоит в соединении определенных участков сети. Каждый участок может состоять из нескольких сетевых сегментов.Маршрутизаторы на верхнем уровне формируют специфический для иерархических сетей магистральный участок (опорную сеть). Маршрутизаторы магистральной сети передают пакеты между участками нижнего уровня.
Иерархическая архитектура используется всюду в больших, сложных сетях, обеспечивая большую легкость в управлении и упрощая задачи сетевого администрирования. Иерархическая архитектура также минимизирует количество информации, передаваемой по сети в случае каких-либо изменений.
В иерархической архитектуре могут быть использованы как DVA, так и LSA. Однако сетевая модель, вычисленная LSA, уже включает информацию о топологии – данные о взаимосвязи сетевых сегментов, необходимые для построения иерархии. В DVA эта информация должна быть занесена вручную сетевым администратором.
Таблицы маршрутизации
Решение о пересылке данных по определенному маршруту принимается на основании сведений о том, какие адреса сетей (или идентификаторы (коды) сетей) доступны в объединенной сети. Эти сведения содержатся в базе данных, называемой таблицей маршрутизации. Таблица маршрутизации представляет собой набор записей, называемых маршрутами, которые содержат информацию о расположении сетей с данными идентификаторами в объединенной сети. Таблицы маршрутизации могут существовать не только на маршрутизаторах. Узлы, не являющиеся маршрутизаторами, могут также вести свои таблицы маршрутизации для определения оптимальных маршрутов.
Типы записей в таблице маршрутизации
Каждая запись в таблице маршрутизации считается маршрутом и может иметь один из следующих типов.
Маршрут к сети ведет к сети, входящей в объединенную сеть и имеющей указанный код (идентификатор).
Маршрут к узлу ведет к конкретному узлу в объединенной сети, обладающему указанным адресом (кодом сети и кодом узла). Маршруты к узлу обычно используются для создания пользовательских маршрутов к отдельным узлам с целью оптимизации или контроля сетевого трафика.
Маршрут по умолчанию используется, если в таблице маршрутизации не были найдены подходящие маршруты. Например, если маршрутизатор или узел не могут найти нужный маршрут к сети или маршрут к узлу, то используется маршрут по умолчанию. Маршрут по умолчанию упрощает настройку узлов. Вместо того, чтобы настраивать на узлах маршруты ко всем сетям объединенной сети, используется один маршрут по умолчанию для перенаправления всех пакетов с адресами сетей, не обнаруженными в таблице маршрутизации.
Структура таблицы маршрутизации
Каждая запись таблицы маршрутизации состоит из следующих информационных полей:
1) Код сети.Код сети (или адрес узла для маршрута к узлу). На IP-маршрутизаторах существует дополнительное поле маски подсети, позволяющее выделить код IP-сети из IP-адреса назначения;
2) Адрес пересылки.Адрес, по которому перенаправляются пакеты. Адресом пересылки может быть аппаратный адрес или IP-адрес узла. Для сетей, к которым непосредственно подключен узел или маршрутизатор, поле адреса пересылки может содержать адрес интерфейса, подключенного к сети;
3) Интерфейс.Сетевой интерфейс, используемый при перенаправлении пакетов, предназначенных для сети с данным кодом. Он может задаваться номером порта или другим логическим идентификатором;
4) Метрика.Стоимость использования маршрута. Обычно лучшими считаются маршруты, имеющие наименьшую метрику. При наличии нескольких маршрутов к нужной сети назначения выбирается маршрут с наименьшей метрикой. Некоторые алгоритмы маршрутизации позволяют хранить в таблице маршрутизации только один маршрут к сети с данным кодом, даже при наличии нескольких таких маршрутов. В таком случае метрика используется маршрутизатором для выбора маршрута, заносимого в таблицу маршрутизации.