BGP

Rzeszów, 08.01.2003r.
Laboratorium
Sieci Komputerowe
B G P
Autor: Kurc Bartłomiej IV FDS L07
2
Spis treści
Streszczenie .................................................................................................................................. 3
1. W drodze do celu czyli krótkie wprowadzenie teoretyczne. ............................................... 4
1.1. Rodzina protokołów TCP / IP ...................................................................................... 4
1.1.1. Architektura protokołów....................................................................................... 4
1.1.2. Protokół IP............................................................................................................ 5
1.1.3. Adresy IP. ............................................................................................................. 6
1.1.4. Protokół ICMP. (Internet Control Message Protocol).......................................... 6
1.1.5. Protokół TCP. ....................................................................................................... 7
1.1.6. Protokół UDP. ...................................................................................................... 7
2. U celu czyli czym dokładnie jest BGP............................................................................... 8
2.1. BGP- jako reprezentant rodziny protokołów reguł doboru tras i transmisji szeregowej... 8
2.1.1. Opis działania protokołu BGP.................................................................................. 11
2.1.2. Routing protokołu BGP ............................................................................................ 11
2.1.3. Rodzaje komunikatów protokołu BGP..................................................................... 12
2.1.4. Wykorzystanie BGP ................................................................................................. 15
2.1.5. Organizacja sieci z BGP ........................................................................................... 16
2.2. Dlaczego właśnie BGP poznajmy konkurencje .......................................................... 18
2.2.1. Protokół zewnętrzny. ................................................................................................ 18
2.2.2. Protokoły łączy szeregowych. .................................................................................. 19
2.2.3. Protokoły wewnętrzne. ............................................................................................. 20
Materiał yródłówy..................................................................................................................... 21
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
3
STRESZCZENIE
Niniejsze opracowanie ma na celu rozszyfrować i wyjaśnić znaczenie skrótu BGP.
Ponieważ czysto szczegółowe rozwinięcie w/w tematu rzuciło by tylko cień światła na
interesujące nas zagadnienie, dlatego też na początku należy ogólnie zapoznać się z dziedziną,
w której jednym z wątków okaże się być właśnie BGP jego opis, właściwości i
charakterystyka. W tym celu szerzej poznajmy rodzinę protokołów TCP/IP.
Opracowanie to może stanowić wstęp do badań najpopularniejszych obecnie
protokołów rutingu, wykorzystywanych zarówno w małych (z niewielką liczbą ruterów)
sieciach LAN, jak i w dużych systemach autonomicznych sieci Internet. Wybór protokołu
rutingu i jego właściwe skonfigurowanie jest ciekawym zadaniem projektowym. Przemyślana
konfiguracja sieci owocuje wysoką wydajnością, a przede wszystkim jej niezawodnością
działania (ciągłą dostępnością najlepszych ścieżek dla trasowanych pakietów). Znajomość
tajników działania protokołów trasowania jest również kluczem do zabezpieczenia sieci przed
nadmiernym ruchem o charakterze organizacyjnym i ruchem związanym z wszelkimi próbami
niepowołanego dostępu z zewnątrz. Omawiane w pracy rozwiązanie ma duże walory
poznawcze. Umożliwia zapoznanie się z oprogramowaniem odpowiadającym na poziomie
funkcjonalnym oprogramowaniu ruterów Cisco, firmy nazywanej szarą eminencją Internetu ,
której wysokiej klasy produkty dominują ostatnio rynek sprzętu przełączającego i rutującego.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
4
1. W drodze do celu czyli krótkie wprowadzenie teoretyczne.
1.1. Rodzina protokołów TCP / IP
Podrozdział ten poświęcony zostanie właśnie protokołom TCP/IP ich charakterystyce,
zastosowaniu i miejscu w hierarchii współczesnej informatyki w kontekście sieci
komputerowych i usług internetowych.
1.1.1. Architektura protokołów
Architektura protokołów opisuje zestaw protokołów, który został opracowany w celu
umożliwienia komunikacji między różnymi typami systemów komputerowych, jak również
między różnymi sieciami. Już w 1973 roku agencje DARPA oraz Stanford University
rozpoczęły pracę nad protokołem TCP. Efektem tego (trwającego 5lat) okresu badań było
opracowanie dwóch wzajemnie uzupełniających się protokołów: protokołu połączeniowego
TCP i protokołu bezpołączeniowego IP (stąd też właśnie bierze się nazwa TCP/IP). Protokoły
TCP/IP są wykorzystywane w systemach UNIX-owych, sieciach lokalnych i sieciach
rozległych. Służą one do łączenia oddzielnych fizycznie sieci w jedną całość - sieć logiczną.
Do najistotniejszych zalet protokołów TCP/IP można tu zaliczyć:
- otwartość i niezależność od specyfikacji sprzętowo-programowej systemów
komputerowych.
- możliwość integracji wielu różnych rodzajów sieci komputerowych.
- wspólny schemat adresacji pozwalający na jednoznaczne zaadresowanie każdego
użytkownika.
- istnienie standardowych protokołów warstw wyższych .
Protokoły TCP/IP to dzisiaj cały zestaw protokołów przeznaczonych do:
- transferu danych: IP, TCP, UDP (User Datagram Protocol).
- kontroli poprawności połączeń: ICMP (Internet Control Message Protocol).
- zarządzania siecią: SNMP (Simple Network Management Protocol).
- zdalnego włączania się do sieci: TELNET.
- usług aplikacyjnych typu przesyłania plików: FTP (File Transfer Protocol).
Architektura protokołów TCP/IP różni się nieznacznie od modelu ISO/OSI. Spotykamy się
tutaj do z czterowarstwowym hierarchicznym modelem protokołów TCP/IP. Dane generowane
przez programy aplikacyjne są przekazywane w dół stosu jeśli mają być przesyłane poprzez
sieć i w górę stosu przy odbiorze. Zaś każda warstwa stosu dodaje do danych przekazywanych
z warstwy wyższej informacje sterujące w postaci nagłówków. Nagłówek bowiem dodany w
warstwie wyższej jest traktowany jako dane w warstwie niższej.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
5
Warstwy protokołów TCP/IP mogą używać różnych nazw do określania
przekazywanych danych. Aplikacje, które stosują w warstwie transportowej protokół TCP
nazywają swoje dane strumieniem. Zaś TCP określa swoje dane nazwą segmentu. Aplikacje
wykorzystujące w warstwie transportowej protokół UDP definiują swoje dane jako
wiadomości, a dane protokołu UDP to pakiety. W warstwie Internet protokół IP traktuje swoje
dane jako bloki zwane datagramami. W najniższej warstwie bloki danych to ramki lub pakiety
w zależności od używanego protokołu.
Protokoły TCP/IP wyróżniają dwa typy urządzeń sieciowych: routery (lub gatewaye)
oraz hosty (czyli komputery). Routery służą do przesyłania pakietów między sieciami
(TCP/IP), a na hostach instalowane jest oprogramowanie aplikacyjne użytkowników.
Aplikacja, która korzysta z protokołów TCP/IP jest musi być identyfikowana za
pomocą numeru portu, a protokoły transportowe są określone za pomocą numerów protokołów.
W prosty sposób pozwala to łączyć dane generowane przez różne aplikacje z kilkoma
protokołami transportowymi i z kolei te protokoły z protokołem IP. Takie rozwiązanie daje
możliwość multipleksacji danych, czyli np. umożliwia równoczesną komunikację wielu
aplikacji z TCP. W Internecie niektóre numery portów są zarezerwowane i wstępnie przypisane
do usług takich jak protokoły sieciowe: FTP lub TELNET. (mogą przyjmować numery z
zakresu 0 do 255). Protokoły TCP/IP używają również abstrakcyjnego pojęcia gniazda, czyli
kombinacji adresu IP i numeru portu. W związku z tym gniazdo jednoznacznie określa proces
w Internecie jak również jest zakończeniem logicznego łącza komunikacyjnego między
dwiema aplikacjami. Jeśli aplikacje realizowane są na dwóch różnych komputerach, to para
odpowiadających im gniazd definiuje połączenie w protokole połączeniowym TCP [7].
1.1.2. Protokół IP.
Jest to protokół bezpołączeniowy, co oznacza, że sprawdza on poprawności dostarczenia
datagramów do miejsc przeznaczenia. Do podstawowych funkcji protokołu IP możemy
zaliczyć:
- określenie struktury datagramu.
- określenie schematu adresacji.
- kierowanie ruchem datagramów w sieci.
- dokonywanie fragmentacji datagramu i odtwarzanie z fragmentów oryginalnego
datagramu.
Protokół IP jest protokołem przeznaczonym do działania w sieci z komutacją pakietów.
Właśnie pakiet ten jest przez IP określany w/w już nazwą datagram. Każdy datagram jest
podstawową, samodzielną jednostką przesyłaną w sieci na poziomie warstwy Internet, który
może być adresowany do pojedynczych węzłów lub do wielu węzłów. W przesyłaniu
datagramów poprzez sieci uczestniczą routery (węzły sieci), które określają dla każdego
datagramu trasę od węzła zródłowego do węzła docelowego. Jednak w różnych sieciach mogą
być ustalone różne maksymalne długości datagramów, więc w zależności od potrzeb, datagram
może być podzielony na kilka mniejszych części, tzn. na kilka datagramów za pomocą operacji
fragmentacji datagramów. Format każdego fragmentu jest taki sam jak format każdego innego
niepodzielnego datagramu. Konieczność fragmentacji datagramu może być również
powodowana przez przesyłanie datagramów przez sieci rozległe dopuszczające inne protokoły i
inne długości pakietów, np. dla sieci X.25, gdzie pakiety mają maksymalną długośc 128
bajtów. Kompletowanie pierwotnego datagramu z fragmentów dokonuje się w komputerze
docelowym [7].
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
6
1.1.3. Adresy IP.
Obecnie protokoły TCP/IP wykorzystywane w sieciach, gdzie stosowane są 32-bitowe
adresy jednoznacznie określają sieć oraz komputer dołączony do tej sieci. Taki adres IP składa
się z dwóch części: sieciowej i identyfikującej komputer wewnątrz sieci. Adresy IP można
sklasyfikować wg ich formatów, a wzajemna relacja między liczbą bitów określających sieć i
liczbą bitów określających komputer zależy od klasy adresów, których jest 5 (A, B, C, D, E).
Adresy IP są zapisywane jako 4 liczby w systemie dziesiętnym oddzielone kropkami, np.
123.65.101.0. Cyfry te odpowiadają liczbom dwójkowym zawartym w kolejnych czterech
bajtach adresu IP, czyli należą do przedziału [0,255]. Dzięki adresom IP możliwe jest
stworzenie sieci logicznych w jedną całość - dużą sieć fizyczną posiadającą jeden adres IP. By
tego dokonać należy skorzystać z bitów części identyfikującej komputer w adresie IP oraz 32-
bitowej maski podsieci. Budowa maski jest następująca: bit o wartość 1 odpowiada bitowi w
adresie IP i jest bitem części sieciowej, natomiast w przypadku gdy ten sam bit jest ustawiony
na wartość 0, to bit adresu należy do części określającej komputer. Tu właśnie pozanjemy
pojęcia netid (network ID określenie sieci) i hostid (host ID określenie węzła sieciowego).
Obecnie podstawową niedogodnością sieci Internet jest nieustanna redukcja puli adresów IP -
praktycznie nie ma już większych możliwości adresowania w klasach A i B. Rozwiązaniem
może być propozycja nowego protokołu IP v6, powstającego według idei z roku 1994
IPNextGeneration. Pozbywa się ona dotychczasowego ograniczenia rozciągając dotychczasowe
32-bitowe adresy do 128 bitów. Oczywiście zakłada się, że nowe adresy obejmą aktualnie
używane (32-bitowe)[7].
1.1.4. Protokół ICMP. (Internet Control Message Protocol).
Protokół ten jest ściśle związany z protokołem IP i jego częścią warstwy internet, lecz
ponieważ IP jako protokół bezpołączeniowy nie posiada on mechanizmów informowania o
błędach dlatego wprowadzony został właśnie protokół ICMP, który umożliwia już przesyłanie
między komputerami lub routerami także informacji o błędach występujących w
funkcjonowaniu sieci IP np.:
- brak możliwości dostarczenia datagramu do miejsca przeznaczenia.
- zmiana wcześniej wyznaczonej trasy przez jeden z pośredniczących routerów.
- brak wolnej pamięci buforowej dla zapamiętania datagramu.
Informacje o tych zaburzeniach w działaniu sieci noszą nazwę komunikatów. Komunikaty
protokołu ICMP są przesyłane wewnątrz datagramów IP. Każdy z nich ma własny format.
Jednak wszystkie rozpoczynają się takimi samymi polami: typ, kod oraz suma kontrolna.
Dalsze pola zależą od typu komunikatu ICMP. Pole typ określa rodzaj komunikatu, a pole kod
opisuje kod błędu. W polu suma kontrolna zawarte jest 16-bitowe jedynkowe uzupełnienie
sumy komunikatu ICMP. Pole wskaznik określa bajt, w którym wystąpił błąd, natomiast pole
informacja zawiera nagłówek oraz pierwsze 64 bity datagramu IP, w którym wykryto błąd.
Protokół ICMP posługuje się 12 komunikatami, które są wymieniane między routerami i / lub
komputerami [7].
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
7
1.1.5. Protokół TCP.
Jest to protokół zorientowany połączeniowo, czyli umożliwia zestawienie połączenia w
którym efektywnie i niezawodnie przesyłane są dane. Połączenie to charakteryzuje się
możliwością sterowania przepływem, potwierdzania odbioru, zachowania kolejności danych,
kontroli błędów i przeprowadzania retransmisji. Blok danych wymieniany między
współpracującymi komputerami nosi nazwę segmentu (nagłówek + dane).
Ponieważ TCP jest protokołem zorientowanym połączeniowo, więc e celu przesłania danych
między dwoma modułami TCP, zainstalowanymi w różnych komputerach, konieczne jest
ustanowienie, utrzymanie i rozłączenie połączenia wirtualnego. Po ustanowieniu połączenie
wirtualnego między dwoma modułami TCP mogą zostać przesyłane segmenty z danymi.
Segmenty te mogą być przesyłane tym połączeniem w obu kierunkach, ponieważ TCP
umożliwia transfer danych między dwoma modułami w trybie dupleksowym. Dla zapewnienia
niezawodnej transmisji TCP wykorzystuje sekwencyjną numerację bajtów oraz mechanizm
pozytywnych potwierdzeń z retransmisją. Numer sekwencyjny przypisany do każdego
przesyłanego bajtu danych pozwala na jego jednoznaczną identyfikację, a także jest używany w
mechanizmie przesyłania potwierdzeń. Odbywa się to przez wskazanie ile bajtów odbiorczy
moduł TCP jest w stanie zaakceptować. Liczba akceptowanych bajtów określona jest w polu
okno w nagłówku segmentu przesyłanego do nadawczego modułu TCP. Liczba ta może być
zmieniana w trakcie trwania połączenia wirtualnego.
TCP realizuje również koncepcję funkcji wymuszającej. Operacja ta jest realizowana
wtedy, gdy aplikacja chce mieć pewność, że wszystkie dane przekazane przez nią do modułu
TCP zostały wysłane. W odpowiedzi na żądanie aplikacji, moduł TCP wysyła wszystkie dane
znajdujące się w buforach w postaci jednego lub kilku segmentów do odbiorczego modułu
TCP. Po przesłaniu danych następuje rozłączenie połączenia wirtualnego. Należy tu
przypomnieć, że moduł TCP w celu przesyłania segmentu przez sieć przekazuje go do warstwy
internet. Tam jest on umieszczany w wewnątrz datagramu, czyli inaczej segment jest
uzupełniany o nagłówek datagramu IP. Z kolei protokół IP przekazuje ten datagram do
warstwy dostępu do sieci, gdzie po obudowaniu o kolejny nagłówek tworzona jest ramka
przesyłana przez sieć [7].
1.1.6. Protokół UDP.
Protokół UDP (User Datagram Protocol) - jest to protokół bezpołączeniowy, nie posiadający
mechanizmów sprawdzających poprawność dostarczenia danych. Protokół UDP został
opracowany w celu stworzenia aplikacjom możliwości bezpośredniego korzystania z usług IP.
Pozwala on aplikacjom na dołączanie do datagramów IP adresów portów komunikujących się
aplikacji.
Protokół UDP jest wykorzystywany w sytuacjach, gdy przesyłamy niewielką liczbę danych.
Również protokół ten mogą używać aplikacje działające według modelu zapytanie-odpowiedz.
Ogólnie możemy powiedzieć, że UDP może być z powodzeniem używany tam gdzie nie są
wymagane usługi protokołu UDP [7].
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
8
2. U CELU Czyli czym dokładnie jest BGP
2.1. BGP- jako reprezentant rodziny protokołów reguł doboru tras
i transmisji szeregowej.
W sieciach TCP/IP routery (gatewaye) spełniają ważną rolę w zakresie kierowania ruchem
datagramów. Ruch ten może odbywać się zarówno wewnątrz sieci jak i dotyczyć wymiany
informacji między różnymi sieciami. Ponieważ protokół IP nie określa sposobu kierowania
ruchem wewnątrz sieci i między sieciami, a zatem opracowano dla tych celów różne protokoły
reguł doboru tras. Protokoły te mają za zadanie przede wszystkim przygotować informacje
niezbędne do budowy tablic kierunków w routerach (gatewayach).
Dynamiczne protokoły rutowania można sklasyfikować na kilka sposobów. Pierwszy i chyba
najważniejszy związany jest z tym, jaką część sieci protokół obejmuje swym zasięgiem.
Wyróżnić tutaj możemy :
- Protokoły zewnętrzne (Exterior Gateway Protocols);
�
- Protokoły wewnętrzne (Interior Gateway Protocols).
�
Protokół klasyfikowany jako zewnętrzny odpowiada za wymianę informacji o rutingu
pomiędzy dwiema niezależnymi domenami administracyjnymi, zwanymi często systemami
autonomicznymi.
Najpopularniejszym obecnie protokołem rutingu, wykorzystywanym pomiędzy systemami
autonomicznymi jest BGP (Border Gateway Protocol). Charakterystyczną cechą protokołów
zewnętrznych jest ich dobra skalowalność i przystosowanie do obsługi dużych sieci. Składają
się zwykle z wielu podprotokołów, a ich implementacja jest dość skomplikowana [2].
BGP jest protokołem wykonującym (we współczesnych sieciach) zadania związane z
wyborem ścieżek dla ruchu międzydomenowego, oraz rozwiązuje problemy skalowalności
Internetu. Ponadto protokół BGP wykonuje routing międzydomenowy w sieciach pracujących
z protokołem TCP/IP. Należy do klasy protokołów zewnętrznych. Wykonuje routing pomiędzy
wieloma systemami autonomicznymi (domenami) i wymienia informacje o routingu i
dostępności z innymi systemami posługującymi się protokołem BGP. Protokół BGP został tak
zaprojektowany, aby zastąpić swego poprzednika, obecnie już zdezaktualizowany protokół
EGP (Exterior Gateway Protocol) (patrz szczegóły 2.2.1.)
Routery zewnętrzne pracujące z protokołem BGP podobnie jak routery z protokołem EGP,
wymieniają informację o dostępności systemów autonomicznych. Ponadto przesyłane są
atrybuty trasy takie jak koszty czy też zabezpieczenia przed niepowołanym dostępem. Atrybuty
te również mogą zawierać informacje służące do wyboru tras na podstawie wymagań
administracyjnych (nietechnicznych), np. związanych z bezpieczeństwem datagramów. Na
podstawie otrzymanych informacji protokół BGP wybiera najkrótszą trasę. Informacje
wymieniane są jedynie przyrostowo, a nie przez przesyłanie całej bazy danych dotyczącej
zewnętrznej reguły doboru tras, zatem protokół ten nie powoduje dużego przyrostu ruchu w
sieci [4].
Protokół BGP otwiera perspektywę przekazywania pakietów z danymi użytkowymi
pomiędzy odległymi lokalizacjami między innymi pomiędzy dużymi systemami zarządzanymi
przez operatorów sieci, zwanymi systemami autonomicznymi (są to systemy typu transit ,
multihomed i stub ). Każdy system autonomiczny jest rejestrowany przez organizację
InterNIC, gdzie przydzielany jest mu odpowiedni numer. Numery te są wykorzystywane
podczas konfigurowania ruterów dla BGP.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
9
W systemie autonomicznym jeden lub więcej ruterów, które zostają skonfigurowane do
obsługi BGP, stają się speakerami BGP (reprezentantami pozostałych ruterów i sieci
tworzących system autonomiczny). Speakery wiedzą wszystko o konfiguracji sieci w ramach
AS. Odbierają także komunikaty aktualizujące ruting z danymi o sieciach z innych systemów
autonomicznych. Przekazują swoim partnerom aktualizacje rutingu zarówno sieci
wewnętrznych jak i sieci z innych AS.
Dowolne rutery skonfigurowane do obsługi BGP wymieniające aktualizacje rutingu
nazywane są BGP peers (partnerzy BGP). Ruter BGP pozyskuje dane o swoich sąsiadach za
pomocą protokołu TCP korzystając z powszechnie znanego portu o numerze 179. Adresy IP
oraz numery systemów autonomicznych ze wszystkich partnerskich ruterów BGP, które
konfigurowany ruter będzie dostrzegał, muszą być wyspecyfikowane za pomocą polecenia
konfiguracyjnego neighbor . Po nawiązaniu połączenia TCP pomiędzy partnerami BGP do
wzajemnego komunikowania wykorzystywane są 4 rodzaje komunikatów: open, update,
keepalive i notification. Najbardziej użytecznym jest update, który służy do przekazywania
informacji o rutingu. Komunikaty open i keepalive wykorzystywane są do nawiązania i
utrzymywania sesji BGP. Komunikat notification służy do powiadamiania o błędnych
warunkach pomiędzy partnerskimi BGP.
Partnerzy BGP mogą być zarówno wewnętrzni jak i zewnętrzni. Wewnętrzni partnerzy
budują (nawiązują) sesję w ramach jednego systemu autonomicznego, a partnerzy zewnętrzni
to rutery należące do różnych systemów autonomicznych.
Protokół BGP posiada możliwość realizacji następujących funkcji:
- agregacji tras;
- egzekwowania reguł różnej polityki rutingu dla różnych systemów autonomicznych;
- poprawy skalowalności poprzez wykorzystanie dla tras reflektorów i konfederacji;
- współdziałanie z protokołami IGP poprzez redystrybucję i synchronizację.
Agregacja tras jest realizowana podobnie jak dla protokołu OSPF, z tą różnicą, że dla
BGP zagregowane adresy sieci i ich maski wyznaczane są na poziomie systemu
autonomicznego, a nie obszaru. Dzięki funkcji agregacji tras można zredukować liczbę tras
(sieci) w ramach systemów autonomicznych, które rutery BGP będą ogłaszać dla swoich
zewnętrznych partnerów. Proces BGP pracujący na ruterze musi być specjalnie poinformowany
poprzez odpowiednie polecenia konfiguracyjne, że ma obsługiwać agregację tras. Koncepcja
agregacji tras jest bardzo prosta, aczkolwiek szczegóły implementacji i opcje konfiguracyjne są
bardzo złożone. Pomiędzy procesami realizującymi różne protokoły rutingu możliwa jest
redystrybucja tras. Można tutaj dystrybuować trasy statyczne zapisane w tabelach tras rutera
(redystrybucja statyczna) jak i trasy otrzymywane od innych ruterów i różnych protokołów
rutingu (redystrybucja dynamiczna). Redystrybucja dynamiczna polega na zleceniu procesowi
BGP akceptacji tras zgłaszanych przez protokół typu IGP (RIP, OSPF, IGRP...). Wymaga to
jednak takiego skonfigurowania procesu IGP, aby dystrybuował on swoje trasy dla BGP.
Możliwa jest wzajemna redystrybucja tras, zarówno statyczna jak i dynamiczna, pomiędzy
protokołami BGP a IGP. Na rysunku 1 umieszczonym na kolejnej stronie przedstawiony został
przykład środowiska, w którym możliwe jest zastosowanie redystrybucji statycznej i
dynamicznej między protokołami OSPF i BGP. Liniami ciągłymi zaznaczone zostały sesje
BGP, liniami przerywanymi sesje OSPF. Jak widać, na ruterach ASBR (Autonomous System
Border Router) powinny być uruchomione dwa procesy: OSPF i BGP. Podstawowy przepływ
danych o osiągalnych sieciach dokonuje się z IGP (tutaj procesu OSPF) do BGP. Proces BGP
uruchomiony na ASBR dowiaduje się o sieciach w systemie AS za pomocą redystrybucji
statycznej, dynamicznej lub za pomocą odpowiedniego polecenia konfiguracyjnego (np.
network, udostępnianego przez system siecioy IOS Cisco).
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
10
Rys. 2.1.1. Routing OSFP i BGP wewnątrz systemu autonomicznego [2]
W przypadku jakiejkolwiek niestabilności w pracy sieci obsługiwanych np. przez
protokół OSPF dane o trasach redystrybuowane są w sposób dynamiczny. Jakakolwiek zmiana
w trasach OSPF powoduje wygenerowanie danych do aktualizacji dla BGP. Poziom ruchu w
sieci staje się w tym momencie znaczny. Scenariusz ten nosi nazwę trzepotania tras .
Jedynym sposobem uniknięcia trzepotania tras jest redystrybucja statyczna. Jeśli wewnątrz AS
znajduje się bardzo dużo sieci OSPF dostarczanie informacji o każdej z nich do zewnętrznego
rutera BGP jest niepożądane. Sytuacja ta kwalifikuje się do przedstawienia tych sieci za
pomocą metody agregacji tras.
Aby rutery BGP mogły komunikować się ze sobą muszą być skonfigurowane jako
sąsiedzkie. Liczba sesji TCP w ruterach przy konfiguracji połączeń typu każdy z każdym (tzw.
full-meshed ) może być znaczna. Aby zminimalizować liczbę sesji stosuje się metodę
odzwierciedlania tras i metodę konfederowania .
Odzwierciedlanie tras jest techniką podobną do stosowania rutera desygnowanego.
Poniżej rysunek 2 przedstawia powiązania między ruterami BGP przy zastosowaniu
odzwierciedlania tras.
Rys. 2.1.2. Technika odzwierciedlania tras w BGP [2]
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
11
Zakłada się, że Ruter A jest skonfigurowany do pełnienia roli zwierciadła tras i
przyjmuje zewnętrzne dane aktualizacyjne BGP. Rozpowszechnia je do wszystkich swoich
partnerów. Jeśli inny ruter zostanie skonfigurowany jako klient zwierciadła, będzie przesyłał
dane aktualizacyjne tylko do rutera odzwierciedlającego. Ten zaś odbije (ponownie ogłosi) je
do swoich partnerów. Redukowana w ten sposób jest liczba sesji BGP. Grupa ruterów
skonfigurowana do uczestnictwa w odzwierciedlaniu tras nazywana jest klastrem .
Inną metodą redukowania wzajemnych powiązań wewnętrznych BGP w ramach
systemu AS zawierającego dużą liczbę speakerów są konfederacje . W metodzie tej
poszczególne speakery grupuje się w mini-ASy. Konfederacje BGP definiowane są za pomocą
poleceń konfiguracyjnych ruterów. BGP jest protokołem typu path-vector. Ścieżka odnosi się
do serii kroków, które muszą być podjęte pomiędzy punktem początkowym, a docelowym.
Ścieżka BGP jest więc serią liczb z numerami AS, przez które będą przechodzić pakiety, aby
dotrzeć do miejsca przeznaczenia. Kompletny opis ścieżki dokonywany jest poprzez
zestawienie jej atrybutów, co nie będzie tutaj omawiane. Atrybuty ścieżek przenoszone są w
komunikatach aktualizacyjnych (update messages), wymienianych między speakerami BGP
[2].
2.1.1. Opis działania protokołu BGP
Przy wyborze optymalnej trasy protokół BGP posługuje się algorytmem
distance-vector. W trakcie inicjacji połączenia równorzędne routery BGP wymieniają
kompletne kopie swoich tablic routingu, które mogą być obszerne. Jednak wtedy wymieniane
są tylko zmiany (delty), co sprawia, że długie sesje BGP są bardziej efektywne od krótkich.
2.1.2. Routing protokołu BGP
Jedną z najważniejszych funkcji protokołu BGP jest wykrywanie pętli na poziomie systemu
autonomicznego.
Protokół BGP wykonuje trzy typy routingu:
1. Wewnątrz systemów autonomicznych - między dwoma lub większą liczbą
routerów BGP zlokalizowanych w jednym systemie autonomicznym, na
przykład w przedsiębiorstwie, uczelni lub u jednego dostawcy usług
internetowych;
2. Na zewnątrz systemów autonomicznych - między dwoma lub większą liczbą
routerów w różnych systemach autonomicznych;
3. Przez systemy autonomiczne - między dwoma lub większą liczbą routerów
BGP, które wymieniają ruch przez system autonomiczny, nie obsługujący
protokołu BGP.
Podobnie jak każdy protokół routingu, BGP utrzymuje tablice routingu, przesyła aktualnienia
routingu i podejmuje decyzje o trasie kierowania ruchu, opierając się na miarach routingu.
Główną funkcją systemu BGP jest wymiana z innymi systemami BGP informacji o dostępności
sieci, w tym informacji o ścieżkach systemów autonomicznych. Informacja ta jest niezbędna do
konstrukcji grafu połączeń systemów autonomicznych, z którego można eliminować pętle i
wprowadzać w życie strategiczne decyzje z poziomu systemów autonomicznych [4].
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
12
Każdy router utrzymuje tablicę routingu, zawierającą wszystkie możliwe ścieżki do
poszczególnych sieci. Jednak router nie odświeża tej tablicy. Zamiast tego informacja o
routingu, otrzymana od równorzędnego routera, jest przechowywana do czasu, gdy zostanie
odebrane przyrostowe uaktualnienie.
Urządzenia pracujące z protokołem BGP wymieniają informacje o routingu podczas
inicjacji i uaktualniania. Gdy router jest włączany do sieci po raz pierwszy, routery BGP
wymieniają swoje wewnętrzne tablice routingu. Podobnie, gdy zachodzą zmiany w tych
tablicach, routery wysyłają te fragmenty tablicy, które zostały zmienione. Routing BGP
uaktualnia tylko zgłoszenia ścieżek optymalnych do sieci, natomiast nie wysyła regularnie
harmonogramowanych uaktualnień.
Protokół BGP używa tylko jednej miary routingu do wyznaczenia optymalnej ścieżki do
danej sieci. Miara ta składa się z arbitralnie przyjętej liczby jednostkowej, która określa stopień
preferencji konkretnego łącza. Zazwyczaj miarę tę przypisuje do każdego z łączy administrator
sieci, kierując się różnorodnymi kryteriami. Może to być liczba systemów autonomicznych
przez które przechodzą ścieżka, stabilność, szybkość, opóznienie lub koszt [3].
2.1.3. Rodzaje komunikatów protokołu BGP
Wszystkie komunikaty protokołu BGP mają nagłówek podstawowy pakietu - rysunek
2.1.3.1. przedstawia format nagłówka pakietu BGP (Header Format).
Rys. 2.1.3.1. Format nagłówka pakietu BGP [8].
Nagłówki komunikatu otwierającego, uaktualniającego i zgłoszeniowego mają dodatkowe
pola; komunikat podtrzymujący ma tylko nagłówek podstawowy pakietu.
Opis głównych pól rysunku 2.1.3.1. - jest następujący:
Znacznik - zawiera wartość autoryzacji, którą może przewidzieć odbiorca komunikatu.
Długość - wskazuje całkowitą długość komunikatu w bajtach.
Typ - określa rodzaj komunikatu.
Dane - zawiera informacje warstwy wyższej (pole opcjonalne) [8].
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
13
Definiuje się tu w/w cztery typy komunikatów: otwierający, uaktualniający, zgłoszeniowy i
podtrzymujący.
1) Komunikat otwierający (open message) otwiera sesję komunikacyjną protokołu BGP
pomiędzy równorzędnymi routerami i jest pierwszym komunikatem, wysyłanym przez
obie strony po ustaleniu połączenia na poziomie protokołu transportowego. Komunikat
otwierający jest potwierdzany komunikatem podtrzymującym wysyłanym przez
równorzędny router. Natychmiast po potwierdzeniu komunikatu otwierającego mogą
być wymieniane komunikaty uaktualniające, zgłoszeniowe i podtrzymujące [3].
Rys. 2.1.3.2. Format komunikatu otwierającego [8].
Opis pól rysunku 2.1.3.2.:
Wersja - dostarcza numer wersji protokołu (aktualna wersja to 4 ).
Mój system autonomiczny - dostarcza numer systemu autonomicznego nadawcy.
Czas utrzymania wskazuje maksymalną liczbą sekund, które mogą upłynąć bez
otrzymania komunikatu nadający zostanie uznany za niedziałającego.
Identyfikator BGP dostarcza identyfikator BGP nadawcy (adres IP), który jest
określony przy inicjacji i jest taki sam dla wszystkich lokalnych interfejsów i
wszystkich równorzędnych partnerów BGP.
Długość parametrów opcjonalnych wskazuje całkowitą długość pola parametrów
opcjonalnych (w bajtach). Jeśli wartość tego pola jest równa 0, oznacza to, że pole
parametrów opcjonalnych jest niewykorzystane.
Parametry opcjonalne pole to może zawierać listę parametrów opcjonalnych. Każdy
parametr jest zakodowany jako uporządkowana trójka parametru, wartość parametru>. Dotychczas zdefiniowano tylko informację
autoryzującą (parametr typu 1). Składa się ona z 2 pól:
- Kod autoryzacji wskazuje użyty mechanizm autoryzacji.
- Dane autoryzacji forma i znaczenia tego pola [8].
2) Komunikat uaktualniający (update message) zapewnia uaktualnianie routingu w innych
systemach BGP, pozwala routerom odtworzyć u siebie obraz topologii sieci. W celu
zapewnienia niezawodnego dostarczania uaktualnień do ich przesyłania używa się
protokołu TCP (Transmission Control Protocol). Komunikaty otwierające mogą
wycofywać z tablicy routingu jedną lub więcej niewykonalnych tras i podczas ich
wycofywania zgłaszać nowe [3].
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
14
Rys. 2.1.3.3. Format komunikatu uaktualniającego [8].
Opis pól rysunku 2.1.3.3.:
Długość pola nieosiągalnych tras wskazuje całkowitą długość pola usuniętych tras.
Wartość 0 tego pola wskazuje, że żadna trasa nie została usunięta i nie ma tego pola w
komunikacie.
Nieosiągalne trasy wskazuje całkowitą długość pola usuniętych tras lub nie
wykorzystanie tego pola (wartość 0).
Usunięte trasy zawiera listę prefiksów adresów IP tras, które są niedostępne.
Całkowita długość pola atrybutów ścieżki wskazuje całkowita długość pola atrybutów
ścieżki lub niewykorzystanie tego pola (wartość 0).
Atrybuty ścieżki pole o zmiennej długości znajduje się w każdym komunikacie
uaktualniającym. Każdy atrybut ścieżki jest uporządkowaną trójką o zmiennej
długości: .
Informacja o dostępności warstwy sieciowej to pole o zmiennej długości zawiera liste
prefiksów adresów IP dla zgłoszonych tras [8].
3) Komunikat zgłoszeniowy (notification message) jest wysyłany w przypadku wykrycia
błędu. Zgłoszenia są używane do zamykania i otwierania sesji i informowania
wszystkich przyłączonych routerów o przyczynie zamknięcia sesji [3].
Opis pól do rysunku 2.1.3.4. - zamieszczonego na kolejnej stronie:
Kod błędu wskazuje typ błędu, który wystąpił. Pole to definiuje różne typy błędów.
Subkod błędu dostarcza dokładniejszej informacji charakteryzującej wykazywany
błąd.
Dane o błędzie dostarcza dane oparte na polach kodu błędu i subskodu błędu. Pole to
jest wykorzystywane do ustalenia przyczyn pojawienia się komunikatu
zgłoszeniowego [8].
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
15
Rys. 2.1.3.4. Format komunikatu zgłoszeniowego [8].
4) Komunikat podtrzymujący (keep-alive message) powiadamia równorzędne routery
BGP o tym, że router jest aktywny. Częstotliwość wysyłania komunikatu jest dobrana
tak, aby zapobiec wygaszeniu sesji [3].
2.1.4. Wykorzystanie BGP
Użytkownicy Sieci rzadko myślą o systemach i urządzeniach infrastruktury, które
umożliwiają właściwe działanie Internetu. Szybki rozwój Sieci wymusił zmiany w organizacji
dostępu do poszczególnych komputerów. Sposoby organizacji tego dostępu to właśnie
istotność protokoły routingu
Obecnie najbardziej zaawansowanym rozwiązaniem jest właśnie protokół BGP 4, który
spełnia rolę protokołu uniwersalnego, który można wykorzystać do budowy tablic routingu
wewnętrznego w systemie autonomicznym (IBGP) oraz ścieżek routingu pomiędzy
dostawcami (EBGP). Rozróżnienie to jest umowne, stosowne do aktualnego obszaru działania
protokołu.
Dane pochodzące z ubiegłego roku informują o ówczesnej dbywającej się instalacji
najnowszych routerów Ericsson AXI 580 w sieci szkieletowej Polpak-T. Z informacji
uzyskanych od zastępcy dyrektora TP SA ds. usług i marketingu, protokół BGP 4+ jest
dostępny praktycznie w całej sieci Polpak już od w listopadzie tego roku. Jednocześnie
przypomniał, że protokół wymaga nieprzerwanych sesji łączności routerów sąsiadujących ze
sobą przerwa lub zakłócenie łączności powoduje, że domena może "zniknąć" z sieci, a jej
odtwarzanie w skali globalnej może trwać nawet dwie doby [6].
Routery BGP 4 definiują sesje sąsiedzkie, które wykorzystując standardowy TCP, służą
do wymiany informacji o trasach sieciowych i ścieżkach w systemach autonomicznych.
Routery takie nazywamy równorzędnymi, a sesja TCP trwa do chwili zerwania połączenia
fizycznego. Po nawiązaniu połączenia routery wymieniają między sobą całe tablice routingu.
W stosunku do dawniejszych IGP wprowadzono mechanizmy numerowania wersji tablic, co
umożliwia ich aktualizację przez wymianę informacji różnicowych. Dzięki temu wszystkie
routery równorzędne synchronizują się praktycznie natychmiast.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
16
Bardzo ważną cechą BGP jest to, że ogłasza tylko trasę najlepszą, ale w osobnej tablicy
przechowuje trasy zapasowe. Protokół BGP optymalizuje trasę na podstawie długości ścieżek
do systemu docelowego, ale umożliwia także arbitralny wybór drogi [5].
2.1.5. Organizacja sieci z BGP
Każdy system autonomiczny musi mieć swój unikalny identyfikator ASN (Autonomic
System Number), nadawany przez organizacje RIPE, APNIC lub ARIN. Numer ten jest
identyfikatorem wszystkich routerów BGP danego systemu. Powielenie numeru na zewnątrz
grozi wyłączeniem dużych obszarów sieci ze względu na wewnętrzne zabezpieczenia protokołu
przed zapętleniem. Dla routerów BGP w sieciach prywatnych, niepołączonych z Internetem,
wykorzystuje się numery z zakresu 32768- 64511. Elementem usprawniania działania sieci jest
możliwość filtracji rozgłaszanych sieci, tak aby kierować połączenia na różne interfejsy
fizyczne do różnych routerów fizycznych. Podobnie można wybrać i pogrupować informacje o
trasach, które są rozgłaszane do poszczególnych routerów.
Możliwość tworzenie tablic routingu przez różne protokoły.
W systemach autonomicznych routery BGP mogą tworzyć konfederacje, które zmniejszają
ruch wewnątrz systemu, tworząc automatycznie subsystemy o strukturze pierścieni. Inną
metodą zmniejszania ruchu jest hierarchiczna konfiguracja routerów w strukturze drzewa
nazywana klastrem, gdzie router nadrzędny pełni rolę propagatora tras (Route Reflector), a
routery gałęzi nie prowadzą działalności rozgłoszeniowej.
Rys. 2.1.5.1. Tablica routingu z BGP [5].
Bardzo interesującą możliwością jest także przekazywanie ruchu BGP poprzez
autonomiczny system, który wewnątrz nie obsługuje tego protokołu. W znacznym stopniu
można skorzystać z dobrodziejstw BGP, jeżeli firma mająca więcej niż jedno połączenie z
Internetem wymieni routery brzegowe na takie, które obsługują BGP 4.
Routery obsługujące BGP 4 są znacznie droższe niż ich poprzednicy. Trzeba pamiętać,
że wbudowana funkcjonalność wymaga ogromnej mocy obliczeniowej oraz pamięci do obsługi
złożonych funkcji routowania. Bez przesady można stwierdzić, że oprogramowanie routerów
jest jednym z najbardziej złożonych współczesnych zagadnień programistycznych.
Oprogramowanie to musi podejmować decyzje w złożonej i dynamicznie zmieniającej się
topologii sieci.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
17
Rys. 2.1.5.2. Propagator tras (Route Reflector) z routerami klienckimi i równorzędnymi [5].
Routing BGP wymaga, aby inne routery sieci także umiały go obsłużyć w miarę
rozprzestrzeniania się technologii można będzie z niej korzystać na coraz niższym szczeblu.
Rys. 2.1.5.3. Konfederacja routerów BGP [5] .
W sieciach, które funkcjonują od dawna proces wymiany routerów musi potrwać, nie należy
się więc dziwić, że nie nastąpi to jednego dnia jest to bardzo kosztowne i trudne
organizacyjnie. Sieci dostawców wchodzących na rynek nie mają tych ułomności zawsze są
najnowocześniejsze.
Czy BGP można czymś zastąpić? Teoretycznie tak można stosować stare protokoły,
dodatkowe serwery nazw itp. Wymaga to jedynie zwiększania mocy obliczeniowych i pasma
na informacje techniczne sieci, niezbędne dla jej funkcjonowania. Rozwój ekstensywny rzadko
kończy się sukcesem, lepiej więc stosować rozwiązania "inteligentniejsze", efektywniejsze w
działaniu[5].
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
18
2.2. Dlaczego właśnie BGP poznajmy konkurencje .
Pojedyncze sieci są dołączone do routerów łączących je z innymi sieciami. Grupę sieci i
routerów administrowanych przez ten sam ośrodek i stanowiących jednolity system
wykorzystujący ten sam protokół reguły doboru tras nazywamy systemem autonomicznym lub
systemem wewnętrznym lub też domeną. Przykładem takiego systemu autonomicznego może
być sieć kampusowa lub sieć wojskowa. Protokoły reguł doboru tras są podzielone na dwie
grupy, zależnie od tego w jakim obszarze sieci są wykorzystywane. Protokoły wewnętrznych
reguł doboru tras są używane do przesyłania informacji związanych z reguła doboru tras
stosowaną wewnątrz systemu autonomicznego, a na potrzeby reguł doboru tras
wykorzystywanych do kierowania ruchem między systemami autonomicznymi stosowane są
protokoły zewnętrznych reguł doboru tras.
2.2.1. Protokół zewnętrzny.
Protokoły zewnętrznych reguł doboru tras są wykorzystywane do wymiany informacji
związanych ze sposobem przesyłania datagramów między systemami autonomicznymi. Do
takich protokołów zaliczamy np. protokoły EGP lub omawiany już szczegółowo protokół BGP.
Protokół EGP (Exterior Gateway Protocol) umożliwia wymianę komunikatów między
parą sąsiednich routerów zewnętrznych. Router zewnętrzny to taki sam router, który z jednej
strony ma możliwość komunikowania się z innymi routerami wewnątrz systemu
autonomicznego, a z drugiej z routerami zewnętrznymi innych systemów autonomicznych.
System autonomiczny może posiadać jeden lub wiele routerów zewnętrznych.
Każdy router zewnętrzny wymienia informacje związane z wewnętrzną reguła doboru
tras z routerami wewnętrznymi systemu autonomicznego korzystają z protokołu wewnętrznej
reguły doboru tras. Pozwala to routerowi zewnętrznemu na uzyskanie informacji o adresach
komputerów (użytkowników końcowych) znajdujących się w systemie autonomicznym.
Ponadto każdy router zewnętrzny wymienia informacje związane z zewnętrzną regułą doboru
tras z sąsiednimi routerami zewnętrznymi innych systemów autonomicznych.
Podstawowe procedury wykonywane przez router zewnętrzny pracujący według
protokołu AGP to :
- poznanie sąsiada poprzez wymianę specjalnych komunikatów między sąsiednimi
routerami zewnętrznymi
- okresowa wymiana informacji związanej z kierowaniem ruchem datagramów między
dwoma sąsiednimi routerami zewnętrznymi
- monitorowanie dostępności sąsiednich routerów zewnętrznych realizowane przez
wysyłanie odpowiedniego komunikatu i oczekiwanie na odpowiedz. Jeśli po trzykrotnym
wysłaniu komunikatu ciągle brak odpowiedzi, to zakłada się, że sąsiedni router zewnętrzny
przestał działać i wówczas usuwa się z tablicy kierunków wszystkie prowadzące przez niego
trasy.
Router zewnętrzny zwykle utrzymuje dwie tablice kierunków. Jedną dotyczącą
kierowania ruchem datagramów wewnątrz systemu autonomicznego i drugą z trasami do
innych routerów zewnętrznych. Tablica związana z ruchem datagramów wewnątrz sytemu
autonomicznego jest wyznaczana (aktualizowana) z użyciem protokołów wewnętrznych reguł
doboru tras, a tablica kierunków dotyczących wymiany datagramów między systemami
autonomicznymi jest wyznaczana z użyciem procedur nie definiowanych przez protokół EGP.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
19
2.2.2. Protokoły łączy szeregowych.
Protokoły TCP/IP mogą działać korzystając z wielu różnych mediów transmisyjnych.
Jednym z jednych istotniejszych nośników są łącza szeregowe z uwagi na to, że wielu zdalnych
użytkowników łączy się z sieciami TCP/IP poprzez np. łącza telefoniczne, a także z uwagi na
rozwój sieci rozległych pracujących z protokołami TCP/IP. Te dwa powody wymusiły
standaryzację komunikacji TCP/IP poprzez łącza szeregowe, co doprowadziło do powstania
dwóch protokołów dla łączy szeregowych SLIP i PPP.
Protokół SLIP (Serial Line IP) został opisany w dokumencie RFC 1055. Umożliwia on
asynchroniczny lub synchroniczny transfer danych przez łącza dzierżawione lub komutowane z
szybkością transmisji do 19.2 Kb/s. Pozwala łączyć ze sobą komputery, routery i stacje
robocze. Protokół SLIP w prosty sposób obudowuje datagramy IP podczas ich przesyłania
przez łącza szeregowe. SLIP traktuje dane jako ciąg bajtów i używa następujących dwóch
znaków specjalnych do oznaczania końca datagramu:
znak SLIP END (kod 192) oznacza koniec datagramu
znak SLIP ESC (kod 219) wskazujący, że następny znak nie jest znakiem specjalnym
protokołu SLIP. W trakcie transmisji może zdarzyć się , że w nadawanym ciągu danych
wystąpią sekwencje odpowiadające znakom specjalnym, co oznaczało błędną ich interpretację
przez odbiornik. Aby się przed tym zabezpieczyć nadajnik bada wysyłany ciąg bajtów i
wstawia dodatkowy znak ESC bezpośrednio przed bajtem odpowiadającym znakowi
specjalnemu. Pozwala to zapobiec interpretowaniu przez protokół SLIP bajtu stanowiącego
dane jako końca datagramu.
Protokół SLIP może przekazywać datagramy o długości do 1006 bajtów. Nie zawiera on w
sobie mechanizmów detekcji i korekcji błędów, a także nie posiada mechanizmów
adresowania. Oba komunikujące się systemy muszą znać wzajemnie swoje adresy i mogą
przesyłać z użyciem protokołu SLIP wyłącznie datagramy IP. Protokół ten może być
wykorzystywany jedynie w transmisji punkt-punkt. Ponadto komunikujące się systemy muszą
mieć zainstalowane te same wersje protokołu SLIP.
Wymienione wyżej braki protokołu SLIP nie są istotne dla części zastosowań, a w innych
zastosowaniach stanowią wielką przeszkodę. SLIP zaleca się stosować do odległych systemów,
komputerów lub stacji roboczych przesyłających wyłącznie datagramy IP, nie zaleca się go
stosować w środowisku sieci rozległych do łączenia routerów.
Protokół PPP (Point to Point Protocol) opracowano jako standard przeznaczony do użycia
w sieci Internet. Można go również stosować w innych sieciach rozległych (RFC 1171 i 1172).
Jest to protokół do transmisji synchronicznej i asynchronicznej po łączach dzierżawionych i
komutowanych. Protokół PPP może przenosić pakiety pochodzące od różnych protokołów
warstwy sieciowej: IP, IPX, AppleTalk, DECnet, CLNP oraz MAC. Inną właściwością PPP
jest posiadanie mechanizmu adresacji IP co pozwala łączyć się zdalnym użytkownikom w
dowolnym miejscu sieci, a także ograniczeń co do szybkości transmisji. Datagramy IP lub
pakiety innych protokołów są przesyłane wewnątrz ramek protokołu PPP. Struktura tej ramki
jest podobna do struktury ramki HDLC z tym, że ramka PPP ma dodatkowe pole określające od
jakiego protokołu pochodzą dane zawarte w polu informacyjnym ramki.
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
20
2.2.3. Protokoły wewnętrzne.
Przykładami protokołów wewnętrznych reguł doboru tras są protokoły RIP i OSPF.
Protokół RIP (Routing Information Protocol) zaliczamy do kategorii protokołów
dystansowo-wektorowych. Protokół ten zwykle wybiera trasy o najmniejszej liczbie
"przeskoków", czyli najmniejszej liczbie routerów (węzłów), przez które muszą przejść
datagramy na trasie od routera zródłowego do docelowego. Najdłuższa trasa może składać się z
co najwyżej piętnastu przeskoków. Jeżeli wyznaczona trasa posiada więcej niż piętnaście
przeskoków to protokół RIP przyjmuje, że router docelowy jest nieosiągalny. Z tego powodu
protokół ten nie może być stosowany w systemach autonomicznych składających się z dużej
liczby routerów.
Decyzje co do wyboru trasy w protokole RIP mogą być podejmowane nie tylko w
oparciu o liczbę przeskoków, ale również na podstawie kosztu trasy. Koszt trasy może
reprezentować np. opóznienie, przepustowość trasy lub stopień zabezpieczenia przed
niepowołanym dostępem. Decyzja co do dalszej tras datagramu podejmowana jest przez router
na podstawie adresu przeznaczenia i tablicy kierunków. Na podstawie informacji otrzymanych
od sąsiadów router modyfikuje swoje tablice kierunków. Następnie dla każdego docelowego
routera wybierana jest trasa o najmniejszym koszcie. Jeśli otrzymane informacje dotyczą
routera docelowego, który dotychczas nie występował w tablicy kierunków to tablica ta jest
odpowiednio uzupełniana przez dodanie nowej trasy. Jeśli informacje o routerze docelowym
już znajdują się w tablicy kierunków, to jej modyfikacja jest dokonywana tylko wtedy gdy
koszt nowej trasy jest mniejszy od kosztu trasy dotychczasowej.
Protokół OSPF (Open Shortest-Path-First) zaliczymy do protokołów stanu połączenia.
W porównaniu z protokołami dystansowo-wektorowymi protokoły stanu połączenia wymagają
większej mocy obliczeniowej, zapewniają większy stopień kontroli nad procesem kierowania
ruchem datagramów w sieci i szybciej dostosowują się do zmian struktury sieci. Protokół OSPF
jest przystosowany do pracy w dużych systemach autonomicznych. Każdy router pracujący z
protokołem OSPF musi znać strukturę sieci, w której pracuje. W związku z tym wykonuje on
dwa podstawowe zadania :
- testowanie stanów sąsiednich routerów i własnych linii wyjściowych w celu
potwierdzenia ich sprawności. Wymiana informacji między sąsiednimi
routerami jest dokonywana z użyciem protokołu "hello".
- okresowe przesyłanie (rozgłaszanie) informacji o stanie połączeń sąsiednimi
routerami do wszystkich routerów pracujących w sieci.
Router, na podstawie otrzymywanych informacji, tworzy graf skierowany będący
reprezentacją sieci fizycznej. Ponieważ każdy z routerów pracujących w sieci otrzymuje te
same informacje o sieci, więc każdy z nich tworzy ten sam graf. Następnie każdy router
wyznacza najkrótszą trasę do każdego innego routera.
Każdy router wewnątrz sytemu autonomicznego do wyznaczania najkrótszych tras
korzysta z tych samych danych i stosuje ten sam algorytm, a zatem zapobiega to występowaniu
pętli na trasach, po których przesyłane są datagramy. Zapobieganie występowaniu pętli na
trasach jest bardzo ważną własnością protokołu OSPF, która między innymi wydatnie zwiększa
efektywność działania sieci [7].
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002
21
MATERIAA yRÓDAÓWY
Informacji zawarte powyżej pochodzą z różnych stron internetowych zarówno
publikowanych i oferowanych przez Internet Polski jak i Ogólnoświatowy, gdzie były to w
większości dokumenty angielskojęzyczne, które zostały przetłumaczone na język polski, oraz z
publikacji artykułów dostępnych na rynku wydawniczym.
Oto wykaz pozycji, z których zaczerpnąłem większość danych oraz adresy stron www:
[1] Bruce Hallberg Sieci komputerowe kurs podstawowy Wydawnictwo Edition
2000.
[2] Tomasz Malinowski Protokoły rutingu dynamicznego BIULETYN INSTYTUTU
AUTOMATYKI I ROBOTYKI - 2001- Zakład Teleinformatyki, Instytut Automatyki i
Robotyki WAT, ul Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa.
[3] Czasopismo NetWorld (dostępne także: www.networld.com.pl)
[4] W poszukiwaniu najlepszej trasy Mariusz Dec - Pckurier 22/2000
[5] PRO Magazyn Prawdziwych Interautów nr 26. - 2002r.
[6] Dostawca usług używający sieci Cisco Powered Network - Polska - Cisco Systems
(www.networld.com.pl/)
[7] Amatorska Sieć Komputerowa Skałka.htm - http://asks2001.republika.pl/sieci4.htm
[8] Vademecum teleinformatyka Janusz Chustecki Warszawa. 1999r
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Aukasiewicza
Zakład Systemów Rozproszonych
Rzeszów 2002

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
BGP
BGP
Instrukcja bgp dla obsługi zamrażarek, lad chłodniczych
BGP Cisco
BGP Cisco
bgp manual

więcej podobnych podstron