Прошел экстерном экзамен по курсу перепордготовки "Информационная безопасность". Хочу получить диплом, но не вижу где оплатить? Ну и соответственно , как с получением бумажного документа? |
Маршрутные протоколы RIP, OSPF и BGP
8.2. Протокол маршрутизации OSPF
Протокол OSPF (Open Shortest Pass First, RFC-124548, RFC-15831584, 1793, 1850, 2154, 2328, 2370, 2676, 2740, 2844, 3101, 3623, -3630, -3883) является альтернативой RIP в качестве внутреннего протокола маршрутизации для больших сетей. OSPF представляет собой протокол состояния канала (в качестве метрики используется коэффициент качества обслуживания; протокол разработан в 1979 году, утвержден как стандарт в 1990). Обычно значения метрики присваиваются сегментам пути сетевым администратором на основании измерений, но это не исключает в перспективе автоматизацию определения их значений, тем более что администратор не может оперативно отслеживать изменение состояния каналов. Каждый маршрутизатор обладает полной информацией о состоянии всех интерфейсов всех маршрутизаторов (переключателей) автономной системы. Протокол OSPF реализован в демоне маршрутизации gated, который поддерживает также RIP и внешний протокол маршрутизации BGP.
Если субсеть содержит N маршрутизаторов, каждый из которых имеет M соседей, то требуемая емкость памяти будет пропорциональна N*M. Для больших субсетей это может оказаться проблемой, да и скорость расчетов при этом окажется невысока. Несмотря на это, в большинстве случаев протокол работает вполне удовлетворительно. Но при тысячах и тем более десятках тысяч узлов этими проблемами нельзя пренебречь. В таких случаях следует подумать о разбивке сети на зоны и построении иерархической схемы маршрутизации. Причем чем больше сеть, тем больше уровней иерархии следует предусмотреть. Протокол OSPF может использоваться в корпоративных сетях, где сетевые объекты разбросаны на большой площади. Например, OSPF был реализован в региональной сети Центробанка РФ Вологодской области.
Автономная система может быть поделена на несколько областей, куда могут входить как отдельные ЭВМ, так и целые сети. В этом случае внутренние маршрутизаторы области могут и не иметь информации о топологии остальной части AS. Сеть обычно имеет выделенный маршрутизатор, который является источником маршрутной информации для остальных маршрутизаторов AS. Каждый маршрутизатор самостоятельно решает задачу оптимизации маршрутов. Если к месту назначения ведут два или более эквивалентных маршрута, информационный поток будет поделен между ними поровну. Можно подумать, что совпадение метрик для каналов возможно лишь случайно. Так бы и было, если бы метрики вычислялись автоматически на основе измерения состояния каналов, но на практике это делает администратор сети. Переходные процессы в OSPF завершаются быстрее, чем в RIP. В процессе выбора оптимального маршрута анализируется ориентированный граф сети. Понятно, что для решения этой задачи нужно иметь всю необходимую информацию обо всех узлах и каналах данной области сети. Ниже описан алгоритм Дикстры по выбору оптимального пути. Целью алгоритма является преобразование многосвязного графа в дерево с оптимальной топологией. На иллюстративном рис. 8.12 приведена схема узлов (A-J) со значениями метрики для каждого из отрезков пути. Анализ графа начинается с узла A (Старт). Пути с наименьшим суммарным значением метрики считаются наилучшими. Именно они становятся выбранными в результате рассмотрения графа ("кратчайшие пути").
Ниже дается формальное описание алгоритма. Сначала вводим некоторые определения.
Пусть D(v) равно сумме весов связей для данного пути.
Пусть C(i,j) равно весу связи между узлами с номерами i и j.
Далее следует последовательность шагов, реализующих алгоритм.
- Устанавливаем множество узлов N = {1}.
- Для каждого узла v не из множества N устанавливаем D(v)= c(1,v).
- Для каждого шага находим узел w не из множества N, для которого D(w) минимально, и добавляем узел w в множество N.
- Актуализируем D(v) для всех узлов не из множества N
D(v)=min{D(v), D(v)+c(w,v)}.
- Повторяем шаги 2-4, пока все узлы не окажутся в множестве N.
Топология маршрутов для узла A приведена на нижней части рис. 8.12. В скобках записаны числа, характеризующие метрику отобранного маршрута согласно критерию пункта 3.
Шаг | Множество | Метрика связи узла A с узлами | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
N | B | C | D | E | F | G | H | I | J | |
0 | {A} | 3 | - | 9 | - | - | - | - | - | - |
1 | {A,B} | (3) | 4 | 9 | 7 | - | 10 | - | - | - |
2 | {A,B,C} | 3 | (4) | 6 | 6 | 10 | 10 | 8 | - | 14 |
3 | {A,BC,D} | 3 | 4 | (6) | 6 | 10 | 10 | 8 | 9 | 14 |
4 | {A,B,C,D,E} | 3 | 4 | 6 | (6) | 10 | 10 | 8 | 9 | 14 |
5 | {A,B,C,D,E,H} | 3 | 4 | 6 | 6 | 10 | 10 | (8) | 9 | 14 |
6 | {A,B,C,D,E,H,I} | 3 | 4 | 6 | 6 | 10 | 10 | 8 | (9) | 14 |
7 | {A,B,C,D,E,H,I,F} | 3 | 4 | 6 | 6 | (10) | 10 | 8 | 9 | 14 |
8 | {A,B,C,D,E,H,I,F,G} | 3 | 4 | 6 | 6 | 10 | (10) | 8 | 9 | 14 |
9 | {A,B,C,D,E,H,I,F,G,J} | 3 | 4 | 6 | 6 | 10 | 10 | 8 | 9 | (14) |
Таблица 8.1 может иметь совершенно иное содержимое для какого-то другого вида сервиса, выбранные пути при этом могут иметь другую топологию. Качество сервиса (QOS) может характеризоваться следующими параметрами:
- пропускной способностью канала;
- задержкой (время распространения пакета);
- числом дейтограмм, стоящих в очереди для передачи;
- загрузкой канала;
- требованиями безопасности;
- типом трафика;
- числом шагов до цели;
- возможностями промежуточных связей (например, многовариантность достижения адресата).
Определяющими являются три характеристики: задержка, пропускная способность и надежность. Для транспортных целей OSPF использует IP непосредственно, т.е. не привлекает протоколы UDP или TCP. OSPF имеет свой код (89) в протокольном поле IP-заголовка. Код TOS (Type Of Service) в IP-пакетах, содержащих OSPF-сообщения, равен нулю, значение TOS здесь задается в самих пакетах OSPF. Маршрутизация в этом протоколе определяется IP-адресом и типом сервиса. Так как протокол не требует инкапсуляции пакетов, сильно облегчается управление сетями с большим количеством бриджей и сложной топологией (исключается циркуляция пакетов, сокращается транзитный трафик). Автономная система может быть поделена на отдельные области, каждая из которых становится объектом маршрутизации, а внутренняя структура снаружи не видна (узлы на рис. 8.12 могут представлять собой как отдельные ЭВМ или маршрутизаторы, так и целые сети). Этот прием позволяет значительно сократить необходимый объем маршрутной базы данных. В OSPF используется термин опорной сети (backbone) для коммуникаций между выделенными областями. Протокол работает лишь в пределах автономной системы. В каждой выделенной области может работать свой протокол маршрутизации.
![Пример выделения областей при OSPF маршрутизации в автономной системе (М – маршрутизаторы; C – сети)](/EDI/13_04_18_1/1523571786-30342/tutorial/305/objects/8/files/8_13.jpg)
Рис. 8.13. Пример выделения областей при OSPF маршрутизации в автономной системе (М – маршрутизаторы; C – сети)
На рис 8.13 (см. также рис 8.12) приведен пример выделения областей маршрутизации при OSPF-маршрутизации в пределах автономной системы. На рис 8.13 маршрутизаторы М4 и М2 выполняют функцию опорной сети для других областей. В выделенных областях может быть любое число маршрутизаторов. Утолщенными линиями выделены связи с другими автономными системами.
При передаче OSPF-пакетов фрагментация нежелательна, но не запрещается. Для передачи статусной информации OSPF использует широковещательные сообщения HELLO. Для повышения безопасности предусмотрена авторизация процедур. OSPF-протокол требует резервирования двух мультикастинг-адресов:
224.0.0.5 предназначен для обращения ко всем маршрутизаторам, поддерживающим этот протокол
224.0.0.6 служит для обращения к специально выделенному маршрутизатору
Заметим, что для обращения ко всем системам локальной сети используется мультикастинг-адрес 224.0.0.1, а для обращения ко всем маршрутизаторам локальной сети – адрес 224.0.0.2. В исходный момент (сразу после загрузки) маршрутизатор должен выявить наличие маршрутизаторов соседей, для чего он посылает запросы HELLO через все свои активные интерфейсы. Получатели-маршрутизаторы должны откликнуться, идентифицируя себя. Идентификаторы должны быть глобально уникальными.
Если адрес пересылки равен 0.0.0.0, данные посылаются пограничному маршрутизатору автономной системы — источнику данного сообщения. Метка внешнего маршрута — 32-битовое число, присваиваемое каждому внешнему маршруту. Эта метка самим протоколом OSPF не используется и предназначена для информирования других автономных систем при работе внешних протоколов маршрутизации. Маршрутная таблица OSPF содержит в себе:
- IP-адрес места назначения и маску;
- тип места назначения (сеть, граничный маршрутизатор и т.д.);
- тип функции (возможен набор маршрутизаторов для каждой из функций TOS);
- область (описывает область, связь с которой ведет к цели; возможно несколько записей данного типа, если области действия граничных маршрутизаторов перекрываются);
- тип пути (характеризует путь как внутренний, межобластной или внешний, ведущий к AS);
- метрику маршрута до цели;
- очередной маршрутизатор, куда следует послать дейтограмму;
- анонсирующий маршрутизатор (используется для межобластных обменов и для связей автономных систем друг с другом).
Число маршрутных таблиц может быть равно числу значений качества обслуживания.