БИБЛИЯ ХАКЕРА

Маршрутизация OSI

При содействии Международной Организации по Стандартизации (ISO) уже разработаны или разрабатываются в настоящее время несколь­ко протоколов маршрутизации. ISO ссылается на Протокол Обмена Вну - тридоменной Маршрутизации Промежуточных Систем (Intermediate

System to Intermediate System Intra-Domain Routing Exchange Protocol (IS­IS)) как на ISO 10589. Двигательной силой стандартизации ISO докумен­та IS-IS был комитет X.3S3.3 Американского Национального Института Стандартов (ANSI), занимающийся сетевым и транспортным уровнями. В числе других протоколов ISO, связанных с маршрутизацией, протоко­лы ISO 9542 (End System to Intermediate System, или ES-IS — Конечная си­стема-Промежуточная Система) и ISO 10747 (IS-IS Inter-Domain Routing Protocol, или IDRP — Протокол междоменной маршрутизации промежу­точных систем). Об этих протоколах будет вкратце упомянуто, однако ос­новное внимание уделено версии IS-IS.

IS-IS базируется на работе, которая была впервые выполнена Digital Equipment Corporation при разработке Phase V DECnet. Хотя IS-IS пред­назначался для маршрутизации в сетях протокола CLNP ISO, со време­нем была разработана одна из его версий для поддержки как сетей CLNP, так и сетей IP. На эту версию IS-IS обычно ссылаются как на Integrated IS-IS (интегрированный); ее также называют Dual IS-IS (двойственный).

Терминология

Объединенные сети OSI используют уникальную терминологию. Термин «конечная система» (end system — ES) относится к любому узлу сети, который не занимается маршрутизацией; термин «промежуточная система» (intermediate относится к На этих терминах

Базируются протоколы OSI ES-IS (который позволяет ES и IS находить друг друга) и IS-IS (который обеспечивает маршрутизацию между IS). Ни­же дается определение некоторых других важных терминов объединен­ных сетей OSI:

Area

Область. Группа смежных сетей и подключенных к ним хостов, ко­торые определяются как область администратором сети или другим ана­логичным лицом.

Domain

Домен. Набор соединенных областей. Домены маршрутизации обеспечивают полную связность со всеми конечными системами, находя­щимися в их пределах.

Level 1 routing

Маршрутизация в пределах области Уровня 1,

Level 2 routing

Маршрутизация между областями Уровня

С чисто технологической точки зрения IS-IS почти аналогичен про­токолу маршрутизации OSPF. Оба являются протоколами с указанием состояния канала. Оба они обеспечивают различные характе-

Которые не обеспечивает RIP, в том числе иерархии маршрути­зации (routing дробление путей (path splitting), обеспечение ти­па услуги (type-of-service — TOS), удостоверение (authentication), под­держка протоколов сетевого уровня и поддержка (совместно с протоколом Integrated IS-IS) масок подсети переменной длины.

ES-IS

ES-IS в большей мере является протоколом обнаружения, чем про­токолом маршрутизации. Через ES-IS системы ES и IS узнают друг о дру­ге. Этот процесс известен как конфигурация (configuration). Так как конфигурация должна иметь место прежде, чем может начаться маршру­тизация между ES, протокол ES-IS рассматривается в первую очередь.

ES-IS различает три разных типа подсетей:

Point-to-point subnetworks

Двухточечные подсети. Обеспечивают непосредственное соедине­ние между двумя системами. Большинство последовательных каналов глобальной сети являются двухточечными сетями.

Broadcast subnetworks

Широковещательные подсети. Направляют отдельное физическое сообщение во все узлы данной подсети. Примерами широковещательных подсетей являются Ethernet и IEEE 802.3.

General-topology subnetworks

Подсети с общей топологией. Поддерживают произвольное число систем. Однако в отличие от широковещательных подсетей, величина за­трат на передачу по какому-нибудь маршруту п непосредственно связана с размерами данной подсети в подсети с общей топологией. Примером подсети с общей топологией является Х.25.

Информация конфигурации передается через определенные интер­валы времени с помощью сообщений двух типов. Приветственные сооб­щения ES (Es hello messages — ESHs) генерируются ES и отправляются в каждую IS данной подсети. Приветственные сообщения IS (IS hello mes­sages — генерируются IS и отправляются всем ES данной подсети. Эти приветственные сообщения в основном предназначены для перено­са адресов подсетей и адресов сетевого уровня тех систем, которые гене­рируют их.

При возможности ES-IS пытается отправить информацию конфи­гурации одновременно в систем. В широковещательных под­сетях приветственные сообщения ES-1S отправляются во все IS с помощью специальной многопунктовой адресации. IS отправляют при­ветственные сообщения по специальному адресу многопунктовой адреса­ции, определенного для всех конечных систем. При работе в подсети с об­щей топологией ES-IS обычно не передает информацию конфигурации из-за больших затрат на передачи многопунктовой адресации.

ES-IS переносит как адреса сетевого уровня, так и адреса подсетей. Адреса сетевого уровня OSI идентифицируют либо точку доступа к услу­гам сети (NSAP), которая представляет собой интерфейс между Уровня­ми 3 и 4, либо титул объекта сети (NET), который является объектом се­тевого уровня в OSI IS. Адреса подсетей OSI (иногда называемые адресами точки подключения подсети — subnetwork point of attachment — SNPA) являются точками, в которых ES или IS физически подключена к какой-нибудь подсети. Адрес SNPA уникальным образом идентифициру­ет каждую систему, подключенную к данной подсети. В сети Ethernet, на­пример, SNPA является 48-битовым адресом управления доступом к но­сителю (MAC). Часть информации конфигурации, которую передает ES-IS, представляет собой отображение соответствия между NSAP и SNPA или между NET и SNPA.

IS-IS

IS-IS является протоколом маршрутизации с указанием состояния канала. В этом роли он передает по сети лавинной адресацией информа­цию о состоянии канала для построения полной, последовательной кар­тины топологии сети.

Иерархия маршрутизации

Для упрощения схемы и работы роутера IS-IS различает IS уровней 1 и 2. IS уровня 1 могут сообщаться с другими IS уровня 1, находящими­ся в той же области. IS уровня 2 могут сообщаться с IS других областей, то есть IS уровня 1 формируют области уровня 1; IS уровня 2 осуществляют маршрутизацию между областями уровня 1.

IS уровня 2 формируют стержень внутридоменной маршрутизации. Другими словами, IS уровня 2 могут попасть в другие IS уровня 2 путем пересечения только IS уровня 2. Наличие такого стержня упрощает схе­му, так как в этом случае IS уровня 1 нужно уметь только попадать в бли­жайший IS уровня 2. Протокол стержневой маршрутизации может также вносить изменения, не оказывая влияния на протокол внутриобластной маршрутизации.

Сообщение между ES

Маршрутизация OSI выполняется следующим образом. Каждая ES принадлежит конкретной области. ES обнаруживают ближайшую IS пу­тем прослушивания пакетов ISH. В случае, если какая-нибудь ES захочет отправить пакет в другую ES, она направляет пакет в одну из IS сети, к ко­торой она непосредственно подключена. Роутер просматривает адрес пункта назначения и продвигает пакет по наилучшему маршруту. В слу­чае, если ES пункта назначения находится в той же подсети, то местная IS узнает об этом в результате прослушивания ESH и соответствующим об­разом продвинет пакет. В этом случае IS может также обеспечить отправ­ку сообщения о переадресации (redirect — RD) в источник пакета, чтобы сообщить о доступности более прямого пути. В случае, если адресом пункта назначения является какая-нибудь ES другой подсети той же об­ласти, то IS узнает о точном маршруте и соответствующим образом про­двинет пакет. В случае, если адресом пункта назначения является какая - нибудь ES другой области, то IS уровня 1 отправляет этот пакет в в ближайшую IS уровня 2. Продвижение пакета через IS уровня 2 продол­жается до тех пор, пока он не достигнет IS уровня 2 в области пункта на­значения. В пределах области пункта назначения IS продвигают пакет по наилучшему маршруту, пока не будет достигнута ES пункта назначения.

Каждая IS генерирует корректировку, определяющую ES и IS, с ко­торыми она соединена, а также связанные с ней показатели. Эта коррек­тировка отправляется во все соседние IS, которые продвигают ее своим соседям, и т. д. (лавинная адресация). Номера последовательностей пре­кращают лавинную адресацию и отличают старые корректировки от но­вых. Так как каждая IS получает корректировки о состоянии канала от всех других IS, то каждая IS может построить полную базу данных всей то­пологии сети. При изменении топологии отправляются новые корректи­ровки.

Показатели (метрики)

IS-IS использует один обязательный, устанавливаемый по умолча­нию показатель с максимальным значением пути 1024. Этот показатель является произвольным и обычно назначается администратором сети. Любой отдельный канал может иметь максимальное значение 64. Длина путей вычисляется путем суммирования значений каналов. Максималь­ные значения каналов установлены на этих уровнях для обеспечения сте­пени детализации, чтобы поддерживать различные типы каналов, одно­временно обеспечивая достаточную эффективность алгоритма поиска наикратчайшего пути, используемого для расчета маршрута.

IS-IS также определяет три дополнительных показателя (затраты) в качестве опций для тех администраторов, которые испытывают в них не­обходимость. Затраты задержки (delay) отражают величину задержки в ка­нале. Затраты на издержки (expense) отражают коммуникационные затра­ты, связанные с использованием данного канала. Затраты на ошибки (error) отражают коэффициент ошибок данного канала.

IS-IS обеспечивает соответствие этих четырех показателей опции качества обслуживания (quality-of-service — QOS) в заголовке пакета CLNP. Пользуясь этим соответствием, IS-IS может вычислять маршруты через объединенную сеть.

Формат пакета

IS-IS использует три базовых формата пакета:

♦ IS-IS hello packets — приветственные пакеты IS-IS

♦ Link state packets (LSPs) — пакеты состояния канала

♦ Sequence numbers packets (SNPs) — пакеты номеров последовательностей

Каждый из этих трех пакетов IS-IS имеет сложный формат с тремя различными логическими частями. Первой частью является 8-байтовый фиксированный заголовок, общий для всех трех типов пакетов. Второй частью является специфичная для данного типа пакета часть с фиксиро­ванным форматом. Третья логическая часть также является специфичной для типа пакета, но имеет переменную длину.

Каждый из трех типов пакета имеет общий заголовок.

Первым полем в общем заголовке IS-IS является идентификатор протокола (protocol identifier), который идентифицирует протокол IS-IS. Это поле содержит константу (131).

Следующим полем общего заголовка является поле длины заголов­ка (header length). Это поле содержит фиксированную длину заголовка. Эта длина всегда равняется 8 байтам, но она включена таким образом, чтобы пакеты IS-IS незначительно отличались от пакетов CLNP.

За полем длины следует поле версии (version), которое равняется единице в текущей спецификации

За полем версии идет поле длины ID, которое определяет размеры части ID (идентификатора) NSAP, если значение лежит в пределах от 1 до 8 (включительно). В случае, если поле содержит нуль, то часть ID рав­няется 6 байтам. В случае, если поле содержит 255 (одни единицы), то часть ID равна 0 байтов.

Следующим полем является поле типа пакета (packet type), которое определяет тип пакета IS-IS (hello, LSP или SNP).

За полем типа пакета повторно следует поле версии.

За вторым полем версии идет поле резерва которое равно

Нулю и которое игнорируется получателем.

Последним полем общего заголовка является поле максимума адре­сов области. Это поле определяет число адресов, разрешенных для этой области.

За общим заголовком идет дополнительная фиксированная часть, разная для каждого типа пакета, за которой следует переменная часть.

Интегрированный IS-IS

Интегрированный IS-IS является одной из версий IS-IS, которая использует один алгоритм маршрутизации для поддержки нескольких протоколов сетевого уровня[1] а не только одного протокола CLNP. Инте­грированный IS-IS иногда называют Двойственным IS-IS (Dual IS-IS), по имени одной из версий, предназначенных для сетей IP и CLNP.

Пакеты IS-IS дополнены несколькими полями, что позволяет IS-IS поддерживать дополнительные сетевые уровни. Эти поля сообщают роу - терам следующую информацию:

• Досягаемость сетевых адресов из других комплектов протоколов

• Какие протоколы поддерживаются и какимироутераМи

• Другую информацию, необходимую для какого-нибудь конкретного комплекта протоколов

Интегрированный IS-IS представляет один из двух способов под­держки в роутере нескольких протоколов сетевого уровня; другим спосо­бом является применение метода «корабли ночью» (ships in the night). Этот метод пропагандирует использование совершенно отдельного и отлично­го от других протокола маршрутизации для каждого сетевого протокола сети так, чтобы несколько протоколов маршрутизации фактически суще­ствовали независимо друг от друга (с разными типами маршрутной ин­формации, проходящей подобно кораблям ночью). Возможность направ­лять по определенным маршрутам несколько протоколов сетевого уровня с помощью таблиц, рассчитанных одним протоколом маршрутизации, экономит ресурсы роутеров.

Протокол междоменной маршрутизации (IDRP)

IDRP является протоколом OSI, предназначенным для перемеще­ния информации между доменами маршрутизации. Он предназначен для бесшовной работы с CLNP, ES-IS и IS-IS. IDRP базируется на Протоко­ле граничных роутеров (BGP), который является протоколом междомен­ной маршрутизации, впервые появившемся в сообществе IP.

IDRP вводит несколько новых терминов, в том числе следующие:

Border intermediate system (BIS)

Граничная промежуточная система. Это IS, участвующая в междо­менной маршрутизации. Для этого она использует IDRP.

Routing domain (RD)

Домен маршрутизации. Это группа ES и IS, работающих согласно общим административным правилам, включающим коллективное поль­зование общим маршрутным планом.

Routing domain identifier (RDI)

Идентификатор домена маршрутизации. Уникальный идентифика­тор домена маршрутизации (RD).

Routing information base (RIB)

Информационная база маршрутизации. Это база данных маршру­тизации, используемая IDRP. Каждая ВіБстроит свою RIB из информа­ции, полученной от систем данного RD и из других BIS. Любая RIB со­держит набор маршрутов, выбранных для использования какой-нибудь конкретной BIS.

Confederation

Конфедерация. Это группа доменов маршрутизации (RD). RD, не принадлежащие к данной конфедерации, воспринимают ее как один RD. Топология конфедерации невидима для RD, не принадлежащих к ней. Конфедерации помогают сократить сетевой трафик, выступая в объеди­ненной сети в качестве непреодолимой преграды; они могут быть вложе­ны одна в другую.

Маршрут IDRP представляет собой последовательность RDI. Неко­торые из этих RDI могут быть конфедерациями. При конфигурации каж­дой BIS она знает о RD и конфедерациях, к которым она принадлежит, а также узнает о других BIS, RD и конфедерациях из информации, которой она обменивается с каждым соседом. Как и для маршрутизации с векто­ром расстояния, маршруты в какой-нибудь конкретный пункт назначе­ния накапливаются вне данного пункта назначения. Только маршруты, которые удовлетворяют требованиям местной политики какой-нибудь BIS и были выбраны для использования, будут переданы в другие BIS. Пе­ресчет маршрутов носит частичный характер и имеет место при наличии одного их следующих трех событий: получена инкрементная корректи­ровка маршрутизации с новыми маршрутами, отказывает какая-нибудь соседняя BIS или появляется новая соседняя BIS.

В число характеристик IDRP входят следующие:

• Поддержка CLNP QOS

• Устранение петель путем отслеживания всех RD, пересекаемых роутером

• Сокращение объема маршрутной информации и ее обработки путем использования конфедераций, компрессии информации путей RD и других средств

• Обеспечение надежности путем использования встроенных надежных средств транспортировки

• Наличие узлов обслуживания маршрута

• Регенерирующие пакеты RIB