|
Útválasztási sémák
|
|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Az útválasztás az optimális adatútvonal meghatározásának folyamata a kommunikációs hálózatokban.
Az útvonalak adminisztratív úton ( statikus útvonalak ) állíthatók be, vagy útválasztási algoritmusok segítségével számíthatók ki, az útválasztási protokollok (dinamikus útvonalak) segítségével kapott információk alapján a hálózat topológiájáról és állapotáról .
A statikus útvonalak lehetnek:
A számítógépes hálózatokban az útválasztást speciális szoftver és hardver- routerek végzik ; egyszerű konfigurációkban az ennek megfelelően konfigurált általános célú számítógépekkel is futtatható.
Az útválasztási protokoll csak olyan csomagokkal tud működni, amelyek valamelyik irányított protokollhoz tartoznak, például IP , IPX vagy Xerox Network System , AppleTalk . Az irányított protokollok a csomagok (fejlécek) formátumát határozzák meg, amelyeknek az útválasztáshoz legfontosabb információja a célcím. Azok a protokollok, amelyek nem támogatják az útválasztást, átvihetők a hálózatok között alagutak segítségével . Az ilyen képességeket általában szoftveres útválasztók és egyes hardveres útválasztók biztosítják.
Az első útválasztók speciális szoftverek voltak, amelyek meghatározott módon kezelték a bejövő IP-csomagokat. Ez a szoftver olyan számítógépeken futott, amelyek több hálózati interfésszel rendelkeztek, amelyek különböző hálózatok részét képezték (közöttük történő útválasztás). Később az útválasztók speciális eszközök formájában jelentek meg. Az útválasztó szoftverrel rendelkező számítógépeket szoftverroutereknek , berendezések- hardver útválasztóknak nevezzük .
A modern hardveres útválasztókban speciális szoftvereket („firmware”) használnak az útválasztási táblák felépítésére, míg az IP-csomagok feldolgozása kapcsolási mátrixot (vagy más hardveres kapcsolási technológiát) használ, amelyet az IP-csomag fejlécében található címszűrőkkel bővítenek.
Kétféle hardveres útválasztás létezik: statikus folyamatsablonokkal és dinamikusan adaptálható táblázatokkal [1] .
A statikus sablonok magukban foglalják az útválasztóba belépő összes IP-csomag virtuális adatfolyamokra való felosztását; minden adatfolyamot a csomaghoz tartozó jellemzők készletei jellemeznek, mint például: feladó/vevő IP-címe , feladó/vevő TCP/UDP portja (ha a 4. réteg információin alapuló útválasztás támogatott), port , amelyen keresztül a csomag megérkezett [1] .
Ebben az esetben az útválasztás optimalizálása azon az elgondoláson alapul, hogy minden azonos tulajdonságú csomagot ugyanúgy kell feldolgozni (azonos szabályok szerint), míg a funkciókat csak az első csomagnál ellenőrzik a folyamban (ha egy csomag olyan funkciókkal jelenik meg, amelyek nem illeszkednek a meglévő folyamokba, új folyam jön létre ), ennek a csomagnak az elemzésének eredménye alapján egy statikus sablon jön létre, amely a bejövő csomagok váltási szabályainak meghatározására szolgál ( az áramláson belül). Általában egy nem használt sablont korlátozott ideig tárolnak (az útválasztó erőforrásainak felszabadítása érdekében). Egy ilyen séma fő hátránya a tehetetlenség az útválasztási tábla megváltoztatásával kapcsolatban (meglévő folyam esetén a csomagok útválasztási szabályainak változását a sablon törléséig nem veszik észre) [1] .
A dinamikusan adaptálható táblák „közvetlenül” használnak útválasztási szabályokat, az útválasztási táblából származó maszkot és hálózatszámot használva a csomag érvényesítéséhez, és meghatározzák a portot, amelyen a csomagot továbbítani kell. Ugyanakkor az útválasztási tábla változásai (például az útválasztási/foglalási protokollok eredményeként) azonnal érintik az összes újonnan érkezett csomag feldolgozását. A dinamikusan adaptálható táblázatok megkönnyítik a hozzáférési listák gyors (hardveres) ellenőrzésének megvalósítását is [1] .
A szoftveres útválasztást vagy speciális útválasztó szoftver végzi (abban az esetben, ha a hardveres módszerek nem használhatók, például alagút esetén ), vagy számítógépes szoftver. Általánosságban elmondható, hogy minden számítógép a saját kimenő csomagjait továbbítja (legalábbis az alapértelmezett átjárónak küldött csomagok és a helyi hálózati szegmens gazdagépei számára szánt csomagok elkülönítésére). Mások IP - csomagjainak útválasztására, valamint útválasztási táblák készítésére különféle szoftvereket használnak:
Az internetes útválasztás a TCP/IP protokollokon alapul .
Az információ továbbítása IP-csomagokkal történik, minden IP-csomag fejléce tartalmazza a csomag címzettjének és küldőjének IP -címét. Az útválasztó minden csomagot az útválasztási táblázata szerint dolgoz fel . A táblázat viszont információkat tartalmaz a számítógépről, hogy melyik címmel kell küldeni egy vagy másik címtartományú csomagokat. Például egy bizonyos tartományban lévő összes csomag egy másik útválasztóhoz irányítható, amely "felelős" ezért a szegmensért.
Egyes esetekben az útválasztó átalakíthatja a csomag fejlécét, lecserélve a csomag küldőjének és/vagy címzettjének címét. Ez különösen akkor fordul elő, ha egy helyi hálózat (amely saját címekkel rendelkezik) kölcsönhatásba lép a globális internettel. Ebben az esetben a helyi hálózat kívülről egyetlen globális IP-cím alapján látható. Annak érdekében, hogy az útválasztó egy globális címmel rendelkező csomagokat továbbítson a helyi hálózat bizonyos címzettjeihez, a NAT -táblázatot használják , ahol az IP-címek mellett portok is meg vannak jelölve, amelyek azonosítják a kapcsolatot létrehozó alkalmazásokat. Ebben az esetben a portszámok nem az IP-csomag fejlécében vannak feltüntetve, hanem a TCP vagy UDP szegmens fejlécében (a szegmensek az IP-csomagok adatmezőjébe vannak beágyazva). Ez lehetővé teszi a címzett és a feladó egy-egy azonosítását olyan esetekben, amikor egy globális cím mögött sok számítógép található a helyi hálózatokon. NAT táblázat példa [2] :
| Globális cím | Helyi cím |
|---|---|
| 209.165.200.226:1444 | 192.168.1.15:1444 |
| 209.165.200.226:1445 | 192.168.1.26:1444 |