TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security) - Сидни Фейт

■ Последняя запись не обеспечивает получения новой информации для маршрутизации, но позволяет получить интересную статистику о местном трафике. Чтобы маршрутизировать трафик к любой системе подсети 128.121.50.0, нужно направить его на адрес 128.121.50.145. При этом 128.121.50.145 — это собственный адрес tigger, а 128.121.50.0 — собственный адрес локальной сети tigger.

Команда netstat выводит и другую интересную информацию:

■ Флаги (Flags) сообщают, является ли маршрут пригодным для использования и будет ли следующее попадание хостом (H) или шлюзом (G).

■ REFcnt отслеживает текущее количество активных применений маршрута.

■ Столбец Use подсчитывает число датаграмм, которые были посланы по маршруту (после последней инициализации).

■ Интерфейс lo0 является логическим интерфейсом для кольцевого трафика. Весь внешний трафик проходит через один интерфейс Ethernet — le0.

Отметим, что включение в отчет локальной подсети 128.121.50.0 позволило обнаружить, что посланный вовне трафик вдвое больше, чем трафик, направленный к системам локальной сети.

6.8 Правило просмотра таблицы маршрутизации

Каждая запись в таблице маршрутизации обеспечивает информацию о маршрутизации к отдельной точке назначения, которая может быть отдельным хостом, сетью, суперсетью или значением по умолчанию.

Существует общее правило использования в протоколе IP таблицы маршрутизации независимо от расположения этой таблицы — на хосте или маршрутизаторе. Выбираемый в таблице элемент должен наиболее точно соответствовать IP-адресу назначения. Другими словами, когда IP просматривает адреса хостов назначения, концептуально выполняются следующие действия:

■ Сначала в таблице ищется адрес, полностью совпадающий с IP-адресом назначения. Если он будет найден, эта запись используется для маршрутизации трафика.

■ Если такого адреса нет, в таблице ищется запись для подсети системы назначения.

■ Если нет и такого адреса, в таблице проводится поиск сети назначения.

■ Если отсутствует и этот адрес, в таблице проводится поиск элемента с соответствующим префиксом маршрутизации.

■ Если не будет найден и этот адрес, используется маршрутизатор по умолчанию.

Разумеется, реальное выполнение предполагает однократный просмотр таблицы с отбрасыванием всех найденных, но менее точных совпадений.

6.9 Таблицы маршрутизатора

В отличие от таблиц маршрутизации хостов, которые могут быть очень простыми, таблицы маршрутизаторов часто содержат намного больше информации. Маршрутизатор имеет два или более интерфейсов, и каждая датаграмма должна быть передана через соответствующий ей интерфейс. Маршрутизатору могут потребоваться записи о следующих попаданиях для множества различных сетей и подсетей (см. рис. 6.6).

Рис. 6.6. Маршрутизация по многим направлениям

6.10 Таблица маршрутизации филиала компании

Некоторые маршрутизаторы имеют очень простые таблицы маршрутизации. Например, маршрутизатор филиала компании (см. рис. 6.7) направляет трафик из главного офиса в локальные сети и перенаправляет весь выходящий трафик по региональной сети в главный офис компании.

Рис. 6.7. Маршрутизация в филиале компании

Этот маршрутизатор имеет два интерфейса:

Интерфейс IP-адрес 1 130.15.40.1 2 130.15.201.2

Таблица маршрутизации будет содержать:

Назначение Интерфейс Следующее попадание Тип Протокол 130.15.40.0 1 130.15.40.1 Прямая Вручную 0.0.0.0 2 130.15.201.1 Косвенная Вручную

Первая запись описывает только прямое соединение с локально подключенной подсетью 130.15.40.0. Подсеть достигается непосредственно через собственный интерфейс.

Вторая запись указывает маршрут по умолчанию к остальной части сети. Маршрутизатор для следующего попадания — 130.15.201.1 — доступен через интерфейс 2. Главный офис компании достигается косвенным путем, через маршрутизатор следующего попадания. Оба маршрута были введены вручную.

6.11 Операции глобальной маршрутизации

Пока мы рассматривали только выбор единственного направления к точке назначения. Рисунок 6.8 поясняет действия при глобальной маршрутизации в IP. Если протоколы TCP или UDP хоста А захотят послать данные своему партнеру на хосте В, они передадут эти данные IP, сопроводив их IP-адресом хоста назначения. IP добавит заголовок, содержащий IP-адрес назначения для данных.

■ IP хоста А исследует адрес назначения, чтобы проверить, не находится ли он в локальной подсети. Если нет, IP выполнит поиск в таблице маршрутизации.

■ Из таблицы видно, что следующим попаданием является маршрутизатор X. Датаграмма будет заключена в кадр, а в его заголовок будет помещен физический адрес локальной сети для маршрутизатора X.

■ Когда датаграмма прибудет на маршрутизатор X, удаляется ее обрамление кадром. IP маршрутизатора X сравнивает IP-адрес назначения со всеми своими адресами (по маске подсети) и проверяет, не находится ли точка назначения в локально подключенной подсети.

Рис. 6.8. Глобальная маршрутизация

■ Если нет, IP выполнит поиск в таблице маршрутизации. Следующим попаданием станет маршрутизатор Y, куда и будет направлена датаграмма после обрамления ее новым кадром.

■ Когда датаграмма поступит на маршрутизатор Y, будет удалено обрамление кадром. Протокол IP маршрутизатора Y сравнит IP-адрес назначения со всеми своими адресами (по маске подсети) и проверит, не находится ли точка назначения в локально подключенной подсети. Для нашего примера поиск будет успешным и датаграмма будет послана хосту B.

Маршрут от хоста А к хосту В содержал три попадания (участка): A-X, X-Y и Y-B.

6.12 Возможности IP

В IP существует несколько возможностей, обеспечивающих гибкость и пригодность этого протокола к различным окружениям. Среди прочих следует упомянуть адаптивную маршрутизацию (adaptive routing), а также фрагментацию и сборку датаграммы (datagram fragmentation and reassembly).

6.12.1 Адаптивная маршрутизация

Маршрутизация датаграмм адаптивна по своей природе. Лучший вариант для следующего попадания в любом из устройств выполняется при поиске в таблице маршрутизации текущего сетевого узла. Записи таблицы маршрутизации могут изменяться с течением времени, отражая текущее состояние сети.

Если одна из связей (см. рис. 6.9) будет разорвана, датаграмма может переключиться на другой маршрут (если он будет доступен).

Рис. 6.9. Адаптивная маршрутизация

Изменение в топологии сети приводит к автоматическому перенаправлению датаграммы по другому маршруту. Адаптивная маршрутизация характеризуется гибкостью и надежностью.

С другой стороны, заголовок IP может содержать точный маршрут для перемещения к точке назначения. Это позволяет маршрутизировать важный трафик по засекреченному сетевому пути.

6.12.2 MTU, фрагментация и сборка

Перед тем как датаграмма отправится по сети к участку следующего попадания, она инкапсулируется внутри заголовка (заголовков) второго уровня, требующегося для данной сетевой технологии (см. рис. 6.10). Например, для прохождения сети 802.3 или 802.5 добавляются: заголовок LLC, подзаголовок SNAP, MAC-заголовок и завершающая часть MAC.

Рис. 6.10. Формат пересылки кадра локальной сети

Как было показано в главе 4, каждая технология локальной или глобальной сети имеет собственные ограничения на длину кадров. Датаграмма должна размещаться внутри кадра, и, следовательно, его максимальная длина будет ограничивать размер датаграммы, пересылаемой по носителю.

Максимальная длина датаграммы для конкретного носителя вычисляется как разность максимального размера кадра, длины заголовка кадра, длины завершающей части кадра и размера заголовка уровня связи данных: