• Страница 1 из 1
  • 1
Обсуждение «Принцип работы одноадресной маршрутизации IPv4»
avatar
Админ | Оффлайн

Назначение: Windows Server 2008


 
 

Сетевые компоненты одноадресной маршрутизации IPv4


 

 

Одноадресная IP-маршрутизация - это процесс передачи данных в
 виде одноадресных IP-пакетов по IP-сети из отдельного исходного узла
(компьютера или другого сетевого устройства) в отдельный целевой узел.
IP-маршрутизатор - это узел, пересылающий IP-пакеты между интерфейсами
(которые могут быть физическими сетевыми адаптерами или логическими
интерфейсами, такими как туннели) на основе данных, хранящихся в базе
данных, называемой таблицей маршрутизации.


 

На рисунке показана простая IP-сеть с использованием одноадресной IP-маршрутизации.


 
Простая сеть IP

 

Компоненты маршрутизации, показанные на рисунке, описаны в
таблице соответственно определениям Международной организации по
стандартизации (ISO).


 

 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Компонент сети
 

 Описание
 

 

Конечная система


 

 

Это сетевое устройство, которое не может пересылать
IP-пакеты. Конечные системы известны также как хосты. Пример конечной
системы - компьютер, не являющийся маршрутизатором. (Узлы - это общее
название хостов и маршрутизаторов.)


 

 

Промежуточная система


 

 

Это сетевое устройство, которое может пересылать
IP-пакеты, ему не адресованные. Примеры промежуточных систем - мосты,
коммутаторы и маршрутизаторы.


 

 

Маршрутизатор


 

 

Это промежуточная система, используемая для связи
сегментов сети (подсетей) при помощи общего протокола сетевого уровня,
такого как протокол IP. Изображенная на приведенном выше рисунке
промежуточная система - это маршрутизатор. К маршрутизаторам относятся
следующие устройства:


 

  •  Аппаратные маршрутизаторы.
    Устройства, специально спроектированные и оптимизированные для
    осуществления маршрутизации как своей главной функции. Например, в
    IP-сетях широко применяются аппаратные маршрутизаторы, производимые
    компанией Cisco Systems, Inc.


  •  Программные маршрутизаторы.
    Компьютеры, на которых, кроме маршрутизации, выполняются и другие
    задачи. Пример программного маршрутизатора - компьютер под управлением
    Windows Server® 2008 с включенной службой маршрутизации и удаленного
    доступа.


 

Маршрутизатор можно настроить на выполнение либо только
 статической маршрутизации, либо только динамической маршрутизации,
либо, что более типично, в основном динамической маршрутизации,
дополненной некоторыми статическими маршрутами, настроенными вручную.


 

 

Сеть


 

 

Это часть сетевой инфраструктуры (повторители,
концентраторы, мосты или коммутаторы уровня 2), соединенная с другими
частями при помощи промежуточной системы и использующая для своих
компьютеров и других сетевых устройств общий сетевой адрес, называемый
идентификатором сети. Другое название - сегмент сети или подсеть.


 

 

Одноадресный IP-пакет, отправляемый узлом одной IP-сети узлу
другой сети, как правило, сначала передается маршрутизатору.
Маршрутизатор проверяет пакет и при помощи целевого адреса сети из
заголовка пакета определяет один из своих интерфейсов, который будет
использован при доставке пакета до места назначения.


 

Заголовок сетевого уровня любого пакета IPv4, отправленного
по сети IPv4 из исходного узла в целевой узел, содержит следующие
данные:


 

  •  Адрес IPv4 источника, который содержит идентификаторы сети и хоста источника.


  •  Адрес IPv4 места назначения, который содержит идентификаторы сети и хоста места назначения.


  •  Значение «срок жизни» (TTL, Time-To-Live) используется, чтобы
    не допустить бесконечную циркуляцию пакета в сети. TTL получает сначала
    максимальное значение, которое затем уменьшается на единицу при каждом
    пересечении любого места соединения. Когда значение становится равным
    нулю, пакет отбрасывается, а узлу его происхождения отправляется
    сообщение.

    noteПримечание

     Счетчик соединений TTL (число соединений уровня интерфейса
    сети, которые нужно пересечь для достижения данного места назначения) не
     идентичен счетчику переходов (число маршрутизаторов, которые нужно
    пересечь для достижения места назначения). Значение счетчика соединений,
     равное числу сегментов сети, - это значение счетчика переходов + 1.
    Например, если между двумя узлами находятся пять маршрутизаторов,
    значение счетчика переходов равно 5, а счетчика соединений TTL - 6.

 

 

Принципы работы таблицы маршрутизации IPv4


 
 

В сети IPv4 решения о IP-маршрутизации принимаются при помощи
 базы данных маршрутов, известной как таблица IP-маршрутизации. Каждый
IP-узел использует свою собственную таблицу маршрутизации для хранения
данных о маршрутах, пригодных для пересылки одноадресных IP-пакетов в
любое доступное место. Узел, работающий под управлением Windows
Server 2008 (или Windows Vista®;), создает свою таблицу маршрутизации
автоматически, с учетом своей текущей конфигурации TCP/IP, записей
таблицы статической маршрутизации, данных, предоставляемых протоколами
динамической маршрутизации, и сообщений перенаправления ICMP.


 

Таблица маршрутизации IPv4


 

 

Каждая запись таблицы маршрутизации соответствует одному
маршруту. Когда IP-узлу нужно переслать IP-пакет, протокол IP выполняет в
 таблице маршрутизации узла поиск маршрута, наиболее соответствующего
IP-адресу места назначения, указанного в пакете. Обычно процесс выглядит
 следующим образом:


 

  •  Для IP-хоста. Хост может отправить пакет в
     его место назначения либо непосредственно, либо при помощи маршрута по
    умолчанию {идентификатор сети: 0.0.0.0, Маска подсети: 0.0.0.0},
    указывающего на его шлюз по умолчанию. Шлюз по умолчанию - это
    маршрутизатор, соединяющий отдельные сегменты IP-сети.


  •  Для IP-маршрутизатора. Маршрутизатор
    пересылает пакет, используя либо явный статический маршрут для
    конкретного сегмента сети, сводный маршрут или маршрут хоста, либо
    маршрут по умолчанию.


 

Пример таблицы маршрутизации


 

 

Администратор или пользователь могут в любой момент
просмотреть текущее состояние таблицы IP-маршрутизации для IP-узла.
Пусть, например, узел настроен следующим образом:


 

  •  IP-адрес: 157.54.27.90


  •  Маска подсети: 255.255.240.0


  •  Основной шлюз: 157.54.16.1


 

В нотации длины префикса сети пара «IP-адрес - маска
подсети» {157.54.27.90, 255.255.240.0} для данного узла будет иметь вид
157.54.27.90/20. Если в командной строке данного узла выполнить команду route print, будут выведены данные, представленные в следующей таблице.


 


 Таблица маршрутизации примера
 


 

 

 
 

 

 

 

 
 

 

 

 
Место назначения в сети Маска сети Шлюз Интерфейс Метрика 
 0.0.0.0 0.0.0.0 157.54.16.1 157.54.27.90 20
 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1
 157.54.16.0 255.255.240.0 157.54.27.90 157.54.27.90 20
 157.54.27.90 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1 20
 157.54.255.255 255.255.255.255 157.54.27.90 157.54.27.90 20
 224.0.0.0 240.0.0.0 157.54.27.90 157.54.27.90 20
255.255.255.255 255.255.255.255 157.54.27.90 157.54.27.90 1

 
 

 



 

В приведенном выше листинге метрика, для некоторых строк
имеющая значение 20, - это метрика, которую протокол TCP/IP Windows
Server 2008 или Windows Vista использует для интерфейса Ethernet 100
мбит/с, адаптера 802.11g или адаптера 802.11a. В следующей таблице
перечислены критерии, которые Windows Server 2008 или Windows Vista
используют при назначении метрик маршрутам, связанным с сетевыми
интерфейсами, имеющими разные скорости.


 

Метрики, назначенные средством «Автоматическое назначение метрики»


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Скорость соединения
 

 Метрика
 

 

Больше 200 Мбит/с


 

 

10


 

 

Больше 20 Мбит/с и меньше или равна 200 Мбит/с


 

 

20


 

 

Больше 4 Мбит/с и меньше или равна 20 Мбит/с


 

 

30


 

 

Больше 500 Кбит/с и меньше или равна 4 Мбит/с


 

 

40


 

 

Меньше или равна 500 Кбит/с


 

 

50


 

 

По умолчанию средство автоматического назначение метрики включено при помощи флажка Автоматическое назначение метрики на вкладке Параметры IP окна Дополнительные параметры TCP/IP
 протокола TCP/IP. Для назначенных DHCP шлюзов по умолчанию стандартное
поведение при автоматическом расчете метрики для маршрута по умолчанию с
 учетом скорости адаптера можно переопределить, используя параметр DHCP с
 именем Основная метрика маршрутизатора по умолчанию, предложенный компанией Майкрософт.


 

 

Таблица маршрутизации в сравнении с таблицей пересылки


 

 

Многие реализации маршрутизаторов, в том числе служба
маршрутизации и удаленного доступа в Windows Server 2008, используют как
 таблицы маршрутизации, так и таблицы пересылки:


 

  •  Таблица маршрутизации. Хранит все маршруты из всех возможных источников. Команда netsh ro ip sh rtmr (или netsh routing ip show rtmroutes) отображает таблицу маршрутизации.


  •  Таблица пересылки. Используется протоколом IP для пересылки пакетов. Команды route print или netsh ro ip sh rtmd (или netsh routing ip show rtmdestinations) отображают таблицу пересылки IP.


 

Служба маршрутизации и удаленного доступа машрутизатора
Windows Server 2008 поддерживает таблицу IP-маршрутизации при помощи
компонента с именем «Диспетчер таблицы маршрутов» (сокращенно rtm в rtmroutes и rtmdestinations
 для команд, показанных выше). Диспетчер таблицы маршрутов обновляет
таблицу пересылки IP (которая включена в протокол TCP/IP), учитывая
данные о входящих маршрутах из многих источников.


 

Содержимое таблицы маршрутизации не обязательно соответствует содержимому таблицы пересылки.


 

 

 

Структура таблицы маршрутизации IPv4


 

 

Типы маршрутов


 

 

В следующей таблице описаны типы маршрутов, хранящихся в
таблице IP-маршрутизации. Описание каждого маршрута в фактической
таблице маршрутизации см. в таблице «Маршруты в таблице
IP-маршрутизации» далее в этом разделе.


 

Типы маршрутов, хранящихся в таблице IP-маршрутизации


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Тип маршрута
 

 Описание
 

 

Маршрут локальной сети


 

(Маршрут для непосредственно подключенной сети)


 

 

Маршрут к идентификатору конкретной локальной сети. Этот маршрут определяет сегмент сети, непосредственно подключенный к узлу.


 

Для маршрута локальной сети столбец «Шлюз» (иногда
называемый «Следующий переход») может быть пустым или содержать IP-адрес
 интерфейса в данном сегменте сети.


 

 

Маршрут удаленной сети


 

 

Маршрут к идентификатору конкретной удаленной сети.
 Этот маршрут определяет сегмент сети, не подключенный к узлу
непосредственно, но доступный через один или несколько маршрутизаторов.


 

Для маршрута удаленной сети в столбце «Шлюз»
(«Следующий переход») указывается IP-адрес локального маршрутизатора,
расположенного между узлом и удаленной сетью.


 

 

Маршрут хоста


 

 

Маршрут к IP-адресу (идентификатор сети +
идентификатор хоста) в сети. Вместо выбора маршрута только на базе
идентификатора сети, как в случае маршрута локальной или удаленной сети,
 решение о выборе маршрута для хоста основывается на комбинации
идентификатора сети и идентификатора хоста. В случае маршрута хоста
столбец «Место назначения в сети» - это IP-адрес указанного хоста, а
столбец «Маска сети» - значение 255.255.255.255.


 

Обычно маршрут хоста используется для создания
специального маршрута к хосту с целью контроля или оптимизации
определенных типов сетевого трафика.


 

 

Маршрут по умолчанию


 

 

Маршрут, который используется в случае отсутствия в
 таблице маршрутизации других, более соответствующих месту назначения
маршрутов. Включение в таблицу маршрутизации маршрута по умолчанию
означает, что нет необходимости хранить в таблице маршрутизации маршруты
 для каждого идентификатора, присутствующего в сети. Благодаря
использованию маршрута по умолчанию упрощается настройка хостов или
маршрутизаторов.


 

 

 

Шлюзы и маршрутизаторы по умолчанию


 

 

При настройке шлюза по умолчанию в таблице
IP-маршрутизации создается маршрут по умолчанию. Для IP-узлов шлюз по
умолчанию (называемый также маршрутизатором по умолчанию) - это соседний
 IP-маршрутизатор, который пересылает одноадресный трафик узла,
предоставляя IP-адрес следующего перехода (столбец «Шлюз» в таблице
маршрутизации) и интерфейс (столбец «Интерфейс» в таблице маршрутизации)
 для всех мест назначения, не обнаруженных в локальной подсети. Адрес
шлюза по умолчанию - это IP-адрес маршрутизатора, доступного
непосредственно.


 

Шлюз по умолчанию на компьютерах под управлением Windows Server 2008 или Windows Vista настраивается одним из следующих методов:


 

  •  Вкладка «Общие» свойств TCP/IP. Если конфигурация IP-адреса узла должна быть настроена вручную, шлюз по умолчанию - это IP-адрес, указанный в поле Шлюз по умолчанию вкладки Общие на странице свойств TCP/IP. Можно настроить несколько шлюзов по умолчанию, добавив их на вкладке Параметры IP страницы Дополнительные параметры TCP/IP свойств TCP/IP.


  •  Вкладка «Альтернативная конфигурация» свойств TCP/IP.
     Если нужно, чтобы узел получил свою конфигурацию IP-адреса, используя
    параметр альтернативной конфигурации, настроенной пользователем, шлюз по
     умолчанию - это IP-адрес, указанный в поле Шлюз по умолчанию вкладки Альтернативная конфигурация
     на странице свойств TCP/IP. Можно указать только один шлюз по
    умолчанию. Функция альтернативной конфигурации TCP/IP позволяет
    компьютеру работать в двух и более сетях - одной, настроенной со
    статическими IP-адресами, и другой, настроенной при помощи DHCP - без
    перенастройки параметров сетевого адаптера. Если DHCP-сервер недоступен,
     подключение использует конфигурацию, указанную на вкладке Альтернативная конфигурация tab.


  •  DHCP. Если нужно, чтобы узел получил
    свою конфигурацию IP-адреса, используя DHCP, шлюз по умолчанию - это
    значение первого IP-адреса в параметре «DHCP маршрутизатора». Параметр
    «DHCP маршрутизатора» определяет упорядоченный список из одного или
    нескольких шлюзов по умолчанию. Если используется DHCP-сервер на базе
    Windows Server 2008, параметр «DHCP маршрутизатора» находится на панели Сведения оснастки DHCP дерева консоли в разделе ServerName\ScopeName\Параметры области.


  •  Обнаружение маршрутизаторов ICMP. Если
    нужно, чтобы узел автоматически обнаруживал лучший доступный в подсети
    маршрутизатор шлюза по умолчанию, можно настроить узлы этой подсети на
    обнаружение маршрутизаторов ICMP. Сообщения запросов маршрутизатора
    ICMP и сообщения объявления маршрутизатора, которыми обмениваются
    маршрутизаторы и хосты, позволяют хостам динамически определять, какие
    локальные маршрутизаторы доступны, какие маршрутизаторы отключены и
    какой маршрутизатор в данный момент является лучшим для использования в
    подсети шлюзом по умолчанию. Используя обнаружение маршрутизаторов ICMP,
     хост может автоматически переключаться на другой шлюз по умолчанию,
    если текущий шлюз по умолчанию становится недоступным.


 

 

Поля и записи базы данных таблицы IP-маршрутизации


 

 

Как и для любой другой базы данных, для понимания таблицы
 IP-маршрутизации необходимо понимание отношения между записями
(строками) и полями (столбцами), составляющими таблицу IP-маршрутизации.
 Для понимания этого отношения лучше всего воспользоваться примером. В
следующей таблице показаны те же данные, которые были ранее отображены в
 «Таблице маршрутизации примера» данного раздела. Для каждой строки
добавлены метки типа маршрута данной записи.


 

Пример данных, хранимых в таблице IP-маршрутизации


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Тип
 

 Место назначения в сети
 

 Маска сети
 

 Шлюз
 

 Интерфейс
 

 Метрика
 

 

Маршрут по умолчанию


 

 

0.0.0.0


 

 

0.0.0.0


 

 

157.54.16.1


 

 

157.54.27.90


 

 

20


 

 

Маршрут сети с замыканием на себя


 

 

127.0.0.0


 

 

255.0.0.0


 

 

127.0.0.1


 

 

127.0.0.1


 

 

1


 

 

Маршрут локальной сети


 

(Маршрут для непосредственно подключенной сети)


 

 

157.54.16.0


 

 

255.255.240.0


 

 

157.54.27.90


 

 

157.54.27.90


 

 

20


 

 

Маршрут локального хоста


 

(Маршрут локального IP-адреса)


 

 

157.54.27.90


 

 

255.255.255.255


 

 

127.0.0.1


 

 

127.0.0.1


 

 

20


 

 

Маршрут для широкого вещания по сети


 

(Маршрут для широкого вещания на все подсети)


 

 

157.54.255.255


 

 

255.255.255.255


 

 

157.54.27.90


 

 

157.54.27.90


 

 

20


 

 

Маршрут многоадресной рассылки


 

 

224.0.0.0


 

 

240.0.0.0


 

 

157.54.27.90


 

 

157.54.27.90


 

 

20


 

 

Маршрут для широкого вещания с ограничениями


 

 

255.255.255.255


 

 

255.255.255.255


 

 

157.54.27.90


 

 

157.54.27.90


 

 

1


 

 
Столбцы таблицы маршрутизации


В этой теме Вы можете задать вопрос о материале: Принцип работы одноадресной маршрутизации IPv4.
[Сообщение # 1]  
  • Страница 1 из 1
  • 1
Поиск:

close