Таблица маршрутизации

Чтобы найти маршрут, по которому следует передавать данные, протоколы маршрутизации создают и поддерживают таблицы маршрутизации Информация о маршруте может отличаться в зависимости от используемого протокола маршрутизации. Таблица маршрутизации заполняется соответствующим протоколом различной информацией. Маршрутизаторы хранят и обновляют следующую важную информацию в таблицах маршрутизации:

• тип протокола - информацию о протоколе маршрутизации, создавшем запись в таблице маршрутизации;
• связка получатель/следующий узел сообщает маршрутизатору о том, что определенный получатель либо подключен непосредственно, либо может быть достигнут через другой маршрутизатор, называемый следующим транзитным узлом (next hop), находящийся на пути к пункту назначения. Маршрутизатор анализирует адрес получателя во входящих пакетах и сравнивает его на соответствие с записями в таблице маршрутизации;
• метрики маршрутизации. Различные протоколы маршрутизации используют разные метрики, которые помогают определить предпочтительность маршрута. Например, протокол RIP использует счетчик транзитных узлов (hop count) в качестве метрики маршрутизации. Протокол IGRP использует пропускную способность, загрузку канала, суммарную задержку передачи и надежность для формирования комплексного значения метрики;
• выходной интерфейс - интерфейс, через который должны быть отправлены данные, чтобы достичь пункта назначения.

Маршрутизаторы взаимодействуют друг с другом посредством передачи сообщений-анонсов для поддержки таблиц маршрутизации. В зависимости от протокола маршрутизации такие обновления маршрутных таблиц могут отправляться либо периодически, либо при изменении топологии сети. Протокол также определяет, нужно ли в анонсе отправить полную таблицу маршрутизации или только информацию об изменившемся маршруте. Используя анонсы, получаемые от соседей, маршрутизатор создает и поддерживает свою таблицу маршрутизации в актуальном состоянии.

Таблица маршрутизации представляет собой ряд записей, каждая из которых задает адрес назначения и следующий участок маршрута для его достижения. Ниже показано содержимое таблицы маршрутизации одного из трех маршрутизаторов, которые служат для создания одной небольшой объединенной сети на основе четырех сетей. Первые две сети имеют префикс класса А, третья сеть имеет префикс класса В, а четвертая сеть имеет префикс класса С. Каждому маршрутизатору присвоено два IP- адреса, по одному для каждого интерфейса.

Упрощенная таблица маршрутизации

Процесс выбора маршрута для каждого пакета включает в себя следующие компоненты:

1. адрес получателя берется непосредственно из заголовка пакета;
2. сетевая маска первой записи в таблице маршрутизации применяется к адресу получателя в пакете;
3. после того как маска умножается на адрес получателя (логическая операция ‘‘И’’), полученная величина сравнивается с записью в таблице маршрутизации;
4. если оба значения совпали, пакет пересылается на интерфейс (порт) маршрутизатора, с которым связана данная запись в таблице маршрутизации;
5. если же совпадений значений нет, описанным выше образом проверяется следующая запись в таблице маршрутизации;
6. если адрес пакета не соответствует ни одной из записей в таблице маршрутизации, маршрутизатор проверяет, есть ли у него стандартный маршрут;
7. если в маршрутизаторе сконфигурирован стандартный маршрут, пакет передается на соответствующий ему порт маршрутизатора.

Например:

Предположим, что дейтаграмма с адресом назначения 192.4.10.3 поступила в маршрутизатор, который содержит таблицу маршрутизации, показанную выше. Предположим также, что программное обеспечение выполняет поиск записи в таблице по порядку. Первая запись не подходит, поскольку 255.0.0.0&192.4.10.3 не равно 30.0.0.0. После исключения второй и третьей записи в таблице маршрутизации выбирается следующий участок маршрута с адресом 128.1.0.9, поскольку 255.255.255.0&192.4.10.3 = 192.4.10.0

Источники и типы записей в таблице маршрутизации

Почти для всех маршрутизаторов существует три основных источника появления записи в таблице

1. Программное обеспечение стека TCP/IP. При инициализации маршрутизатора оно автоматически заносит в таблицу несколько записей, в результате чего создается так называемая минимальная таблица маршрутизации. Программное обеспечение формирует записи о непосредственно подключенных сетях и маршрутах по умолчанию, информация о которых появляется в стеке при ручном конфигурировании интерфейсов компьютера или маршрутизатора. Также оно заносит в таблицу маршрутизации записи об адресах особого назначения.
2. Еще один источник записей - администратор, непосредственно формирующий записи с помощью некоторой системной утилиты, например программы router, имеющейся в операционных системах Unix Windows 2000. В аппаратных маршрутизаторах также всегда имеется команда для ручного задания запсей таблицы маршруизации. Заданные вручную записи всегда являются статическими, то есть они не имеют срока жизни. Эти записи могут быть как постоянными, то есть сохраняющимися при перезагрузке маршрутизатора, так и и временными, хранящимися в таблице только до выключения устройства.
3. Третий источник записей - протоколы маршрутизации. Такие записи всегда являются динамическими и имеют ограниченный срок жизни.

Таблица маршрутизации аппаратного маршрутизатора

Программные маршрутизаторы Unix Windows 2000 не показывают источник появления той или иной записи в таблице, а аппаратный маршрутизатор использует для этой цели поле поле сточника. На рисунке первые две записи созданы программным обеспечением стека на основании данных о конфигурации портов маршрутзатора - это показывает признак "подключена". Следующие две записи обозначены как статические - это означает, что их ввел вручную администратор. Последняя запись является следствием работы протокола RIP.