Маршрутизация в глобальной сети Internet

Протокол распространения информации о маршрутах позволяет одному маршрутизатору обмениваться маршрутной информацией с другим маршрутизатором. Однако такая схема не может применяться в масштабах всей сети Internet: если бы все маршрутизаторы попытались обменяться маршрутной информацией, то такой трафик захлестнул бы все базовые сети. В целях ограничения трафика маршрутизации в Internet используется двух уровневая иерархия маршрутизации. маршрутизаторы в сети Internet разделены на группы. Все маршрутизаторы, принадлежащие к одной группе, обмениваются между собой маршрутной информацией. Затем один маршрутизатор (а, возможно, и больше) из каждой группы подытоживает эту информацию перед передачей ее в другие группы.

Насколько велика каждая из групп? Какой протокол используется маршрутизаторами, принадлежащими к группе? Как представлена маршрутная информация? Какой протокол используется маршрутизаторами для обмена информацией между группами? Проектировщики системы маршрутизации Internet не называют точных размеров, а так же не указывают протокол или формат представления данных. Архитектура намеренно оставлена достаточно гибкой, чтобы она подходила для самых разных организаций. Например, для того чтобы учесть потребности организация разных размеров, проектировщики не стали регламентировать минимальный и максимальный размер группы. Кроме того, каждая организация может самостоятельно выбирать протокол маршрутизации.

Концепция автономной системы

Чтобы понять, что представляет собой группа маршрутизаторов, введем термин автономная система(Autonomous System - AS). На неформальном уровне автономную систему можно рассматривать как совокупность сетей и маршрутизаторов, находящихся под управлением общего административного органа. Точное понятие административного органа не определено: этот термин является достаточно гибким для того, чтобы можно было учесть много разных ситуаций. Например, автономная система может соответствовать целой корпорации или всему университету. Большая организация с несколькими узлами может определить как автономную систему каждый из своих узлов. В частности, каждый провайдер Internet обычно представляет собой одну автономную систему, но бывает и так, что крупный провайдер Internet разбивает сети, находящиеся в его подчинении, на несколько автономных систем.

Выбор конкретного размера автономной системы может быть продиктован экономическими, техническими или административными соображениями. Предположим, что крупная корпорация имеет несколько физических узлов. В этом случае может оказаться более экономичным решение разделить сеть на несколько автономных систем, каждая из которых имеет соединение со своим провайдером Internet, чем поддерживать ее как единую автономную систему с одним выходом в Internet. На решение использовать несколько автономных систем может повлиять даже выбор протокола маршрутизации, поскольку протокол может ограничивать максимальный размер сети или вырабатывать слишком интенсивный трафик маршрутизации при использовании на большом числе маршрутизаторов(например, трафик маршрутизации может расти пропорционально квадрату числа маршрутизаторов).

Два типа протоколов маршрутизации в Internet

Протоколы внутреннего шлюза. Маршрутизаторы в пределах автономной системы для обмена маршрутной информацией применяют протокол внутреннего шлюза (Interior Gateway Protocol — IGP). Разработано несколько протоколов IGP; в каждой автономной системе может быть выбран любой из них. Обычно протокол IGP несложен в установке и эксплуатации, но некоторые протоколы IGP могут налагать ограничения на структуру маршрутизации автономной системы.

Протоколы внешнего шлюза. В одном из маршрутизаторов автономной системы для обмена маршрутной информацией с маршрутизатором другой автономной системы используется протокол внешнего шлюза (Exterior Gateway Protocols — EGP). Протокол EGP обычно более сложен в установке и эксплуатации по сравнению с IGP, но обеспечивает большую гибкость и требует меньше издержек(т.е создает меньший объем трафика). В челях сокращения трафика программное обеспечение EGP подытоживает маршрутную информацию, полученную из автономной системы, перед передачей ее в другую автономную систему. Протокол EGP реализует ограничительные правила, которые позволяют системному администратору точно определить, какая информация о маршрутах может выйти за пределы организации.

Области применения протоколов.

Как показано на рисунке, в автономной системе 1 (AS1) для внутреннего использования выбран протокол IGP1, а в автономной системе(AS2) - IGP2. Все маршрутизаторы системы AS1 взаимодействуют с помощью IGP1, а все маршрутизаторы системы AS2 обмениваются данными с помощью IGP2. Маршрутизаторы R1 и R2 используют протокол EGP для обмена данными о маршрутах между двумя автономными системами. Это значит, что маршрутизатор R1 должен подытожить информацию о своей автономной системе и передать эти итоговые данные маршрутизатору R2. Кроме того, маршрутизатор R1 использует итоговые данные, полученные от R2, и применяет протокол IGP1 для распространения этой информации по маршрутизаторам системы AS1. Маршрутизатор R2 предоставляет аналогичные услуги маршрутизаторам системы AS2.