Маршрутизация что это значит

Маршрутизация — что это такое и как работает

Практически каждый пользователь интернета, который читал материалы на тему работы глобальной паутины и ее нюансах в целом слышали про маршрутизацию и, некоторые в какой-то степени даже понимают, что это.

Но, это довольно интересная тема и я решил вынести ее в отдельную статью, давайте узнаем, что это такое, как она работает, зачем она вообще нужна и какие у нее бывают виды. На самом деле это все довольно просто.

Итак, вы уже знаете, что такое UDP протокол и зачем он нужен, сейчас же мы разберем не менее интересную тему о том, как строятся пути для передачи информации в IP сетях.

Что такое маршрутизация

Маршрутизация (Routing) — это процесс по определению/вычислению лучшего маршрута движения для данных в сетях связи. Есть еще второе определение — это передача пакетов данных от отправителя к получателю.

Сами маршруты могут быть статическими — задаются административно, или динамическими, т.е. рассчитываться по специальным алгоритмам-протоколам, которые базируются на данных о топологии и состоянии сети.

Функцию роутинга могут выполнять:

• Аппаратные средства — маршрутизаторы. Самый оптимальный вариант, позволяющий обрабатывать большие потоки данных и работает он быстрее.
• Настроенные компьютеры с несколькими сетевыми интерфейсами и установленным на них специализированным и настроенным ПО. Обычно используется если конфигурация будет не слишком сложная.

Таблица маршрутизации

Таблица маршрутизации — это файл-электронная таблица или база данных, которая располагается на маршрутизаторе или специально настроенном компьютере. В ней описывается соответствие адресов назначения с интерфейсами, через которые необходимо производить отправку данных до следующего маршрутизатора.

Таблица содержит:

• Адрес сети или узла
• Маску подсети назначения
• Сетевой шлюз или по-другому, адрес маршрутизатора на который будут направлены данные
• Интерфейс, с которого можно достучаться до шлюза
• Метрика (не всегда), т.е. показатель, который задает предпочтительность пути.

Может заполняться как вручную, так и автоматически.

Протокол маршрутизации

Протокол маршрутизации используется маршрутизаторами для определения возможных и оптимальных маршрутов движения пакетов данных по сети. Текущий протокол позволяет обеспечивать маршрут на автоматическом уровне избегая ручного ввода.

Это в свою очередь снижает возможное количество ошибок, делает взаимодействие всех роутеров в сети согласованным и, конечно же, облегчает работу самому администратору.

Маршрутизация в IP сетях

По итогу, все это нужно для отправки и приема пакетов данных от одного устройства по сетке к другому и это может происходить через разные сети. Сами маршрутизаторы/роутеры отправляют данные практически во все сети, из локальной в глобальную паутину, используют NAT и т.д.

Информация на роутер поступает от других таких-же роутеров или от администратора. Составляется таблица — вручную или динамически. И, соответственно, пакеты данных отправляются.

Статическая маршрутизация

В данном случае маршруты задаются в таблице напрямую администратором во время конфигурации маршрутизатора, без использования протоколов, помогающих построить пути.

При задании такого маршрута назначается:

• Адрес и маска сети
• Адрес шлюза/узла
• Иногда указывается метрика и интерфейс, на который пойдет трафик

Плюсы:

• Легкость настройки в не крупных сетках
• Небольшая нагрузка на саму сетку, что в какой-то степени увеличивает скорость интернета
• Прозрачность работы в любой момент времени
• Не требует дополнительных денежных расходов, т.к. не используются протоколы построения путей

Минусы:

• Долгое масштабирование, каждая добавленная сетка потребует двойных вмешательств в конфигурацию
• Если произошли какие-либо изменения, то в любом случае администратору придется вручную настраивать новые пути
• Нет динамического балансирования нагрузки
• Нужна отдельная документация с записями маршрутов, также, проблемы с синхронизацией этой документации и реальных путей

Динамическая маршрутизация

В этом случае таблица редактируется на программном уровне и рассчитывается по протоколам. Позволяет маршрутизаторам в реальном времени своевременно менять пути, применяемые для передачи IP пакетов. У каждого протокола есть свой метод определения маршрута движения пакетов: самый быстрый путь, использование именно того маршрута, который рекомендуют другие роутеры и т.д.

Так, если в сети произойдут какие-либо изменения, то протокол динамической маршрутизации оповестит об этом все маршрутизаторы, а вот при статической, все придется делать администратору.

В заключение

Работая в интернете или читая там занимательную литературу, вы даже не замечаете сколько процессов происходит, а происходит там очень много. Если вам и дальше интересны материалы на темы работы интернета, то заходите еще.

Источник

Значение слова «маршрутизация»

МАРШРУТИЗА́ЦИЯ, -и, ж. Ж.-д. Организация грузовых перевозок маршрутными поездами. Маршрутизация перевозок массовых грузов.

Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

• Маршрутизация (англ. Routing) — процесс определения маршрута следования информации в сетях связи.

Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты).

Статическими маршрутами могут быть:

маршруты, не изменяющиеся во времени;

маршруты, изменяющиеся по расписанию;

Маршрутизация в компьютерных сетях выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами; в простых конфигурациях может выполняться и компьютерами общего назначения, соответственно настроенными.

МАРШРУТИЗА’ЦИЯ, и, ж. (ж.-д.). Организация перевозок маршрутными поездами.

Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

маршрутиза́ция

1. ж.-д. организация отправления грузов маршрутными поездами

2. информ. определения маршрута следования информации в сетях связи

Делаем Карту слов лучше вместе

Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Я обязательно научусь отличать широко распространённые слова от узкоспециальных.

Насколько понятно значение слова металлопласт (существительное):

Источник

Маршрутизация — принцип работы и таблица маршрутизации

Маршрутизация работает на сетевом уровне модель взаимодействия открытых систем OSI. Маршрутизация — это поиск маршрута доставки пакета в крупной составной сети через транзитные узлы, которые называются маршрутизаторы.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Маршрутизация состоит из двух этапов:

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

1. На первом этапе происходит изучение сети, какие подсети есть в этой составной сети, какие маршрутизаторы и как эти маршрутизаторы объединены между собой.
2. Второй этап маршрутизации выполняется когда сеть уже изучена и на маршрутизатор поступил пакет, для этого пакета нужно определить куда именно его отправить. Иногда для второго этапа маршрутизации используется отдельный термин “продвижение” по-английски forwarding.

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

Варианты действий маршрутизатора

В качестве примера, рассмотрим схему составной сети, здесь показаны отдельные подсети, для каждой подсети есть ее адрес и маска, а также маршрутизаторы, которые объединяют эти сети.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

Рассмотрим маршрутизатор D, на него пришел пакет, и маршрутизатор должен решить, что ему делать с этим пакетом. Начнем с того, какие вообще возможны варианты действий у маршрутизатора. Первый вариант, сеть которой предназначен пакет подключена непосредственно к маршрутизатору. У маршрутизатора D таких сетей 3, в этом случае маршрутизатор передает пакет непосредственно в эту сеть.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Второй вариант, нужная сеть подключена к другому маршрутизатору (А), и известно, какой маршрутизатор нужен. В этом случае, маршрутизатор D передает пакет на следующий маршрутизатор, который может передать пакет в нужную сеть, такой маршрутизатор называется шлюзом.

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

Третий вариант, пришел пакет для сети, маршрут которой не известен, в этом случае маршрутизатор отбрасывает пакет. В этом отличие работы маршрутизатора от коммутатора, коммутатор отправляет кадр который он не знает куда доставить на все порты, маршрутизатор так не делает. В противном случае составная сеть очень быстро может переполнится мусорными пакетами для которых не известен маршрут доставки.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

Что нужно знать маршрутизатору для того чтобы решить куда отправить пакет?

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

• Во-первых у маршрутизатора есть несколько интерфейсов, к которым подключены сети. Нужно определить в какой из этих интерфейсов отправлять пакет.
• Затем нужно определить, что именно делать с этим пакетом. Есть 2 варианта, можно передать пакет в сеть (192.168.1.0/24), либо можно передать его на один из маршрутизаторов подключенные к этой сети. Если передавать пакет на маршрутизатор, то нужно знать, какой именно из маршрутизаторов подключенных к этой сети, выбрать для передачи пакета.

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

Таблица маршрутизации

Эту информацию маршрутизатор хранит в таблице маршрутизации. На картинке ниже показан ее упрощенный вид, в которой некоторые служебные столбцы удалены для простоты понимания.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

p, blockquote 15,0,1,0,0 —>

Первые два столбца это адрес и маска подсети, вместе они задают адрес подсети. Затем столбцы шлюз, интерфейс и метрика. Столбец интерфейс говорит о том, через какой интерфейс маршрутизатора нам нужно отправить пакет.

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Таблица маршрутизации Windows

Продолжим рассматривать маршрутизатор D, у него есть три интерфейса. Ниже на картинке представлен вид таблицы маршрутизации для windows, которые в качестве идентификатора интерфейса используют ip-адрес, который назначен этому интерфейсу. Таким образом в столбце интерфейс есть 3 ip-адреса, которые соответствуют трем интерфейсам маршрутизатора.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

Столбец шлюз, говорит что делать с пакетом, который вышел через заданный интерфейс. Для сетей, которые подключены напрямую к маршрутизатору D, в столбце шлюз, указывается «подсоединен», которое говорит о том, что сеть подключена непосредственно к маршрутизатору и передавать пакет нужно напрямую в эту сеть.

p, blockquote 19,0,0,0,0 —>

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

Если же нам нужно передать пакет на следующий маршрутизатор то в поле шлюз указывается ip-адрес этого маршрутизатора.

p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

Таблица маршрутизации Linux

В операционной системе linux таблица маршрутизации выглядит немного по-другому, основное отличие это идентификатор интерфейсов. В linux вместо ip-адресов используется название интерфейсов. Например, wlan название для беспроводного сетевого интерфейса, а eth0 название для проводного интерфейса по сети ethernet.

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

Также здесь некоторые столбцы удалены для сокращения (Flags, Ref и Use). В других операционных системах и в сетевом оборудовании вид таблицы маршрутизации может быть несколько другой, но всегда будут обязательны столбцы ip-адрес, маска подсети, шлюз, интерфейс и метрика.

p, blockquote 25,0,0,0,0 —>

Только следующий шаг!

Часто возникает вопрос, что делать, если сеть для который пришел пакет находится не за одним маршрутизатором? Чтобы в неё попасть, нужно пройти не через один, а через несколько маршрутизаторов, что в этом случае нужно вносить в таблицу маршрутизации.

p, blockquote 26,0,0,0,0 —>

p, blockquote 27,0,0,0,0 —>

В таблицу маршрутизации записываем только первый шаг, адрес следующего маршрутизатора, все что находится дальше нас не интересует.

p, blockquote 28,0,0,0,0 —>

Считаем, что следующий маршрутизатор должен знать правильный маршрут до нужной нам сети, он знает лучше следующий маршрутизатор, тот знает следующий шаг и так далее, пока не доберемся до нужные нам сети.

p, blockquote 29,0,0,0,0 —>

p, blockquote 30,1,0,0,0 —>

Метрика

Можно заметить, что в нашей схеме в одну и ту же сеть, например вот в эту (10.2.0.0/16) можно попасть двумя путями, первый путь проходят через один маршрутизатор F, а второй путь через два маршрутизатора B и E.

p, blockquote 31,0,0,0,0 —>

p, blockquote 32,0,0,0,0 —>

В этом отличие сетевого уровня от канального. На канальном уровне у нас всегда должно быть только одно соединение, а на сетевом уровне допускаются и даже поощряются для обеспечения надежности несколько путей к одной и той же сети.

p, blockquote 33,0,0,0,0 —>

Какой путь выбрать? Для этого используются поле метрика таблицы маршрутизации.

p, blockquote 34,0,0,0,0 —>

p, blockquote 35,0,0,0,0 —>

Метрика это некоторое число, которые характеризует расстояние от одной сети до другой. Если есть несколько маршрутов до одной и той же сети, то выбирается маршрут с меньшей метрикой.

p, blockquote 36,0,0,0,0 —>

p, blockquote 37,0,0,0,0 —>

Раньше, метрика измерялось в количестве маршрутизаторов, таким образом расстояние через маршрутизатор F было бы один, а через маршрутизаторы B и E два.

p, blockquote 38,0,0,0,0 —>

p, blockquote 39,0,0,0,0 —>

Однако сейчас метрика учитывает не только количество промежуточных маршрутизаторов, но и скорость каналов между сетями, потому что иногда бывает выгоднее пройти через два маршрутизатора, но по более скоростным каналам. Также может учитываться загрузка каналов, поэтому сейчас метрика — это число, которое учитывает все эти характеристики. Мы выбираем маршрут с минимальной метрикой в данном примере выше, будет выбран первый маршрут через маршрутизатор F.

p, blockquote 40,0,0,0,0 —>

Записи в таблице маршрутизации

Откуда появляются записей в таблице маршрутизации? Есть два варианта статическая маршрутизация и динамическая маршрутизация.

p, blockquote 41,0,0,0,0 —>

При статической маршрутизации, записи в таблице маршрутизации настраиваются вручную, это удобно делать если у вас сеть небольшая и изменяется редко, но если сеть крупная, то выгоднее использовать динамическую маршрутизацию, в которой маршруты настраиваются автоматически. В этом случае маршрутизаторы сами изучают сеть с помощью протоколов маршрутизации RIP, OSPF, BGP и других.

p, blockquote 42,0,0,0,0 —>

Преимущество динамической маршрутизации в том, что изменение в сети могут автоматически отмечаться в таблице маршрутизации. Например, если вышел из строя один из маршрутизаторов, то маршрутизаторы по протоколам маршрутизации об этом узнают, и уберут маршрут, который проходит через этот маршрутизатор. С другой стороны, если появился новый маршрутизатор, то это также отразится в таблице маршрутизации автоматически.

p, blockquote 43,0,0,0,0 —>

Маршрут по умолчанию

Если маршрутизатор не знает куда отправить пакет, то такой пакет отбрасывается. Таким образом получается, что маршрутизатор должен знать маршруты ко всем подсетям в составной сети. На практике для крупных сетей, например для интернета это невозможно, поэтому используются следующие решения.

p, blockquote 44,0,0,0,0 —>

В таблице маршрутизации назначается специальный маршрутизатор по умолчанию, на которой отправляются все пакеты для неизвестных сетей, как правило это маршрутизатор, который подключен к интернет.

p, blockquote 45,0,0,1,0 —>

Предполагается что этот маршрутизатор лучше знает структуру сети, и способен найти маршрут в составной сети. Для обозначения маршрута по умолчанию, в таблице маршрутизации используются четыре нуля в адресе подсети и четыре нуля в маске (0.0.0.0, маска 0.0.0.0), а иногда также пишут default.

p, blockquote 46,0,0,0,0 —>

Ниже пример маршрута по умолчанию в таблице маршрутизации в операционной системе linux.

p, blockquote 47,0,0,0,0 —>

p, blockquote 48,0,0,0,0 —>

Ip-адрес и маска равны нулю, в адрес и шлюз указываются ip-адрес маршрутизатора по умолчанию.

p, blockquote 49,0,0,0,0 —>

Длина маски подсети

Рассмотрим пример. Маршрутизатор принял пакет на ip-адрес (192.168.100.23), в таблице маршрутизации есть 2 записи (192.168.100.0/24 и 192.168.0.0/16) под который подходит этот ip-адрес, но у них разная длина маски. Какую из этих записей выбрать? Выбирается та запись, где маска длиннее, предполагается, что запись с более длинной маской содержит лучший маршрут интересующей нас сети.

p, blockquote 50,0,0,0,0 —>

Чтобы понять почему так происходит, давайте рассмотрим составную сеть гипотетического университета. Университет получил блок ip-адресов, разделил этот блок ip-адресов на две части, и каждую часть выделил отдельному кампусу.

p, blockquote 51,0,0,0,0 —>

p, blockquote 52,0,0,0,0 —>

На кампусе находятся свои маршрутизаторы, на которых сеть была дальше разделена на части предназначенные для отдельных факультетов. Разделение сетей производится с помощью увеличения длины маски, весь блок адресов имеет маску / 16, блоки кампусов имеют маску / 17, а блоки факультетов / 18.

p, blockquote 53,0,0,0,0 —>

Ниже показан фрагмент таблицы маршрутизации на маршрутизаторе первого кампуса. Он содержит путь до сети первого факультета, 2 факультета, до обще университетской сети, который проходит через университетский маршрутизатор, а также маршрут по умолчанию в интернет, который тоже проходит через обще университетский маршрутизатор.

p, blockquote 54,0,0,0,0 —>

p, blockquote 55,0,0,0,0 —>

Предположим, что у на этот маршрутизатор пришел пакет предназначенный для второго факультета, что может сделать маршрутизатор? Он может выбрать запись, которая соответствует второму факультету и отправить непосредственно в сеть этого факультета, либо может выбрать запись, которая соответствует всей университетской сети, тогда отправит на университетский маршрутизатор, что будет явно неправильным.

p, blockquote 56,0,0,0,0 —>

p, blockquote 57,0,0,0,0 —>

И так получается, что выбирается всегда маршрут с маской максимальной длины. Общие правила выбора маршрутов следующие.

p, blockquote 58,0,0,0,0 —>

• Самая длинная маска 32 — это маршрут конкретному хосту, если в таблице маршрутизации есть такой маршрут, то выбирается он.
• Затем выполняется поиск маршрута подсети с маской максимальной длины.
• И только после этого используется маршрут по умолчанию, где маска / 0 под которую подходят все ip-адреса.

Следует отметить, что таблица маршрутизации есть не только у сетевых устройств маршрутизаторов, но и у обычных компьютеров в сети. Хотя у них таблица маршрутизации гораздо меньше.

p, blockquote 59,0,0,0,0 —>

• Как правило такая таблица содержит описание присоединенной сети, который подключен данный компьютер.
• Адрес маршрутизатора по умолчанию (шлюз или gateway) через который, выполняется подключение к интернет, или к корпоративной сети предприятия.
• А также могут быть дополнительные маршруты к некоторым знакомым сетям, но это необязательно.

Для того чтобы просмотреть таблицу маршрутизации, можно использовать команды route или ip route (route print (Windows); route и ip route (Linux)).

p, blockquote 60,0,0,0,0 —> p, blockquote 61,0,0,0,1 —>

Маршрутизация — поиск маршрута доставки пакета между сетями через транзитные узлы — маршрутизаторы.

Источник