Rozdział 07.pdf

Rozdział 7

Trasowanie (routing) w TCP/IP firmy

Microsoft

Protokół internetowy IP może służyć do budowania sieci o dowolnym

stopniu złożoności. Jeśli sieć IP jest oparta głównie na Windows NT,

wówczas jako routerów można użyć komputerów Windows NT.

Rozdział ten omawia wady izalety wykorzystania komputerów

Windows NT w charakterze routerów.

Windows NT może służyć do budowania sieci złożonych, składających

się z podsieci i pokrywających duże obszary. Sieci takie łączone są ze

sobą przy pomocy routerów. Routery IP rozumieją format nagłówka IP

i mogą przekazywać datagramy IP na podstawie zawartych w nich

informacji. Przekazywanie datagramów do ich miejsca przeznaczenia

nazywane jest trasowaniem. Routery działają jak urządzenia komutujące

pakiety, wybierające ich trasę poprzez sieć na podstawie zdefiniowanych

kryteriów.

Niniejszy rozdział omawia pojęcia związane z trasowaniem IP, których

zrozumienie jest konieczne do projektowania rozległych sieci IP.

Następnie opisana zostanie konfiguracja usług trasowania w Windows

NT. Na końcu znajduje się omówienie zaawansowanych zagadnień

związanych z projektowaniem podsieci, maskami podsieci o zmiennej

długości oraz łączeniem klas sieci.

Pojęcia związane z trasowaniem IP

Jak wyjaśniono w rozdziale 1, "Architektura TCP/IP w Windows", route-

ry są urządzeniami pracującymi w warstwie trzeciej modelu OSI, która

odpowiada za funkcje trasowania. Rysunek 7.1 przedstawia uproszczony

model routera.

210

Rozdział 7

Rysunek 7.1

Uproszczony model

routera

Router może posiadać wiele portów, przy czym musi posiadać co

najmniej dwa. Oprogramowanie trasujące IP sprawdza nagłówki

datagramów przychodzących do portu, aby ustalić, gdzie należy

przekazać datagram. Najważniejszą informacją sprawdzaną przez

oprogramowanie trasujące jest adres przeznaczenia datagramu IP.

Oprogramowanie trasujące korzysta z tablicy trasowania i przekazuje

datagram IP do odpowiedniego portu routera.

Trasowanie statyczne i dynamiczne

Tablica trasowania zawiera listę sieci i komputerów przeznaczenia oraz

informację o najlepszych wiodących do nich trasach. Tablica trasowania

w routerze może zostać wypełniona za pomocą dwóch metod:

metody statycznej

metody dynamicznej

W metodzie statycznej informacje muszą zostać ręcznie wprowadzone do

tablicy trasowania ( routing table ). W metodzie dynamicznej router może

sam zdobyć informacje o sposobie trasowania pakietów do innych sieci

i komputerów. Router zdobywa te dane przy pomocy protokołów

trasujących.

Wyjątki

System, który posiada tylko jeden port, ale dwa lub więcej adresów w różnych

podsieciach, może być przykładem routera mającego tylko jeden fizyczny port -

jest to jednak sytuacja wyjątkowa. Opisany wyżej uproszczony model służy

głównie do ilustracji podstawowych pojęć.

Trasowanie (routing) w TCP/IP firmy Microsoft

211

Protokoły trasujące

Protokoły trasujące opisują sposób, w jaki routery wymieniają między

sobą informacje, aby znaleźć najlepszą trasę do różnych miejsc przezna-

czenia w Internecie. Protokoły trasujące muszą wymieniać komunikaty

w sieci opartej na IP, dlatego przenoszone są w datagramach IP. Protoko-

ły trasujące mogą pracować bezpośrednio ponad IP, jak np. protokół

OSPF ( Open Shortest Path First ); mogą pracować ponad UDP - protokołem

warstwy transportu, jak np. RIP ( Routing Information Protocol ). Mogą tak-

że pracować ponad protokołem warstwy transportu TCP, jak np. BGP

( Border Gateway Protocol ).

Ponieważ protokoły trasujące wykorzystują protokoły IP, TCP lub UDP,

można je traktować jako klasę specjalnych protokołów warstwy aplikacji.

Zagadnienia związane z konfiguracją routerów

Niezależnie od używanego protokołu trasującego, istnieje potrzeba

ręcznej konfiguracji routera, zanim będzie on mógł funkcjonować w sieci.

Wynika to z faktu, że router jest urządzeniem pracującym w trzeciej

warstwie modelu OSI, którego karty sieciowe są identyfikowane przez

adresy IP. Konieczna jest więc konfiguracja adresów IP i związanych

z nimi parametrów, czego nie da się zrobić automatycznie. W niektórych

komercyjnych routerach parametry konfiguracyjne można umieścić

w pliku, a następnie wczytać go z lokalnego lub sieciowego dysku.

Pomaga to zautomatyzować proces konfiguracji routerów, ale wciąż

konieczne jest ręczne zmodyfikowanie zawartości pliku.

Niegdyś wiele routerów spełniało również funkcje serwera aplikacji, jak

np. komputery UNIX wykonujące zarazem funkcje trasujące. W rzeczy-

wistości wiele systemów UNIX domyślnie działa jako router, jeśli

posiadają więcej niż jedną kartę sieciową.

Obecnie można zbudować router na bazie Windows NT Server. Możliwe

jest także stworzenie routera przy użyciu Windows NT Workstation lub

Windows 9x, ale potrzebne jest do tego dodatkowe oprogramowanie

innych producentów. WWindows NT Server do skonfigurowania

serwera jako routera IP można użyć standardowego oprogramowania.

Jeśli serwer aplikacji pracuje również jako router, wówczas spełnia po-

dwójną funkcję: zapewnia usługi trasowania i usługi aplikacyjne. Ponie-

waż każdy datagram IP musi być trasowany oddzielnie, algorytm trasu-

jący może pochłonąć znaczną ilość czasu procesora w serwerze znajdują-

cym się w mocno obciążonej sieci. Ma to znaczny wpływ na wydajność

komputera jako serwera aplikacji. Z tego powodu producenci tacy jak

Cisco, Bay Networks, 3Com i inni sprzedają dedykowane urządzenia

212

Rozdział 7

sprzętowe, które wykonują wyłącznie funkcje trasujące. Użycie dedyko-

wanych urządzeń sprzętowych, zawierających wyspecjalizowane układy

przyspieszające funkcje trasowania, pomaga odseparować funkcje serwe-

ra aplikacji od funkcji komunikacyjnych. Dzięki temu zarządzanie komu-

nikacją i usługami aplikacyjnymi staje się łatwiejsze i znika konflikt inte-

resów.

Jeśli jednak sieć jest mała, a ze względu na niewielki ruch w sieci

wydajność i przepustowość nie stanowią kluczowych problemów, wtedy

routerem może być komputer Windows NT. Nie ma wówczas potrzeby

kupowania dodatkowych routerów sprzętowych, a konfigurację routera

może przeprowadzić administrator sieci, a nie specjalista od routerów

sprzętowych.

Dostarczanie datagramów przez hosty i routery

Tradycyjne opisy routerów IP używają pojęć router i host. Hosty są zwy-

kłymi komputerami, jak np. stacje robocze Windows NT lub komputery

Windows 95. Routery są to specjalne urządzenia, aktywnie wykonujące

funkcje trasowania. Jak wspomniano w poprzedniej części rozdziału,

serwer Windows NT może zostać skonfigurowany jako router.

W procesie trasowania datagramu IP biorą udział zarówno hosty, jak

i routery. Datagramy IP wysyłane są przez hosta, który chce skorzystać

z usług oferowanych przez innego hosta. Rysunek 7.2 przedstawia sieć

zawierającą hosty i routery. Routery umożliwiają łączenie się z zewnętrz-

nymi sieciami.

Kiedy host wysyła datagram IP, wówczas musi podjąć decyzję, czy

wysłać go bezpośrednio do hosta w sieci, czy też przekazać go do

jednego z routerów. W tym zakresie trasowania dokonują wszystkie

komputery w sieci.

Chociaż porty routera są podłączone do sieci, router przekazuje dalej

tylko datagramy przesłane bezpośrednio do swojego portu.

Odpowiedzialność za skierowanie datagramu bezpośrednio do portu

routera ponosi nadający host. W przykładzie z rysunku 7.2 nadający host

wykrywa sprzętowy adres podłączonego do sieci portu routera, po czym

używa tego adresu w polu adresu przeznaczenia ramki warstwy łącza

danych. Wsieciach obsługujących tryb broadcast do wykrywania

sprzętowego adresu portu routera używa się protokołów takich jak ARP.

Trasowanie (routing) w TCP/IP firmy Microsoft

213

Rysunek 7.2

Hosty i routery

Tablice trasowania w hostach i routerach

Zarówno hosty, jak i routery posiadają tablice trasowania IP. Tablica tra-

sowania zawiera informacje o miejscach przeznaczenia i sposobach do-

tarcia do nich. Hosty i routery sprawdzają tablice trasowania, aby ustalić,

jak należy trasować dany datagram.

W przypadku hostów, moduł IP sprawdza tablice trasowania dla

wysyłanych datagramów, których miejsce przeznaczenia znajduje się

poza lokalną siecią. Routery sprawdzają tablice trasowania dla

odbieranych datagramów, po czym przekazują je dalej w sposób opisany

w tablicy.

Jaki rodzaj informacji jest przechowywany w tablicach trasowania? Jeśli

tablica wymieniałaby każdy możliwy host przeznaczenia, wówczas

stałaby się zbyt duża, aby można było nią zarządzać. Musiałaby bowiem

wówczas zawierać wpis dla każdego możliwego adresu przeznaczenia

IP. W wersji 4 protokołu IP może istnieć około czterech bilionów

adresów, a więc przy całkowicie wykorzystanej przestrzeni adresowej

Internetu tablice trasowania musiałyby zawierać cztery biliony wpisów.

Pamięć komputerów przeznaczana na tablice trasowania wyczerpałaby

się równie szybko, jak cierpliwość administratorów zmuszonych do

zarządzania tablicami tej wielkości. Potrzebne jest więc inne rozwiązanie.

Tablica trasowania IP jest zaprojektowana w ten sposób, aby zawierała

tylko niezbędne minimum informacji. Zamiast przechowywania adresów

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: