Протоколы маршрутизации (RIP, OSPF и BGP)

Запрос и ответ

RIP имеет два типа сообщения: запрос и ответ.

Запрос

Сообщение-запрос посылается маршрутизатором, который только что включен в систему, или маршрутизатором, который запущен по таймауту. Запрос может запрашивать о задании одного входа или всех входов. В первом случае в поле "адрес сети" указывается сетевой адрес, во втором — все поле заполняется нулями.

Ответ

Ответ может быть двух типов: либо запрошенный, либо не запрошенный. Запрошенный ответ посылается только в ответ на запрос. Он содержит информацию о пункте назначения, заданном в соответствующем запросе. Не запрошенный ответ посылается периодически, каждые 30 с., и содержит информацию о входе в таблицу маршрутизации. Этот периодический ответ иногда называется обновлением пакета.

Таймеры в RIP

RIP использует три таймера для поддержки своих операций: периодический таймер посылает сообщения, таймер окончания времени проверяет правильность маршрута и третий таймер собирает мусор объявленных ошибочными маршрутов.

Периодический таймер

Периодический таймер контролирует объявленные регулярные и сообщения обновления. Хотя протокол задает, что этот таймер может быть установлен на 30 с., работающая модель использует случайное число между 25 и 35 с. Это сделано, чтобы предотвратить любую возможную синхронизацию и, в связи с этим, перегрузку Интернета, если маршрутизаторы станут обновляться одновременно.

Каждый маршрутизатор должен иметь один периодический таймер, который устанавливается случайно между 25 и 35. Он отсчитывает время назад; когда достигается нуль, посылается сообщение обновления и таймер снова устанавливается на случайную величину.

Если RIP использует методы дополнительного таймирования для рассылки обновлений, периодический таймер не подходит. Сообщения периодического обновления выходят по их собственному расписанию, не учитывая другие сообщения обновления от других систем таймирования.

Таймер истечения срока

Таймер истечения срока управляет утвержденным маршрутом. Когда маршрутизатор получает информацию обновления для маршрута, таймер окончания устанавливается на 180 с. для конкретного маршрута. Каждый раз, когда получено новое обновление для маршрута, таймер переустанавливается. В нормальной ситуации это возникает каждые 30 с. Однако если имеются проблемы в Интернете и не получено обновление в течение установленных 180 с, маршрут считается законченным и счет участков маршрута устанавливается на 16, что означает, что пункт назначения не достижим. Каждый маршрут имеет свое собственное время окончания.

Таймер сбора мусора

Когда поступила некорректная информация о маршруте, маршрутизатор не сразу стирает маршрут из своей таблицы. Вместо этого он продолжает объявлять маршрут со значением счетчика 16. На это время таймер называется таймером сбора мусора и устанавливается на 120 с. для этого маршрута. Когда счет достигает нуля, маршрут стирается из таблицы. Это время позволяет соседям получить сведения о недействительности маршрута, прежде чем он будет изъят.

Медленная сходимость

Одна из проблем RIP — медленная сходимость, то есть изменения, произошедшие на одном из участков Интернета, распространяются очень медленно через остальной Интернет. Допустим, имеется изменение на "Сети 1", управляемой маршрутизатором R1. Он обновляется немедленно. Однако поскольку каждый маршрутизатор посылает свои периодические обновления каждые 30 с., то пройдет в среднем 15 с. (в пределах от 0 до 30), прежде чем изменения достигнут следующего узла (обозначим его R2). Если распространить эти рассуждения на другие участки (среднее время 15 с.), то пройдет 30 с. до того момента, когда третий маршрутизатор (R3) получит изменения, и так далее. Когда информация, в конечном счете, достигает маршрутизатора Rn, проходит 15 * (n – 1) с. Если n = 20, тогда это 285 с. За это время сеть ATM может передать более чем один миллиард бит. Если эти изменения не затронут этих передач, то будут потеряны миллиарды бит.

Один метод сокращения этого недостатка — лимитировать счетчик участков до 15. Это предотвращает пакеты данных от вечного блуждания – "зацикливания" Интернета. Автономная система, используемая RIP, ограничена числом переприемных участков 15. Поэтому число 16 означает недостижимую сеть.

Нестабильность

Гораздо более важная проблема RIP — нестабильность, которая означает, что сеть Интернет, работающая по протоколу RIP, может стать нестабильной.

Это случается, когда пакет от одного маршрутизатора к другому может идти по петле. Ограничение участков в 15 будет увеличивать стабильность, но не снимет все проблемы.

Для того чтобы понять проблему, предположим, что соединение к Сети 1 на рис. 8.4. не работает. Маршрутизатор A показывает стоимость 1 для этой сети в его таблице маршрутизации. Когда доступ определяет, что Сеть 1 повреждена, маршрутизатор A немедленно изменяет колонку стоимости Сети 1 на 16 (бесконечность). Однако он должен ждать 30 с., прежде чем послать свое обновление с этой новой информацией. Тем временем может случиться, что маршрутизатор B посылает сообщение собственного обновления к A. Маршрутизатор A теперь имеет два входа для Сети 1: от своей таблицы (стоимость равна 16) и от маршрутизатора B (стоимость равна 2). Согласно алгоритму обновления A заменяет доступ к сети Сеть 1 через более короткий путь B. Маршрутизатор A затем изменяет колонку стоимости (счетчик участков) для Сети 1 на 3 (2+1), и это обновление идет к B. Маршрутизатор B знает, что Сеть 1 доступна через маршрутизатор A, согласно алгоритму обновления изменяет свою стоимость до 4 (3+1). Это обновление "туда и обратно" продолжается, пока оба маршрутизатора достигнут стоимости 16. На этой точке маршрутизаторы останавливаются, и соединение к Сети 1 становится недостижимым.

Рис. 8.4. Пример нестабильной работы сети