Rutare statica

Rutare statica

Pentru ca rutarea între router-ele dintre mai multe retele sa fie eficienta, router-ele trebuie sa cunoasca ID-urile (adresele) celorlalte retele sau sa aiba configurata o ruta implicita (default). Între mai multe retele interconectate, tabelele de rutare trebuie sa fie facute astfel încât traficul sa urmeze totdeauna o cale optima. Felul în care aceste tabele de rutare sunt construite face de fapt diferenta dintre rutarea statica si rutarea dinamica.

Procesul de rutare în care tabela de rutare se construieste manual se numeste rutare statica. Administratorul de retea, având cunostinte despre topologia sistemului retele i 14114s1822o nterconectate, construieste manual tabela de rutare a fiecarui router si o actualizeaza, scriind toate rutele în aceasta.

Rutarea statica functioneaza bine pentru putine retele intreconectate, dar nu sunt indicate în cazul în care exista multe retele intreconectate sau care se modifica. Router-ele statice nu sunt tolerante la erori. Timpul cât o configuratie manuala a unui router static este valida este infinit, dar cu toate acestea, rutarea statica nu este indicata si nu poate rezolva problemele ce apar prin nefunctionarea unui router sau prin întreruperea unei conexiuni.

3.1 Carcateristicile router-elor

Un router are urmatoarele functii:

1. Lucreaza în conformitate cu protocoalelor Internet specifice, IP, ICMP si alte protocoale.

2. Asigura interfata între 2 sau mai multe retele. Pentru fiecare retea care este conectata la un router, acesta trebuie sa implementeze functiile impuse de acea retea. Aceste functii includ de obicei urmatoarele:

- sa încapsuleze si sa decapsuleze datagramele IP (de ex. adaugarea si eliminarea header-ului Ethernet si a câmpului frame checksum FCS),

- sa expedieze si sa primeasca datagrame IP având o dimensiune mai mica decât lungimea maxima suportata de acea retea. Aceasta lungime maxima poarta numele de Maximum Transmission Unit (MTU),

- sa translateze adresele IP destinatie în adrese de nivel retea potrivite retelei conectate (de exemplu o adresa hardware Ethernet), daca acest lucru este necesar,

- sa cunoasca protocolul retelei de control al fluxului si indicatorii de eroare, daca acestia exista.

3. Primeste si transmite datagrame Internet. O importanta carcateristica a acestui proces este gestionarea buffer-ului, controlul congestiilor de trafic si prioritizarea.

- sa recunosca conditiile de eroare si sa genereze erori ICMP si mesaje de informatii suplimentare daca este cazul,

- sa elimine datagramele al caror timp de viata a devenit zero.

- sa fragmenteze datagramele atunci când este cazul pentru a se încadra în MTU-ul retelei în care trebuie transmise,

4. Alege destinatia urmatoare pentru fiecare datagrama IP, pe baza informatiilor (rutelor) din baza sa de date.

5. (de obicei) Suporta un protocol de rutare dinamica de tip interior (Interior Gateway Protocol IGP) pentru a asigura rutarea dinamica si a comunica cu alte router-e care fac parte din acelasi sistem autonom (AS).

6. Asigura metode de gestionare a retelei si facilitati pentru suport al sistemului, incluzând încarcarea, raportari de stare, raportari de exceptii si control.

3.2 Tabela de rutare

Router-ele sunt cele care asigura rutarea datelor între retele, dar, decizii privind rutarea trebuie luate de catre toate dispozitivele de retea (host-uri si router-e). Pentru cele mai multe host-uri, decizia de rutare este simpla:

daca host-ul destinatie se afla în reteaua locala, pachetul este transmis catre hostul destinatie,

daca host-ul destinatie apartine unei retele aflate la distanta, pachetul este transmis router-ului prin care se iese din reteaua locala.

Deoarece dirijarea traficului (rutarea) se face la nivel de retea, modulul IP ia deciziile de rutare tinând cont doar de partea din adresa destinatie care reprezinta adresa de retea. IP determina ce parte din adresa reprezinta adresa de retea prin aplicarea unei masti de retea adresei (se efectueaza operatia logica AND între adresa si masca). Daca reteaua destinatie este chiar reteaua locala, masca ce se aplica poate fi masca subretelei locale. Daca pentru adresa respectiva nu exista nici o masca, clasa de adrese din care face parte adresa va determina portiunea care reprezinta adresa retelei.

Dupa detreminarea adresei retelei destinatie, modulul IP cauta acea adresa de retea în tabela de rutare locala. Pachetele sunt rutate catre destinatia lor asa cum este prevazut în tabela de rutare. Tabela de rutare poate fi construita de administratorul de retea sau prin protocoalele de rutare dinamica, dar rezultatul final este acelasi; IP ia decizia de rutare în conformitate cu tabela de rutare.

O tabela de rutare are urmatoarele câmpuri:

Destination (destinatie) - reteaua destinatia (sau host-ul destinatie)

Gateway - Gateway-ul care va folosit pentru transmiterea pachetului spre destinatia specificata.

Flags - Acesti indicatori descriu anumite carcateristici ale rutei alese. Valorile posibile sunt:

U - Indica daca acea ruta este up si operationala.

H - Indica faptul ca acea ruta este catre un anumit host (majoritatea rutelor sunt catre retele).

G - Arata faptul ca ruta trece printr-un gateway. Interfetele router-ului asigura rute catre retelele direct conectate la acestea. Toate celelelate rute folosesc gateway-uri aflate la distanta. În cazul rutelor catre retelele direct conectate, flagul G nu este setat; pentru toate celelalte rute este setat.

D - Arata faptul ca ruta respectiva a fost adaugata în urma unui mesaj ICMP de redirectionare. Când un sistem afla despre o ruta printr-un mesaj ICMP de redirectionare, adauga aceasta ruta în tabela sa, astfel încât pachetele catre acea destinatie nu trebuie sa fie redirectionate. Sistemul foloseste flagul D pentru a marca aceste rute.

Ref - Arata de câte ori va încerca routerul sa stabileasca o conexiune.

Use - Numarul de pachete transmise prin routerul respectiv.

Interface - Numele interfetei de retea ce este folosita de catre o anumita ruta.

Prima linie din tabela este o ruta de tip loopback a hostului local. Acesta adresa de loopback este rezervata. Pentru ca fiecare sistem foloseste rute de loopback pentru a-si trimite datagrame, aceste linii apar în toate tabelele de rutare ale hosturilor. Flagul H este setat deoarece este vorba de ruta catre un anumit host (127.0.0.1) si nu ruta catre întreaga retea (127.0.0.0)

Alta linie unica în tabela de rutare este intrarea ce contine cuvântul default în câmpul detinatiei. Aceasta linie este pentru ruta default, iar gateway-ul specifiact în aceasta linie, este gateway-ul implicit (default). Ruta default este un numar de retea rezervat: 0.0.0.0. Gateway-ul default este folosit ori de câte ori în tabela de rutare nu se gaseste nici o ruta catre o anumita adresa de retea destinatie. De exemplu, tabela de rutare de mai sus nu are nici o ruta catre reteaua 192.1.4.0. Daca router-ul primeste o datagrama adresata acestei retele, va trimite datagrama catre gateway-ul 192.1.1.1

Din tabela de mai sus se poate vedea ca acest host este direct conectat la reteaua 192.1.1.0. Ruta catre acesta retea din tabela de rutare nu specifica folosirea unui gateway extern, adica, în tabela de rutare pentru ruta spre 192.1.1.0 nu este setat flagul G. În consecinta, acest calculator trebuie sa fie direct conectat la aceasta retea.

Toate gateway-urile ce apar într-o tabela de rutare sunt în retelele direct conectate la sistemul local. În exemplul de mai sus, acest lucru înseamna ca în afara adreselor destinatie, toate adresele de gateway încep cu 192.1.1. Aceasta este singura retea la care calculatorul respectiv este direct conectat, si în consecinta este singura retea catre care poate trimite date în mod direct. Gateway-urile pe care acest calculator le va folosi pentru a comunica cu restul Internetului trebuie sa fie în subreteaua sa.

În figura 3.1 nivelul IP al fiecarui host si gateway dintr-o reatea imaginara este înlocuit cu o mica parte din tabela de rutare, în care se vad retelele destinatie si gateway-urile folosite pentru comunicarea cu aceste destinatii. Când hostul sursa (192.1.1.1) trimite date catre hostul destinatie (192.1.2.1), trebuie mai întâi sa determine daca adresa acestuia se afla între adresele retelei locale si sa aplice masca de subretea.

AND 255.255.255.0 = 191.1.2.0

Dupa aplicarea mastii de subretea, IP va sti ca adresa retelei destinatie este 192.1.2.0. Conform tabelei de rutare a hostului sursa, datele catre 192.1.2.0 trebuie trimise catre gateway-ul 192.1.1.2. Gateway-ul 192.1.1.2 va face livrarea direct prin intrefata 192.1.2.2. Examinând tabelel de rutare se observa ca toate sistemele afiseaza numai gateway-urile retelelor la care sunt direct conectate. De remarcat ca 192.1.1.3 este gateway-ul default si pentru 192.1.1.1 si pentru 192.1.1.2. Dar pentru ca 192.1.2.1 nu e conectat direct cu reteaua 192.1.1.0, are un alt gateway pentru ruta default.

Figura 3.1: Procesul de rutare

O tabela de rutare nu contine rute de tip "end-to-end" (nu descrie toata calea de la sursa la destinatie). De-a lungul caii catre reteaua destinatie, rutele contin indicatii referitoare numai la gateway-ul urmator, numit "next hop". În vederea transmiterii datelor, un host se bazeaza pe gateway-ul local, iar un gateway se bazeaza pe alte gateway-uri. Deoarece o datagrama este transferata de la un gateway la altul, ar trebui eventual sa ajunga în final la un gateway conectat direct la reteaua destinatie. Acesta este este gateway-ul final care va livra datele catre hostul destinatie.