Сравнение протоколов динамической маршрутизации | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 5 февраля, печатный экземпляр отправим 9 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №8 (298) февраль 2020 г.

Дата публикации: 20.02.2020

Статья просмотрена: 1002 раза

Библиографическое описание:

Васильев, А. С. Сравнение протоколов динамической маршрутизации / А. С. Васильев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 8 (298). — С. 10-14. — URL: https://moluch.ru/archive/298/67570/ (дата обращения: 25.01.2022).



В статье автор сравнивает протоколы динамической маршрутизации для дальнейшего решения задачи по оптимизации маршрутизации в высоконагруженных сетях.

Ключевые слова: сети, маршрутизация, протокол, RIP, EIGRP, OSPF, IS-IS.

Перед тем как решать задачу по оптимизации маршрутизации в высоконагруженных сетях, необходимо определить какой протокол при этом будет использоваться. Каждый протокол имеет свои достоинства и недостатки, так же протоколы зависят от размера сети. Например, согласно [1] в хорошо спроектированной сети EIGRP хорошо масштабируется и позволяет обеспечить малое время согласования при низком сетевом трафике. А OSPF обладает многими особенностями, ориентированными на применение в больших гетерогенных сетях. [2]

Во множестве подобных статей сравниваются только эти два протокола [3, 4], но я рассмотрю еще два — это RIP v2 и IS-IS. Эти два протокола используются гораздо реже. RIP v2 попросту устарел, его заменили OSPF и EIGRP, а IS-IS, несмотря на сходство с OSPF, конфигурируется сложней да и попросту не распространен у нас в России.

Итак, мы определили четыре протокола динамической маршрутизации для сравнения. Теперь необходимо определить критерии сравнения. В данной статье сравнение будет происходить по следующим критериям:

− Время конвергенции — время, которое требуется для согласования информации в таблицах маршрутизации на всех маршрутизаторах в сети. Данный показатель является динамическим, то есть в различных топологиях — будет различный показатель времени конвергенции;

− Количество служебного трафика — суммарный объем пакетов, с помощью которых маршрутизаторы устанавливают соседство, обмениваются информацией о своих сетях и согласуют свои таблицы маршрутизации. Так же динамический показатель;

− Административная дистанция — это степень надёжности источника маршрутной информации. Существует 3 источника маршрутной информации: протоколы динамической маршрутизации, статические маршруты и непосредственно подключенные сети.

Все критерии являются весьма важными для протоколов динамической маршрутизации. При низком показатели конвергенции, при изменении топологии связь восстановится быстрее, чем при высоком показателе конвергенции. Количество служебного трафика так же оказывает большое влияние на сеть, так как создает дополнительную нагрузку на каналы связи, рассылая служебные пакеты (HELLO, UPDATE, ACK и др.). Административная дистанция позволяет маршрутизатору сделать выбор из нескольких маршрутов, которые ведут в одну и ту же удалённую сеть в том случае, если маршруты получены из разных источников, или из разных протоколов маршрутизации, своего рода показывает степень доверия тому или иному протоколу маршрутизации. Меньшее значение административной дистанции соответствует большему доверию маршруту.

Настройка и сравнение протоколов динамической маршрутизации будет проводиться на лабораторном стенде, показанном на рисунке 1.

Untitled Diagram (1).jpg

Рис. 1 Лабораторный стенд

Данный стенд собран из шести маршрутизаторов Cisco и трех компьютеров. Компьютер PC1 имеет IP адрес 192.168.1.1/24, а PC2–192.168.2.1/24. Адреса интерфейсов на маршрутизаторах назначались по следующему принципу: 10.0.xy.x(y)/24. Вместо (x) берется меньшая цифра в названии маршрутизатора, а вместо (y) — большая. Например, адрес первого интерфейса на первом маршрутизаторе будет 10.0.12.1/24, а на первом интерфейсе второго маршрутизатора будет 10.0.12.2/24.

После назначения всех ip адресов, сконфигурируем протокол динамической маршрутизации — RIP v2. Процесс конфигурирования весьма прост:

− включить RIP на маршрутизаторах;

− указать версию протокола;

− объявить маршрутизируемые сети.

Проведем измерение критериев сравнения следующими способами. Для того чтобы измерить время конвергенции необходимо на компьютере PC2 запустить утилиту ping с интервалом отправки пакетов 10 мс, на компьютере PC1 запустить утилиту tcpdump. Далее необходимо на маршрутизаторе в ядре сети перезапустить протокол маршрутизации командой clear ip route *. Далее на компьютере PC1 по меткам времени вывода отчета утилиты tcpdump измерить время перерыва в передаче данных.

Для измерения объема служебного трафика нужно на компьютере PC3, находящимся в ядре сети, включить утилиту tcpdump (утилита показывает размер пакетов) и есть возможность посчитать объем служебного трафика.

Сведем результаты измерения критериев в таблице 1.

Таблица 1

Результаты измерения критериев протокола RIPv2

Критерий

RIP v2

Время конвергенции

10,590100 сек

Объем служебного трафика

356 байт

Административная дистанция

120

Для трех остальных протоколов метод измерения будет идентичным за исключением команды на перезапуск протокола маршрутизации. Для протокола EIGRP нужно ввести команду clear ip eigrp neighbors, для OSPF — clear ip ospf process, для IS-IS — clear isis *.

Далее настроим маршрутизаторы для работы с протоколом EIGRP. Для этого необходимо:

− включить EIGRP на маршрутизаторах не забыв указать номер автономной системы (должен быть одинаковым для всех маршрутизаторов внутри одной автономной системы);

− установить идентификатор маршрутизатора (router-id);

− объявить маршрутизируемые сети.

Команда eigrp router-id A. B. C.D не является обязательной, однако позволяет идентифицировать маршрутизатор при возникновении проблем. Дополнительно командой metric weights можно задать значение коэффициентов k для более гибкого подсчета метрики.

Проведем измерение критериев. Результаты измерений для EIGRP продемонстрированы в таблице 2.

Таблица 2

Результаты измерения критериев протокола EIGRP

Критерий

EIGRP

Время конвергенции

0,609551 сек.

Объем служебного трафика

596 байт

Административная дистанция

90

Перейдем к следующему протоколу динамической маршрутизации — OSPF.Принцип работы OSPF сильно отличается от RIP v2 и EIGRP. Для начала необходимо разбить сеть на 3 зоны. Проиллюстрируем это на рисунке 2.

Untitled Diagram (1).jpg

Рис. 2. Разделение лабораторного стенда на зоны OSPF

Стоит отметить, что для работы OSPF достаточно одной обязательной зоны (area 0), однако разделение на зоны позволяет получить ряд преимуществ таких как: снижение нагрузки на ЦПУ маршрутизаторов, уменьшение таблицы маршрутизации, уменьшение количества пакетов обновлений состояния канала. Все другие зоны должны быть присоединены к нулевой зоне. [5]

После разделения на зоны можем приступить к настройке, для этого необходимо:

− включить OSPF на маршрутизаторах, указав номер процесса (номер процесса должен быть одинаковым внутри каждой зоны);

− установить идентификатор маршрутизатора (router-id);

− объявить маршрутизируемые сети, указав номер зоны.

Проведем измерение критериев. Результаты измерений для OSPF продемонстрированы в таблице 3.

Таблица 3

Результаты измерения критериев протокола OSPF

Критерий

OSPF

Время конвергенции

9,867057 сек.

Объем служебного трафика

706 байт

Административная дистанция

110

Несмотря на некоторые сходства IS-IS и OSPF, они идеологически по-разному относятся к дизайну домена. Они оба разделяют топологию сети на зоны, но принципы разделения — различны. В IS-IS нет обязательной зоны 0, и зоны могут объединяться между собой произвольным образом. Так же в IS-IS маршрутизаторы полностью входят в зону (рисунок 3), когда в OSPF границы проходит по маршрутизатору, объединяя интерфейсы (рисунок 2). [6]

2.jpg

Рис. 3. Разделение лабораторного стенда на зоны IS-IS

Сконфигурируем IS-IS на маршрутизаторах, для этого нужно выполнить следующие шаги:

− включить IS-IS на маршрутизаторах;

− настроить NET;

− включить IS-IS на интерфейсах.

− настроить уровни маршрутизаторов.

Проведем измерение критериев. Результаты измерений для OSPF продемонстрированы в таблице 4.

Таблица 4

Результаты измерения критериев протокола IS-IS

Критерий

IS-IS

Время конвергенции

9,467620 сек

Объем служебного трафика

2517 байт

Административная дистанция

115

Сведем результаты по всем протоколам в таблице 5.

Таблица 5

Сводная таблица результатов измерений

Критерий

RIP v2

EIGRP

OSPF

IS-IS

Время конвергенции

8,590100 сек

0,609551 сек

9,867057 сек

9,467620 сек

Объем служебного трафика

356 байт

596 байт

706 байт

2517 байт

Административная дистанция

120

90

110

115

Из таблицы 5 видно, что на данном лабораторном стенде лучше всех себя показал протокол динамической маршрутизации EIGRP. Данный протокол имеет низкое значение времени конвергенции и небольшой объем служебного трафика по сравнению с другими представленными протоколами. Поэтому можно сделать вывод, что данный протокол является предпочтительным для использования в сети. Стоит отметить, что данный протокол является проприетарным, и поддерживается только на маршрутизаторах Cisco. В дальнейшем планируется построить сеть на базе EIGRP и разрабатывать алгоритм по оптимизации маршрутизации в высоконагруженных сетях.

Литература:

  1. Таненбаум, Э. Компьютерные сети: книга / Э. Таненбаум, Э. Уэзеролл. Изд. 5-е — Санкт-Петербург: Питер, 2012. — 960 с.
  2. Мищенко П. В. Маршрутизация в составных сетях: учеб.-метод. пособие / П. В. Мищенко. — Новосибирск: НГТУ, 2016. — 72 с.
  3. Гайдаров И. О. Обзор технологических решений протоколов внутренней динамической маршрутизации OSPF и EIGRP / И. О. Гайдаров, О. Ю. Ерёмин // Теоретические и прикладные аспекты современной науки. — 2014. — № 3–1. С. 44–48.
  4. Стратьев В. А. Сравнительный анализ протоколов динамической маршрутизации OSPF и EIGRP / В. А. Стратьев, С. А. Степанов // Информационно-телекоммуникационные системы и технологии. / Материалы Всероссийской научно-практической конференции. — 2017. С. 324–326.
  5. Xguru [Электронный ресурс]: точка обмена знаниями по UNIX/Linux-системам, системам с открытым исходным кодом, сетям и другим родственным вещам. — Режим доступа: http://xgu.ru/wiki/OSPF.
  6. Шардаков К. С. Сравнение протоколов динамической маршрутизации IS-IS и OSPF / К. С. Шардаков, А. И. Карбаков, А. В. Красновидов // Интеллектуальные технологии на транспорте. — 2017. — № 2. — С. 22–28.
Основные термины (генерируются автоматически): OSPF, IS-IS, EIGRP, RIP, служебный трафик, административная дистанция, динамическая маршрутизация, время конвергенции, маршрутизатор, протокол.


Ключевые слова

протокол, OSPF, маршрутизация, сети, RIP, EIGRP, IS-IS

Похожие статьи

Алгоритмы балансировки в сети OSPF | Статья в журнале...

В статье представлены результаты исследований алгоритмов адаптивного балансировки трафика в сети, которая функционирует по протоколу маршрутизации OSPF. Предложенные алгоритмы в оптимальный способ вычисляют коэффициенты стоимости канала с учетом и...

Маршрутизация данных. Механизмы, критерии выбора маршрута...

Динамическая маршрутизацияпротоколы, позволяющие автоматически отслеживать изменения в топологии сети. При использовании данного протокола администратор сети конфигурирует данный протокол на каждом маршрутизаторе.

Реактивный алгоритм динамической маршрутизации...

Реактивный алгоритм динамической маршрутизации в перспективной мобильной сети, построенной

Разработанные протоколы, обеспечивающие маршрутизацию в мобильных

При высоком уровне трафика в мобильной сети применение реактивных протоколов менее...

Исследование влияния замещения протокола IPv4 протоколом...

Временем сходимости протокола является время, за которое протокол маршрутизации

Рис. 1. Топология исследования особенностей работы протокола маршрутизации OSPF с IP

Для упрощения настройки протокола маршрутизации OSPF и обработки балансировки...

Особенности MPLS для управления трафиком в IP-сетях

MPLS (Multi Protocol Label Switching) — это технология быстрой коммутации пакетов в многопротокольных сетях, основанная на

Маршрутизатор LSR получает топологическую информацию о сети, участвуя в работе алгоритма маршрутизацииOSPF, BGP, IS-IS.

Классификация и сравнительный анализ схем гибридной...

В данной статье приведена сравнительная характеристика схем гибридной маршрутизации MANET-DTD в Ad Hoc сетях с подробным описанием показателей эффективности. Ключевые слова: компьютерные ad hoc-сети, схемы маршрутизации, гибридные подходы MANET-DTN...

Инжиниринг трафика в программно определяемых сетях

Протокол маршрутизации OSPF представляет собой протокол внутренней маршрутизации , работающий на технологии отслеживания состояния канала.

протокол версии, OSPF , LFIB, FIB, таблица маршрутизации , протокол маршрутизации , маршрутизатор , сеть , время...

Анализ влияния использования протоколов MPLS и RSVP на...

Протокол MPLS является во многом протоколом “конструирования трафика”, а не протоколом QoS. Маршрутизация MPLS используется для образования виртуальных каналов в NGN-сетях, причем предполагается, что для этих каналов маршрутизаторы сети выделяют определенные...

Исследование моделей оценки качества функционирования...

В статье рассматривается неиерархическая мультисервисная сеть (МСС), построенная с использованием технологии коммутации пакетов. Ключевые слова: мультисервисная сеть, сеть связи, адаптивная маршрутизация, коммутация пакетов, линия связи, качество услуг связи.

Похожие статьи

Алгоритмы балансировки в сети OSPF | Статья в журнале...

В статье представлены результаты исследований алгоритмов адаптивного балансировки трафика в сети, которая функционирует по протоколу маршрутизации OSPF. Предложенные алгоритмы в оптимальный способ вычисляют коэффициенты стоимости канала с учетом и...

Маршрутизация данных. Механизмы, критерии выбора маршрута...

Динамическая маршрутизацияпротоколы, позволяющие автоматически отслеживать изменения в топологии сети. При использовании данного протокола администратор сети конфигурирует данный протокол на каждом маршрутизаторе.

Реактивный алгоритм динамической маршрутизации...

Реактивный алгоритм динамической маршрутизации в перспективной мобильной сети, построенной

Разработанные протоколы, обеспечивающие маршрутизацию в мобильных

При высоком уровне трафика в мобильной сети применение реактивных протоколов менее...

Исследование влияния замещения протокола IPv4 протоколом...

Временем сходимости протокола является время, за которое протокол маршрутизации

Рис. 1. Топология исследования особенностей работы протокола маршрутизации OSPF с IP

Для упрощения настройки протокола маршрутизации OSPF и обработки балансировки...

Особенности MPLS для управления трафиком в IP-сетях

MPLS (Multi Protocol Label Switching) — это технология быстрой коммутации пакетов в многопротокольных сетях, основанная на

Маршрутизатор LSR получает топологическую информацию о сети, участвуя в работе алгоритма маршрутизацииOSPF, BGP, IS-IS.

Классификация и сравнительный анализ схем гибридной...

В данной статье приведена сравнительная характеристика схем гибридной маршрутизации MANET-DTD в Ad Hoc сетях с подробным описанием показателей эффективности. Ключевые слова: компьютерные ad hoc-сети, схемы маршрутизации, гибридные подходы MANET-DTN...

Инжиниринг трафика в программно определяемых сетях

Протокол маршрутизации OSPF представляет собой протокол внутренней маршрутизации , работающий на технологии отслеживания состояния канала.

протокол версии, OSPF , LFIB, FIB, таблица маршрутизации , протокол маршрутизации , маршрутизатор , сеть , время...

Анализ влияния использования протоколов MPLS и RSVP на...

Протокол MPLS является во многом протоколом “конструирования трафика”, а не протоколом QoS. Маршрутизация MPLS используется для образования виртуальных каналов в NGN-сетях, причем предполагается, что для этих каналов маршрутизаторы сети выделяют определенные...

Исследование моделей оценки качества функционирования...

В статье рассматривается неиерархическая мультисервисная сеть (МСС), построенная с использованием технологии коммутации пакетов. Ключевые слова: мультисервисная сеть, сеть связи, адаптивная маршрутизация, коммутация пакетов, линия связи, качество услуг связи.

Задать вопрос