Протоколы политики маршрутизации EGP и BGP

Протокол EGP описан в документе RFC 904, который опубликован в апреле 1984 года. Протокол EGP служит для организации связи между корневыми марш­рутизаторами в сети Internet, которые принадлежат различным автономным сис­темам (АС). Необходимо учитывать, что для связи с маршрутизаторами внутри своей АС корневой маршрутизатор должен также поддерживать протоколы класса IGP, так как всю информацию о своей АС протокол EGP получает от них.

Хотя протокол EGP относится к динамическим протоколам маршрутизации, он очень прост. Протокол не использует метрики и, следовательно, не может выполнять интеллектуальную маршрутизацию. Маршрутизатор EGP рассылает своим соседям информацию через регулярные интервалы времени. Эта инфор­мация содержит номера сетей, к которым маршрутизатор подключен непосред­ственно. Она служит основой построения таблиц маршрутизации. При помощи протокола EGP маршрутизаторы:

q находят своих соседей;

q опрашивают последних для выяснения их работоспособности;

q отправляют соседям сообщения об обновлении, в которые включают ин­формацию о достижимости сетей в пределах своих АС.

С ростом сети Internet все недостатки протокола EGP — возможность обра­зования петель маршрутизации, очень большие размеры служебной информа­ции и невозможность «интеллектуальной» маршрутизации — становились все более очевидными. Вследствие этого был разработан протокол BGP (Border Ga­teway Protocol, протокол граничной маршрутизации). Протокол BGP описан в документе RFC 1163, который был опубликован в июне 1990 года. Этот доку­мент описывает версию 2 протокола BGP, однако с 1991 года в сети Internet используется версия 3 протокола BGP, которая изложена в документе RFC 1267.

Как и EGP, протокол BGP используется для связи корневых маршрутизато­ров в сети Internet. Однако, в отличие от EGP, он умеет предотвращать петли маршрутизации и применяет метрику для интеллектуальной маршрутизации. В настоящее время протокол BGP постепенно вытесняет EGP из Internet.

BGP использует протокол TCP (протокольный порт 179) для передачи слу­жебной информации. Это значительно повышает надежность, поскольку прото­кол TCP гарантирует доставку. Сначала маршрутизаторы, работающие с протоколом BGP, обмениваются полными таблицами маршрутизации, затем рассылаются только обновления таблиц. В отличие от других протоколов, BGP не требует периодического обновления таблиц маршрутизации. Хотя протокол BGP хранит несколько маршрутов к определенной сети, в своих сообщениях об обновлениях он информирует только о наилучшем маршруте.

Протокол BGP может использоваться для маршрутизации как в одной АС, так и между ними. Маршрутизаторы одной АС обмениваются сообщениями, в частности, для того, чтобы определить маршрутизатор, граничащий с другой АС. Протокол BGP должен взаимодействовать с любым протоколом маршрутизации класса IGP внутри одной АС. Сообщения об обновлении состоят из пар [Сетевой номер, Последовательность АС]. Последовательность AC — это путь, состоящий из автономных систем, по которому может быть достигнута указанная сеть.

Метрики протокола BGP — это числа, присваиваемые сетевым администра­тором (обычно с помощью конфигурационных файлов), которые показывают степень предпочтительности маршрута. Она может основываться на любых кри­териях: скорость каналов, надежность и т. д.

Протокол IGMP

Основное назначение протокола IGMP — обмен информацией между рабочей станцией и маршрутизатором данной подсети. Протокол позволяет станции информировать маршрутизатор о том, что она хочет получать пакеты с определен­ными групповыми адресами. Тем самым она заявляет о своей принадлежности к той или иной группе. Кроме того, с помощью этого протокола маршрутизатор периодически опрашивает присоединенные к нему подсети, определяя актив­ность известных ему членов группы. В случае, если к подсети подключено несколько маршрутизаторов, один из них автоматически становится доминиру­ющим, принимая на себя ответственность за опрос членов группы. Протокол IGMP имеет несколько версий. Наиболее распространенная версия 1 описана в документе RFC 1112. Более поздние реализации протокола IGMP (версии 2 и выше) значительно расширяют его возможности и обратно совместимы с верси­ей 1. В версии 2 введена новая процедура выбора доминирующего маршрутиза­тора для каждой подсети: маршрутизатор с наименьшим IP-адресом назначается доминирующим. В версии 1 он определялся с помощью протоколов групповой маршрутизации, что приводило к нештатным ситуациям, так как различные про­токолы групповой маршрутизации используют неодинаковые методы выбора. В частности, несколько маршрутизаторов могли быть назначены доминирующими.

Основываясь на информации, полученной с помощью протокола IGMP, мар­шрутизаторы определяют, в какие подключенные к ним подсети необходимо передавать групповой трафик. Совместно с данными, поставляемыми протоко­лами групповой маршрутизации, эта информация используется для передачи трафика через распределенную сеть или Internet.

В соответствии с документом RFC 1112, маршрутизатор периодически рас­сылает сообщения HMQ (Host Membership Query, запрос о членстве) для опре­деления членства в группах станций, расположенных в подключенных к нему подсетях. Эти сообщения посылаются по адресу 224.0.0.1, то есть всем устройст­вам в подсети. Поле TTL (Time to Live) IP-дейтаграммы при этом равно 1. Это означает, что данное сообщение не будет обрабатываться другими маршрутиза­торами в подсети (напомним, что маршрутизаторы, перед тем как передавать дейтаграмму дальше, уменьшают поле TTL на 1, и если при этом его значение оказывается равным нулю, сообщение удаляется).

После того как станция получает сообщение HMQ, она отправляет сообще­ние Host Membership Report (HMR, ответ на запрос о членстве) для каждой группы, членом которой она является. Для того чтобы этих сообщений не оказа­лось чересчур много, каждая активная станция выжидает некоторое время перед отправкой сообщения. Если за это время станция обнаружит сообщение HMR от другого члена своей группы, то останется в этом режиме еще на некоторое время. Такая схема гарантирует, что все сообщения будут доставлены в опреде­ленный интервал времени, а порождаемый ими трафик будет оптимальным. Для поддержки информации о членах групп маршрутизатор периодически рассылает сообщения HMQ.

Необходимо отметить, что маршрутизаторы не нужно настраивать на получе­ние сообщений от каждого члена группы, так как маршрутизаторы по умолча­нию будут получать все IP-дейтаграммы с групповыми адресами. Кроме того, маршрутизаторам не нужно поддерживать список всех устройств в группах; им достаточно знать, что по крайней мере один член группы присутствует в под­ключенных к ним подсетях.

В том случае, если маршрутизатор не получил сообщение HMR после не­скольких HMQ-запросов, он заключает, что в подключенных подсетях больше не осталось членов группы, и группа удаляется из списка. Если рабочая станция хочет стать членом определенной группы, она немедленно посылает сообщение HMR, не ожидая опроса маршрутизатора. Это гарантирует, что станция получит пакеты с соответствующим групповым адресом даже в том случае, если она яв­ляется первым и единственным членом группы.

Протокол IGMP в версии 2 определяет новый тип сообщения HMQ — Group-Specific Query (GSQ). Данное сообщение позволяет маршрутизаторам опраши­вать определенную группу, а не все группы, расположенные в непосредственно подключенных подсетях. Кроме того, введено сообщение Leave Group. Когда последняя станция желает покинуть группу, она посылает данное сообщение по адресу 224.0.0.2, то есть всем маршрутизаторам в сети. В сообщении указывает­ся, какую группу она покидает. В ответ на сообщение Leave Group маршрутиза­тор посылает сообщение GSQ через порт, на который пришло сообщение Leave Group от станции. Если в ответ на сообщение GSQ маршрутизатор не получает сообщение HMR, группа удаляется из списка групп, находящихся в непосредст­венно подключенных сетях.

Версия 3 протокола IGMP позволяет уменьшить объем служебного трафика, разрешая станции выбирать определенного отправителя, от которого она хочет получать данные. Групповые протоколы маршрутизации могут использовать эту информацию при построении ветвей деревьев доставки. Кроме того, сообщение Leave Group, введенное в версии 2 протокола, расширено новым типом сообще­ния Group-Source Leave (сообщение о выходе из группы, GSL). Это позволяет станции выйти из группы, которую она хочет покинуть, или указать IP-адреса пары (отправитель, группа-получатель).