26-Mavzu: Marshrutizatsiya

26-Mavzu: Marshrutizatsiya protokollari.
Reja:
1. Marshrutizatsiya protokollari haqida tushunchalar.
2. Marshrutizatsiya protokollari bilan ishlash.
Marshrutlash protokollari
Marshrutlash protokollari barcha tarmoq marshrutizatorlari o'rtasida dinamik marshrutlash ma'lumotlarini almashishni boshqaradi, yo'riqnoma ichida dasturiy ravishda amalga oshiriladi va butun tarmoqning tashkil etilishini aks ettiruvchi marshrutlash jadvallarini yaratadi.
Ichki marshrutlash protokollari odatda almashinuv algoritmlariga asoslanadi:
"vektor-uzunlik" jadvallari-DVA (masofa vektori algoritmi) - "masofa vektori"kabi protokollar;
kanallarning holati to'g'risida ma'lumot-LSA (Link-State algoritm) - "link state"kabi protokollar.
Optimal dva yo'nalishini aniqlash algoritmlari
DVA tipidagi protokollar Xerox korporatsiyasi tomonidan xns protokoli uchun ishlab chiqilgan, ammo IPX va TCP/IP uchun ham ishlatiladigan birinchi Routing Information Protocol (RIP) protokollaridan birini o'z ichiga oladi. Ushbu protokollar vaqti-vaqti bilan (hatto tarmoqda hech qanday o'zgarishlar bo'lmasa ham) marshrutizatorlardan o'tib, marshrutlash jadvallarini yangilaydigan marshrutlash jadvallari bilan translyatsiya xabarlarini yuborish bilan tavsiflanadi.
Marshrut jadvalining har bir satrida quyidagilar ko'rsatilgan:
ba'zi tarmoq manzili ;
ushbu tarmoqqa yuborilgan paketlarni uzatishingiz kerak bo'lgan yo'riqnoma manzili;
tarmoqqa masofa.
Routerni ishga tushirishda marshrutlash jadvaliga quyidagilar yoziladi:
qo'shni tarmoqlarning manzillari (segmentlar);
ushbu yo'riqnoma to'g'ridan-to'g'ri ulangan tegishli marshrutizatorlarning manzillari (to'g'ridan-to'g'ri kanal);
ushbu marshrutizatorlarga masofa 0 yoki 1 ga teng (amalga oshirishga qarab) qabul qilinadi.
Har 30 soniyada yo'riqnoma (V, D) juftlardan tashkil topgan eshittirish xabarini uzatadi,bu erda v - vektor deb nomlangan mavjud tarmoqning manzili va D - vektor uzunligi deb nomlangan ushbu tarmoqqa masofa.
RIP metrikasida vektor uzunligi berilgan yo'riqnoma va tegishli tarmoq o'rtasidagi tranzit yo'nalishlari (hop) soni bilan o'lchanadi.
Olingan "vektor-uzunlik" jadvallari asosida yo'riqnoma barcha mavjud tarmoqlarga minimal uzunlikdagi yo'llarni aniqlab, marshrut jadvaliga qo'shimchalar va o'zgartirishlar kiritadi.
Aloqa kanallari turli xil o'tkazish qobiliyatiga ega bo'lishi mumkinligi sababli, ba'zi RIP dasturlarida vektor uzunligi CS ma'lumot uzatish tezligiga qarab og'irlik koeffitsientiga ko'paytiriladi.
RIP va boshqa dva tipidagi protokollarning asosiy afzalligi:
amalga oshirish qulayligi.
Kamchiliklari:
1) optimal marshrutlarni sekin barqarorlashtirish; paketlarni uzatishda tsikllarning paydo bo'lishiga olib keladigan turli xil marshrutizatorlarning marshrut jadvallarining nomuvofiqligi tufayli; ushbu muammoni qisman hal qilish uchun evristik usullardan foydalanish mumkin;
2) uzatiladigan "vektor-uzunlik" jadvallari bilan tarmoqning katta yuklanishi; ikkita asosiy omil tufayli:
"vektor-uzunlik" jadvallarini o'z ichiga olgan eshittirish xabarlarini uzatish chastotasi;
ushbu jadvallarning hajmi tarmoqqa kiritilgan kichik tarmoqlar (segmentlar) soniga mutanosibdir.
Masofa vektori kabi protokollardan kichik va nisbatan barqaror tarmoqlarda foydalanish tavsiya etiladi. Katta tarmoqlarda vaqti-vaqti bilan eshittirish xabarlari tarmoqning haddan tashqari yuklanishiga va tarmoqli kengligining pasayishiga olib keladi.
Optimal lsa yo'nalishini aniqlash algoritmlari
Lsa algoritmlari-kanallarning holati to'g'risida ma'lumot almashish algoritmlari, shuningdek, eng qisqa yo'lni afzal ko'rish algoritmlari deb ataladi SPF (Shortest Path First), marshrutizatorlar tomonidan ularni birlashtirgan barcha aloqa kanallari haqida ma'lumot to'plash orqali tarmoq topologiyasi xaritasini dinamik ravishda yaratishga asoslangan. Buning uchun yo'riqnoma vaqti-vaqti bilan har bir kanalni "faol" yoki "faol emas"deb belgilab, qo'shni marshrutizatorlar bilan kanallarning holatini sinab ko'radi. Amalda, ushbu ikki holatning tez-tez o'zgarishini kamaytirish uchun quyidagi qoida qo'llaniladi:
sinovlarning katta qismi salbiy natija bermaguncha kanal "faol" va testlarning katta qismi ijobiy natija bermaguncha "faol emas" deb hisoblanadi.
Kanallarining holati o'zgarganda, yo'riqnoma darhol tarmoq orqali tegishli ma'lumotlarni boshqa barcha marshrutizatorlarga tarqatadi, ular xabarlarni qabul qilib, tarmoq xaritalarini yangilaydi va barcha manzillarga eng qisqa yo'llarni qayta hisoblab chiqadi.
Lsa algoritmlarining afzalliklari:
1) dva algoritmlariga qaraganda optimal marshrutlarni kafolatlangan va tezroq barqarorlashtirish (algoritmning yaqinlashishi kafolatlangan);
2) nosozliklarni tuzatish qulayligi va tarmoqdagi pastki tarmoqlarning umumiy soniga bog'liq bo'lmagan uzatiladigan ma'lumotlarning kichik miqdori.
"Link state" tipidagi protokollar katta yoki tez rivojlanayotgan tarmoqlarda qo'llaniladi. Bularga Osi tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan Open Shortest Path First (OSPF) va Intermediate SYSTEM to Intermediate System (IS-IS) kabi protokollar kiradi.
LSA algoritmining eng keng tarqalgan qo'llanilishi OSPF protokoli (Open SPF) - Internet routerlarida foydalanish uchun ishlab chiqilgan va hozirda boshqa tarmoqlarda (NetWare, SNA, XNS, DECNet) keng qo'llaniladigan ochiq standart.
LSA algoritmlarining barcha afzalliklari bilan OSPF protokoli quyidagi qo'shimcha imkoniyatlarni taqdim etadi.
1. Paketlarni buyurtma qilingan xizmat turiga qarab yo'naltirish. Tarmoq ma'muri xavfsizlik tarmoqlariga ularning o'tkazuvchanligi, kechikishi yoki operatsion xarajatlariga qarab turli xil "qiymat" qiymatlarini tayinlashi mumkin. Router nafaqat qabul qiluvchining manzilini, balki sarlavhadagi "xizmat turi" maydonini ham tahlil qilish natijasida Datagram yo'lini tanlaydi.
2. Bir xil qiymatdagi muqobil yo'llar o'rtasida yukni teng taqsimlash (har bir manzilga faqat bitta yo'lni hisoblaydigan RIP protokolidan farqli o'laroq).
3. Xizmat sinfiga muvofiq paketlarni yo'naltirish. Tarmoq ma'muri turli xil ustuvorliklarga ega bo'lgan bir nechta navbatlarni yaratishi mumkin. Paket protokol turini tahlil qilish natijalariga ko'ra yuborish uchun navbatga qo'yiladi. Vaqt kechikishiga sezgir paketlar uchun yuqori ustuvor navbat ajralib turadi.
4. Yo'nalish autentifikatsiyasi. Ushbu imkoniyatning etishmasligi, masalan, rip protokolida, ma'lum bir tajovuzkor tomonidan barcha paketlarni ushlab qolishiga olib kelishi mumkin, ular "vektor-uzunlik" jadvallarini o'z kompyuterlaridan barcha pastki tarmoqlarga belgilangan qisqa yo'l uzunligi bilan uzatadilar.
5. To'g'ridan-to'g'ri emas, balki ma'lum bir tranzit tarmog'i orqali ulangan marshrutizatorlar o'rtasida virtual kanalni o'rnatish.
LSA algoritmiga asoslangan OSI modeli tarmoq qatlamini yo'naltirish protokollarini belgilaydi:
"terminal tizimi-tranzit tizimi", ES-IS (End SYSTEM-to-Intermediate System);
"tranzit tizimi-tranzit tizimi", IS-IS (Intermediate System-to-Intermediate System).
Link state tipidagi protokollar, distance vector-dan farqli o'laroq, faqat tarmoq ulanishlaridagi o'zgarishlarni ko'rsatish uchun marshrut ma'lumotlarini yuboradi.
Yana bir farq-foydalanuvchi tomonidan belgilangan marshrutlash parametrlaridan birini hisobga olgan holda bir nechta mumkin bo'lgan ma'lumotlar kanalini tanlash imkoniyati:
kechikish yoki ma'lumotlar tezligi;
tarmoqli kengligi yoki ishlash;
ishonchliligi.
Routerlarning ko'priklarga nisbatan afzalliklari:
1) yuqori ma'lumotlar xavfsizligi;
2) tarmoqni segmentlarga ajratish yaxshilandi;
3) muqobil yo'llar tufayli tarmoqlarning yuqori ishonchliligi va hayotiyligi;
4) ma'lumotlarni uzatish uchun eng yaxshi marshrutlarni tanlash orqali aloqa kanallari orqali yukni samarali taqsimlash;
5) ko'priklarga qaraganda ko'proq moslashuvchanlikni ta'minlaydi, chunki marshrutni narxiga, uzatish liniyalarining tezligiga yoki vaqt kechikishiga qarab tanlashi mumkin;
6) pastki tarmoqlar o'rtasida himoya to'sig'ini yarating, shu bilan "translyatsiya bo'ronlari" dan himoya qilishni va nosoz segmentlarni ajratishni kafolatlang;
7) uzoq xabarlarni bir nechta qisqa xabarlarga ajratishi mumkin, bu sizga turli uzunlikdagi paketlardan foydalanadigan tarmoqlarni ulash imkonini beradi;
8) katta tarmoqlarni qo'llab-quvvatlashni osonlashtiradi.
Kamchiliklari:
1) ma'lumotlarni uzatishda kechikish mavjud, bu esa qo'shimcha xarajatlarni oshiradi;
2) ko'priklarga qaraganda o'rnatish va sozlash ancha qiyin: routerni to'g'ri o'rnatish uchun tarmoq ma'muri barcha qo'llab-quvvatlanadigan protokollarning o'ziga xos xususiyatlarini yaxshi bilishi kerak;
3) kompyuterni bir pastki tarmoqdan boshqasiga o'tkazishda siz uning tarmoq manzilini o'zgartirishingiz kerak;
4) ko'prikdan qimmatroq, chunki u o'z funktsiyalarini bajarish uchun yanada kuchli protsessorlarni, ko'proq Ramni va ba'zan ixtisoslashgan yuqori tezlikda ishlaydigan avtobuslarni talab qiladi va bundan tashqari, narxi qo'llab-quvvatlanadigan protokollar soniga bog'liq bo'lgan qimmatroq dasturiy ta'minot.
Jadvalda.1 ko'priklar va marshrutizatorlarning o'ziga xos xususiyatlarini taqdim etadi.
Jadval 1
Ko'priklar va marshrutizatorlarning o'ziga xos xususiyatlari

Jadvalda.2 ko'priklar va marshrutizatorlarni qiyosiy tahlil qilish natijalari keltirilgan.
Jadval 2
Ko'priklar va marshrutizatorlarning qiyosiy tahlili

Tarmoqlarni qurishda ko'priklar va marshrutizatorlar bir-birini to'ldiradi. Ko'prik yoki yo'riqnoma tanlashda turli omillar hisobga olinadi, jumladan:
tarmoqning murakkabligi;
muqobil yo'llarning mavjudligi;
trafik hajmi;
amaldagi protokollar;
xizmat ko'rsatuvchi xodimlarning malakasi;
mavjud naqd pul.
Tarmoq qanchalik katta va murakkab bo'lsa, marshrutizatorlardan foydalanish shunchalik foydali bo'ladi.
Tarmoq sathiga ega bo'lmagan va shunga mos ravishda tarmoq manziliga ega bo'lmagan protokollarga ega tarmoqlar marshrutizatorlardan foydalana olmaydi va ko'priklar yoki kalitlar yordamida birlashtiriladi. Shu bilan birga, bir vaqtning o'zida ko'prik vazifasini bajara oladigan va ko'priklar/marshrutizatorlar (ko'prik/router yoki ba'zan brouter) deb nomlanadigan marshrutizatorlar mavjud. Shuningdek, marshrutlash ko'prigi (marshrutlash ko'prigi) tushunchasi mavjud - ba'zi yo'riqnoma imkoniyatlariga ega ko'prik. Xususan, marshrutlash ko'prigi ulanish sathidan yuqori protokol maydonlarini tahlil qilish asosida paketlarni filtrlashni amalga oshirishi mumkin. Biroq, bunday ko'priklar tarmoq topologiyasi haqida ma'lumot to'plamaydi va optimal marshrutni tanlash to'g'risida qaror qabul qila olmaydi, ya'ni ular haqiqiy yo'riqnoma emas.
Ko'priklar va marshrutizatorlarning asosiy texnik xususiyatlari:
1) qurilish: modulli yoki sobit;
2) interfeys modullari soni (modulli ishlashda): 1 dan 10 gacha yoki undan ko'p;
3) lan portlarining maksimal soni: birdan bir necha o'ntagacha;
4) WAN portlarining maksimal soni: birdan bir necha o'ntagacha;
5) qo'llab-quvvatlanadigan lan turlari: Ethernet, Token Ring, FDDI;
6) tarqatilgan tarmoqlarning qo'llab-quvvatlanadigan protokollari va interfeyslari turlari: Internet, SNA va boshqalar.;
7) routerni boshqarish protokoli: SNMP va boshqalar.;
8) 64 baytli paketlarning umumiy uzatish tezligi: sekundiga o'ndan yuz minglab paketlar.
1.4. Qulflar
Shlyuz-turli xil tarmoqlarni yoki tarmoq qurilmalarini bog'laydigan va protokollar va/yoki adreslash tizimlari o'rtasidagi farq bilan bog'liq muammolarni hal qilishga imkon beradigan dasturiy va apparat kompleksi.
Shlyuzlar turli xil tarmoq protokollarini tarjima qiladi va turli xil tarmoq qurilmalariga nafaqat ulanish, balki bitta tarmoq sifatida ishlashga imkon beradi.
Masalan, Paketli adapterlar (PAD), protokol konvertorlari va Ethernet va X. 25 tarmoqlarini bog'laydigan qurilmalar.
Internetda shlyuz ko'pincha xavfsizlik devori yo'riqchisi deb ataladi.
Shlyuzlar ko'priklar va marshrutizatorlarga qaraganda yanada aqlli va sekinroq xizmatni taqdim etadi.
Shlyuzlar Osi modelining yuqori (beshinchi, oltinchi va ettinchi) darajalarida ishlaydi.
2. Hududiy taqsimlangan tarmoqlarning umumlashtirilgan tuzilishi
Hududiy taqsimlangan tarmoqning bir qismi sifatida, maqsadga qarab, umumiy holatda quyidagi kichik tarmoqlarni ajratish mumkin:
abonent tarmoqlari (a);
kirish tarmoqlari (E);
magistral tarmoqlar (M).
Abonent tarmog'i-bu mahalliy tarmoq texnologiyalariga asoslangan ofis yoki korporativ tarmoq (Ethernet, TokenRing, FDDI).
Kirish tarmog'i quyidagi asosda amalga oshirilishi mumkin:
1) umumiy foydalaniladigan telefon tarmog'ining (TfOP) an'anaviy analog kanallari yoki ISDN raqamli kanallari bo'lgan Dial-up kanallari;
2) ajratilgan kanallar-3,1 kHz diapazonli analog tonal chastotali kanallardan 622 Mbit/s gacha o'tkazish qobiliyatiga ega SDH raqamli kanallariga;
3) X. 25, FrameRelay, ATM, shuningdek TCP/IP (Internet) tarmoq texnologiyalaridan foydalangan holda paketlarni almashtirish.
Magistral tarmoq odatda sekundiga o'nlab Gigabitgacha o'tkazish qobiliyatiga ega bo'lgan maxsus raqamli kanallar asosida yuqori tezlikdagi keng polosali tarmoq sifatida amalga oshiriladi.
Zamonaviy magistral tarmoqlarga qo'yiladigan talablar:
xizmatlarni birlashtirish (ISDN tarmoqlari);
keng polosali aloqa kanallaridan foydalanish orqali yuqori uzatish tezligi (keng polosali ma'lumotlarni uzatish tarmoqlarini qurish).
3. Kommutatsiya qilingan kanallar (telefon aloqa tarmoqlari)asosida ma'lumotlarni uzatish
PBX-bu avtomatik telefon stantsiyasi, uning asosiy vazifasi nutq ma'lumotlari oqimini almashtirishdir. Umuman olganda, PBXNI fazoviy kalit deb hisoblash mumkin.
PBX turlari:
elektromexanik:
o'n yillik qadam;
koordinata;
dasturiy ta'minotni boshqarish bilan:
kvazi-elektron;
elektron (raqamli).
Telefon liniyalarining turlari:
abonent (al) - yuk 0,1-0,2 Earl.;
birlashtiruvchi (Cl) – yuk 0,8 Earl.
Telefon aloqalarining turlari:
Dial-up (vaqtinchalik);
ajratilgan (almashtirilmagan).
Abonentlarni chaqirishning ikkita usuli:
10 Gts chastotali impulsli (o'n yillik) to'plam: 50 MS – impuls, 50 MS – pauza; impulslar soni raqamning qiymatiga teng, "0" raqami esa 10 ta pulsga to'g'ri keladi;
10 Gts chastotali ohang (chastota) to'plami: har bir raqam 2 chastotaga to'g'ri keladi – pastki va yuqori chastota guruhidan, ularning qiymatlari uyg'un ravishda tanlanmagan, ya'ni.chastotalar 1 butun umumiy bo'linuvchidan farq qilmaydi.
Umumiy telefon tarmoqlarining topologiyasi (Tfsop) – radial-tugun.
O'zaro bog'langan aloqa tarmog'i ( SCS) - barcha telekommunikatsiya tarmoqlarini, shu jumladan Tfopni yagona ma'lumotlar tarmog'iga birlashtirish.
TfOP orqali uzatish usullari:
modemlardan foydalangan holda analog uzatish;
uzluksiz ma'lumotlarni ICM konversiyasidan foydalangan holda raqamli uzatish:
a) ISDN texnologiyasiga asoslangan raqamli abonent liniyalari orqali;
b) SS7 texnologiyasiga asoslangan raqamli ulanish liniyalari orqali (ACS№7).
Mavjud analog allar orqali raqamli ma'lumotlarni uzatish suhbat kanalining chastotalarida faksimil aloqada qo'llanila boshlandi va ko'pchilik allar uchun uzatish tezligi o'rtacha 9,6 Kbit/s ni tashkil qiladi.
Raqamli al uzatish tezligini ancha yuqori va tonal chastota diapazonidagi aloqaga qaraganda arzonroq narxda ta'minlay oladi.
Raqamli al ning analogdan afzalliklari:
vaqtni siqish printsipi bo'yicha bir nechta suhbat kanallarini multiplekslash qulayligi;
kodlash oson;
abonent signalizatsiyasining yangi xususiyatlari.
Raqamli uzatishning kamchiliklari:
nutq signallarini raqamli formatga o'tkazishda buzilishlar;
qattiq tarmoqli kengligi talablari;
kechikishlarning ko'payishi tufayli aks sado bilan bog'liq muammolar.
3.1. Telefon aloqa kanallari orqali analog uzatish (modem aloqasi)
3.1.1. Modem aloqasini tashkil etish tamoyillari
Modemlar aloqa protokoli yoki telekommunikatsiya protokoli deb nomlangan ma'lumotlarni almashish usuli va tartibi to'g'risidagi bitim asosida ishlab chiqilgan va ishlaydi.
Aloqa protokollari ICCTT tomonidan ishlab chiqilgan va analog signallarni uzatish usullarini, shuningdek raqamli ma'lumotlarni uzatishning fizik va kanal qatlamlarini tavsiflovchi v seriyali tavsiyalar (standartlar) shaklida o'rnatiladi.
Standart, umuman olganda, protokollar to'plamidir.
Modemlarning asosiy funktsiyalari:
modulyatsiya va demodulyatsiya signallari;
xatolardan himoya qilish;
uzatilgan ma'lumotlarni siqish;
telefoniyani qo'llab-quvvatlash xususiyatlari.
1. Modulyatsiya va demodulyatsiya signallari.
Diskret signallarni uzluksiz signallarga aylantirish uchun modemlarda quyidagi modulyatsiya usullari qo'llaniladi: chastota, faza, amplituda va amplituda-faza.
2. Xatolardan himoya qilish.
Modemlar uzatiladigan ma'lumotlarni aloqa kanallarida va ma'lumotlarni uzatish uskunalarida yuzaga keladigan xatolardan xatolarni boshqarish va tuzatish orqali himoya qilishni ta'minlashi kerak.
Xatolarni tuzatish-foydali signalni shovqinlardan ajratish va aloqa jarayonida yuzaga keladigan xatolarni tuzatish.
Ma'lumotlarni uzatishda xatolarni boshqarish va tuzatish uchun amalga oshirilishi mumkin bo'lgan xatolarni boshqarish protokollaridan foydalaniladi:
apparat (modem rom-ga o'rnatilgan);
dasturiy ta'minot-modemni etkazib berish doirasiga kiritilgan maxsus dastur shaklida.
Xatolarni boshqarish protokolini apparat asosida amalga oshirish afzalroqdir.
Eng muvaffaqiyatli biri bu 2, 3 va 4-sinflarning mnp (Microcom Network Protocol) tarmoq almashinuvi protokoli bo'lib, u V. 42 xatolarni tuzatish standartining bir qismiga aylandi.
V. 42bis va MNP 5 standartlarini qo'llab-quvvatlovchi modemlar ma'lumotlarni uzatishda ma'lumotni siqish algoritmlaridan foydalanadi, bu esa almashish tezligini oshiradi.
1988 yilda ICCTT xatolarni tuzatish usullarini tavsiflovchi dupleks modemlar uchun V. 42 xatolarni tuzatish standartini chiqardi.
Savollar.
1.Marshrutirizatsiya nima?
2.Protokol nima?
3.