Главная › Тарифы › Описание команды ROUTE. Сетевая маршрутизация

Описание команды ROUTE. Сетевая маршрутизация

Или шлюзом , называется узел сети с несколькими IP-интерфейсами (содержащими свой MAC-адрес и IP-адрес), подключенными к разным IP-сетям, осуществляющий на основе решения задачи маршрутизации перенаправление дейтаграмм из одной сети в другую для доставки от отправителя к получателю.

Представляют собой либо специализированные вычислительные машины, либо компьютеры с несколькими IP-интерфейсами, работа которых управляется специальным программным обеспечением.

Маршрутизация в IP-сетях

Маршрутизация служит для приема пакета от одного устройства и передачи его по сети другому устройству через другие сети. Если в сети нет маршрутизаторов, то не поддерживается маршрутизация. Маршрутизаторы направляют (перенаправляют) трафик во все сети, составляющие объединенную сеть.

Для маршрутизации пакета маршрутизатор должен владеть следующей информацией:

Адрес назначения
Соседний маршрутизатор, от которого он может узнать об удаленных сетях
Доступные пути ко всем удаленным сетям
Наилучший путь к каждой удаленной сети
Методы обслуживания и проверки информации о маршрутизации

Маршрутизатор узнает об удаленных сетях от соседних маршрутизаторов или от сетевого администратора. Затем маршрутизатор строит таблицу маршрутизации, которая описывает, как найти удаленные сети.

Если сеть подключена непосредственно к маршрутизатору, он уже знает, как направить пакет в эту сеть. Если же сеть не подключена напрямую, маршрутизатор должен узнать (изучить) пути доступа к удаленной сети с помощью статической маршрутизации (ввод администратором вручную местоположения всех сетей в таблицу маршрутизации) или с помощью динамической маршрутизации.

Динамическая маршрутизация - это процесс протокола маршрутизации, определяющий взаимодействие устройства с соседними маршрутизаторами. Маршрутизатор будет обновлять сведения о каждой изученной им сети. Если в сети произойдет изменение, протокол динамической маршрутизации автоматически информирует об изменении все маршрутизаторы. Если же используется статическая маршрутизация, обновить таблицы маршрутизации на всех устройствах придется системному администратору.

IP-маршрутизация - простой процесс, который одинаков в сетях любого размера. Например, на рисунке показан процесс пошагового взаимодействия хоста А с хостом В в другой сети. В примере пользователь хоста А запрашивает по ping IP-адрес хоста В. Дальнейшие операции не так просты, поэтому рассмотрим их подробнее:

В командной строке пользователь вводит ping 172.16.20.2. На хосте А генерируется пакет с помощью протоколов сетевого уровня и ICMP .

IP обращается к протоколу ARP для выяснения сети назначения для пакета, просматривая IP-адрес и маску подсети хоста А. Это запрос к удаленному хосту, т.е. пакет не предназначен хосту локальной сети, поэтому пакет должен быть направлен маршрутизатору для перенаправления в нужную удаленную сеть.
Чтобы хост А смог послать пакет маршрутизатору, хост должен знать аппаратный адрес интерфейса маршрутизатора, подключенный к локальной сети. Сетевой уровень передает пакет и аппаратный адрес назначения канальному уровню для деления на кадры и пересылки локальному хосту. Для получения аппаратного адреса хост ищет местоположение точки назначения в собственной памяти, называемой кэшем ARP.
Если IP-адрес еще не был доступен и не присутствует в кэше ARP, хост посылает широковещательную рассылку ARP для поиска аппаратного адреса по IP-адресу 172.16.10.1. Именно поэтому первый запрос Ping обычно заканчивается тайм-аутом, но четыре остальные запроса будут успешны. После кэширования адреса тайм-аута обычно не возникает.
Маршрутизатор отвечает и сообщает аппаратный адрес интерфейса Ethernet, подключенного к локальной сети. Теперь хост имеет всю информацию для пересылки пакета маршрутизатору по локальной сети. Сетевой уровень спускает пакет вниз для генерации эхо-запроса ICMP (Ping) на канальном уровне, дополняя пакет аппаратным адресом, по которому хост должен послать пакет. Пакет имеет IP-адреса источника и назначения вместе с указанием на тип пакета (ICMP) в поле протокола сетевого уровня.
Канальный уровень формирует кадр, в котором инкапсулируется пакет вместе с управляющей информацией, необходимой для пересылки по локальной сети. К такой информации относятся аппаратные адреса источника и назначения, а также значение в поле типа, установленное протоколом сетевого уровня (это будет поле типа, поскольку IP по умолчанию пользуется кадрами Ethernet_II). Рисунок 3 показывает кадр, генерируемый на канальном уровне и пересылаемый по локальному носителю. На рисунке 3 показана вся информация, необходимая для взаимодействия с маршрутизатором: аппаратные адреса источника и назначения, IP-адреса источника и назначения, данные, а также контрольная сумма CRC кадра, находящаяся в поле FCS (Frame Check Sequence).
Канальный уровень хоста А передает кадр физическому уровню. Там выполняется кодирование нулей и единиц в цифровой сигнал с последующей передачей этого сигнала по локальной физической сети.

Сигнал достигает интерфейса Ethernet 0 маршрутизатора, который синхронизируется по преамбуле цифрового сигнала для извлечения кадра. Интерфейс маршрутизатора после построения кадра проверяет CRC, а в конце приема кадра сравнивает полученное значение с содержимым поля FCS. Кроме того, он проверяет процесс передачи на отсутствие фрагментации и конфликтов носителя.
Проверяется аппаратный адрес назначения. Поскольку он совпадает с адресом маршрутизатора, анализируется поле типа кадра для определения дальнейших действий с этим пакетом данных. В поле типа указан протокол IP, поэтому маршрутизатор передает пакет процессу протокола IP, исполняемому маршрутизатором. Кадр удаляется. Исходный пакет (сгенерированный хостом А) помещается в буфер маршрутизатора.
Протокол IP смотрит на IP-адрес назначения в пакете, чтобы определить, не направлен ли пакет самому маршрутизатору. Поскольку IP-адрес назначения равен 172.16.20.2, маршрутизатор определяет по своей таблице маршрутизации, что сеть 172.16.20.0 непосредственно подключена к интерфейсу Ethernet 1.
Маршрутизатор передает пакет из буфера в интерфейс Ethernet 1. Маршрутизатору необходимо сформировать кадр для пересылки пакета хосту назначения. Сначала маршрутизатор проверяет свой кэш ARP, чтобы определить, был ли уже разрешен аппаратный адрес во время предыдущих взаимодействий с данной сетью. Если адреса нет в кэше ARP, маршрутизатор посылает широковещательный запрос ARP в интерфейс Ethernet 1 для поиска аппаратного адреса для IP-адреса 172.16.20.2.
Хост В откликается аппаратным адресом своего сетевого адаптера на запрос ARP. Интерфейс Ethernet 1 маршрутизатора теперь имеет все необходимое для пересылки пакета в точку окончательного приема. На рисунке показывает кадр, сгенерированный маршрутизатором и переданный по локальной физической сети.

Кадр, сгенерированный интерфейсом Ethernet 1 маршрутизатора, имеет аппаратный адрес источника от интерфейса Ethernet 1 и аппаратный адрес назначения для сетевого адаптера хоста В. Важно отметить, что, несмотря на изменения аппаратных адресов источника и назначения, в каждом передавшем пакет интерфейсе маршрутизатора, IP-адреса источника и назначения никогда не изменяются. Пакет никоим образом не модифицируется, но меняются кадры.

Хост В принимает кадр и проверяет CRC. Если проверка будет успешной, кадр удаляется, а пакет передается протоколу IP. Он анализирует IP-адрес назначения. Поскольку IP-адрес назначения совпадает с установленным в хосте В адресом, протокол IP исследует поле протокола для определения цели пакета.
В нашем пакете содержится эхо-запрос ICMP, поэтому хост В генерирует новый эхо-ответ ICMP с IP-адресом источника, равным адресу хоста В, и IP-адресом назначения, равным адресу хоста А. Процесс запускается заново, но в противоположном направлении. Однако аппаратные адреса всех устройств по пути следования пакета уже известны, поэтому все устройства смогут получить аппаратные адреса интерфейсов из собственных кэшей ARP.

В крупных сетях процесс происходит аналогично, но пакету придется пройти больше участков по пути к хосту назначения.

Таблицы маршрутизации

В стеке TCP/IP маршрутизаторы и конечные узлы принимают решения о том, кому передавать пакет для его успешной доставки узлу назначения, на основании так называемых таблиц маршрутизации (routing tables).

Таблица представляет собой типичный пример таблицы маршрутов, использующей IP-адреса сетей, для сети, представленной на рисунке.

Таблица маршрутизации для Router 2

В таблице представлена таблица маршрутизации многомаршрутная, так как содержится два маршрута до сети 116.0.0.0. В случае построения одномаршрутной таблицы маршрутизации, необходимо указывать только один путь до сети 116.0.0.0 по наименьшему значению метрики.

Как нетрудно видеть, в таблице определено несколько маршрутов с разными параметрами. Читать каждую такую запись в таблице маршрутизации нужно следующим образом:

Чтобы доставить пакет в сеть с адресом из поля Сетевой адрес и маской из поля Маска сети, нужно с интерфейса с IP-адресом из поля Интерфейс послать пакет по IP-адресу из поля Адрес шлюза, а «стоимость» такой доставки будет равна числу из поля Метрика.

В этой таблице в столбце "Адрес сети назначения" указываются адреса всех сетей, которым данный маршрутизатор может передавать пакеты. В стеке TCP/IP принят так называемый одношаговый подход к оптимизации маршрута продвижения пакета (next-hop routing) – каждый маршрутизатор и конечный узел принимает участие в выборе только одного шага передачи пакета. Поэтому в каждой строке таблицы маршрутизации указывается не весь маршрут в виде последовательности IP-адресов маршрутизаторов, через которые должен пройти пакет, а только один IP-адрес - адрес следующего маршрутизатора, которому нужно передать пакет. Вместе с пакетом следующему маршрутизатору передается ответственность за выбор следующего шага маршрутизации. Одношаговый подход к маршрутизации означает распределенное решение задачи выбора маршрута. Это снимает ограничение на максимальное количество транзитных маршрутизаторов на пути пакета.

Для отправки пакета следующему маршрутизатору требуется знание его локального адреса, но в стеке TCP/IP в таблицах маршрутизации принято использование только IP-адресов для сохранения их универсального формата, не зависящего от типа сетей, входящих в интерсеть. Для нахождения локального адреса по известному IP-адресу необходимо воспользоваться протоколом ARP.

Одношаговая маршрутизация обладает еще одним преимуществом - она позволяет сократить объем таблиц маршрутизации в конечных узлах и маршрутизаторах за счет использования в качестве номера сети назначения так называемого маршрута по умолчанию – default (0.0.0.0), который обычно занимает в таблице маршрутизации последнюю строку. Если в таблице маршрутизации есть такая запись, то все пакеты с номерами сетей, которые отсутствуют в таблице маршрутизации, передаются маршрутизатору, указанному в строке default. Поэтому маршрутизаторы часто хранят в своих таблицах ограниченную информацию о сетях интерсети, пересылая пакеты для остальных сетей в порт и маршрутизатор, используемые по умолчанию. Подразумевается, что маршрутизатор, используемый по умолчанию, передаст пакет на магистральную сеть, а маршрутизаторы, подключенные к магистрали, имеют полную информацию о составе интерсети.

Кроме маршрута default, в таблице маршрутизации могут встретиться два типа специальных записей - запись о специфичном для узла маршруте и запись об адресах сетей, непосредственно подключенных к портам маршрутизатора.

Специфичный для узла маршрут содержит вместо номера сети полный IP-адрес, то есть адрес, имеющий ненулевую информацию не только в поле номера сети, но и в поле номера узла. Предполагается, что для такого конечного узла маршрут должен выбираться не так, как для всех остальных узлов сети, к которой он относится. В случае, когда в таблице есть разные записи о продвижении пакетов для всей сети N и ее отдельного узла, имеющего адрес N,D, при поступлении пакета, адресованного узлу N,D, маршрутизатор отдаст предпочтение записи для N,D.

Записи в таблице маршрутизации, относящиеся к сетям, непосредственно подключенным к маршрутизатору, в поле "Метрика" содержат нули («подключено»).

Алгоритмы маршрутизации

Основные требования к алгоритмам маршрутизации:

точность;
простота;
надёжность;
стабильность;
справедливость;
оптимальность.

Существуют различные алгоритмы построения таблиц для одношаговой маршрутизации. Их можно разделить на три класса:

алгоритмы простой маршрутизации;
алгоритмы фиксированной маршрутизации;
алгоритмы адаптивной маршрутизации.

Независимо от алгоритма, используемого для построения таблицы маршрутизации, результат их работы имеет единый формат. За счет этого в одной и той же сети различные узлы могут строить таблицы маршрутизации по своим алгоритмам, а затем обмениваться между собой недостающими данными, так как форматы этих таблиц фиксированы. Поэтому маршрутизатор, работающий по алгоритму адаптивной маршрутизации, может снабдить конечный узел, применяющий алгоритм фиксированной маршрутизации, сведениями о пути к сети, о которой конечный узел ничего не знает.

Проста маршрутизация

Это способ маршрутизации не изменяющийся при изменении топологии и состоянии сети передачи данных (СПД).

Простая маршрутизация обеспечивается различными алгоритмами, типичными из которых являются следующие:

Случайная маршрутизация – это передача сообщения из узла в любом случайно выбранном направлении, за исключением направлений по которым сообщение поступило узел.
Лавинная маршрутизация – это передача сообщения из узла во всех направлениях, кроме направления по которому сообщение поступило в узел. Такая маршрутизация гарантирует малое время доставки пакета, засчет ухудшения пропускной способности.
Маршрутизация по предыдущему опыту – каждый пакет имеет счетчик числа пройденных узлов, в каждом узле связи анализируется счетчик и запоминается тот маршрут, который соответствует минимальному значению счетчика. Такой алгоритм позволяет приспосабливаться к изменению топологии сети, но процесс адаптации протекает медленно и неэффективно.

В целом, простая маршрутизация не обеспечивает направленную передачу пакета и имеет низкую эффективности. Основным ее достоинством является обеспечение устойчивой работы сети при выходе из строя различных частей сети.

Фиксированная маршрутизация

Этот алгоритм применяется в сетях с простой топологией связей и основан на ручном составлении таблицы маршрутизации администратором сети. Алгоритм часто эффективно работает также для магистралей крупных сетей, так как сама магистраль может иметь простую структуру с очевидными наилучшими путями следования пакетов в подсети, присоединенные к магистрали, выделяют следующие алгоритмы:

Однопутевая фиксированная маршрутизация – это когда между двумя абонентами устанавливается единственный путь. Сеть с такой маршрутизацией неустойчива к отказам и перегрузкам.
Многопутевая фиксированная маршрутизация – может быть установлено несколько возможных путей и вводится правило выбора пути. Эффективность такой маршрутизации падает при увеличении нагрузки. При отказе какой-либо линии связи необходимо менять таблицу маршрутизации, для этого в каждом узле связи храниться несколько таблиц.

Адаптивная маршрутизация

Это основной вид алгоритмов маршрутизации, применяющихся маршрутизаторами в современных сетях со сложной топологией. Адаптивная маршрутизация основана на том, что маршрутизаторы периодически обмениваются специальной топологической информацией об имеющихся в интерсети сетях, а также о связях между маршрутизаторами. Обычно учитывается не только топология связей, но и их пропускная способность и состояние.

Адаптивные протоколы позволяют всем маршрутизаторам собирать информацию о топологии связей в сети, оперативно отрабатывая все изменения конфигурации связей. Эти протоколы имеют распределенный характер, который выражается в том, что в сети отсутствуют какие-либо выделенные маршрутизаторы, которые бы собирали и обобщали топологическую информацию: эта работа распределена между всеми маршрутизаторами, выделяют следующие алгоритмы:

Локальная адаптивная маршрутизация – каждый узел содержит информацию о состоянии линии связи, длины очереди и таблицу маршрутизации.
Глобальная адаптивная маршрутизация – основана на использовании информации получаемой от соседних узлов. Для этого каждый узел содержит таблицу маршрутизации, в которой указано время прохождения сообщений. На основе информации, получаемой из соседних узлов, значение таблицы пересчитывается с учетом длины очереди в самом узле.
Централизованная адаптивная маршрутизация – существует некоторый центральный узел, который занимается сбором информации о состоянии сети. Этот центр формирует управляющие пакеты, содержащие таблицы маршрутизации и рассылает их в узлы связи.
Гибридная адаптивная маршрутизация – основана на использовании таблицы периодически рассылаемой центром и на анализе длины очереди с самом узле.

Показатели алгоритмов (метрики)

Маршрутные таблицы содержат информацию, которую используют программы коммутации для выбора наилучшего маршрута. Чем характеризуется построение маршрутных таблиц? Какова особенность природы информации, которую они содержат? В данном разделе, посвященном показателям алгоритмов, сделана попытка ответить на вопрос о том, каким образом алгоритм определяет предпочтительность одного маршрута по сравнению с другими.

В алгоритмах маршрутизации используется множество различных показателей. Сложные алгоритмы маршрутизации при выборе маршрута могут базироваться на множестве показателей, комбинируя их таким образом, что в результате получается один гибридный показатель. Ниже перечислены показатели, которые используются в алгоритмах маршрутизации:

Длина маршрута.
Надежность.
Задержка.
Ширина полосы пропускания.

Длина маршрута.

Длина маршрута является наиболее общим показателем маршрутизации. Некоторые протоколы маршрутизации позволяют администраторам сети назначать произвольные цены на каждый канал сети. В этом случае длиной тракта является сумма расходов, связанных с каждым каналом, который был траверсирован. Другие протоколы маршрутизации определяют "количество пересылок" (количество хопов), т. е. показатель, характеризующий число проходов, которые пакет должен совершить на пути от источника до пункта назначения через элементы объединения сетей (такие как маршрутизаторы).

Надежность.

Надежность, в контексте алгоритмов маршрутизации, относится к надежности каждого канала сети (обычно описываемой в терминах соотношения бит/ошибка). Некоторые каналы сети могут отказывать чаще, чем другие. Отказы одних каналов сети могут быть устранены легче или быстрее, чем отказы других каналов. При назначении оценок надежности могут быть приняты в расчет любые факторы надежности. Оценки надежности обычно назначаются каналам сети администраторами. Как правило, это произвольные цифровые величины.

Задержка.

Под задержкой маршрутизации обычно понимают отрезок времени, необходимый для передвижения пакета от источника до пункта назначения через объединенную сеть. Задержка зависит от многих факторов, включая полосу пропускания промежуточных каналов сети, очереди в порт каждого маршрутизатора на пути передвижения пакета, перегруженность сети на всех промежуточных каналах сети и физическое расстояние, на которое необходимо переместить пакет. Т. к. здесь имеет место конгломерация нескольких важных переменных, задержка является наиболее общим и полезным показателем.

Полоса пропускания.

Полоса пропускания относится к имеющейся мощности трафика какого-либо канала. При прочих равных показателях, канал Ethernet 10 Mbps предпочтителен любой арендованной линии с полосой пропускания 64 Кбайт/с. Хотя полоса пропускания является оценкой максимально достижимой пропускной способности канала, маршруты, проходящие через каналы с большей полосой пропускания, не обязательно будут лучше маршрутов, проходящих через менее быстродействующие каналы.

Формат командной строки:

ROUTE [-f] [-p] [-4|-6] command

Подсказку по параметрам командной строки можно получить используя встроенную справку (route /?):

-f - Очистка таблиц маршрутов от записей всех шлюзов. При указании одной из команд таблицы очищаются до выполнения команды.

-p - При использовании с командой ADD задает сохранение маршрута при перезагрузке системы. По умолчанию маршруты не сохраняются при перезагрузке. Пропускается для остальных команд, изменяющих соответствующие постоянные маршруты. Этот параметр не поддерживается в Windows 95.

-4 - Обязательное использование протокола IPv4.

-6 - Обязательное использование протокола IPv6.

command - Одна из следующих команд:

- PRINT - Печать маршрута
- ADD - Добавление маршрута
- DELETE - Удаление маршрута
- CHANGE - Изменение существующего маршрута

destination - Адресуемый узел.

MASK - Указывает, что следующий параметр интерпретируется как маска сети.

netmask - Значение маски подсети для записи данного маршрута. Если этот параметр не задан, по умолчанию используется значение 255.255.255.255.

gateway - Шлюз.

interface - Номер интерфейса для указанного маршрута.

METRIC - Определение метрики, т.е. цены для адресуемого узла. Чем ниже значение метрики, тем выше приоритет узла при построении маршрута.

Поиск всех символических имен узлов проводится в файле сетевой базы данных NETWORKS. Поиск символических имен шлюзов проводится в файле базы данных имен узлов HOSTS.

Для команд PRINT и DELETE можно указать узел и шлюз с помощью подстановочных знаков или опустить параметр "шлюз".

Если адресуемый узел содержит подстановочные знаки * или?, он используется в качестве шаблона, и печатаются только соответствующие ему маршруты. Знак "*" соответствует любой строке, а "?" - одному знаку.

Примеры: 157.*.1, 157.*, 127.*, *224*.

Соответствие шаблону поддерживает только команда PRINT.

Диагностические сообщения:

Недопустимое значение MASK вызывает ошибку, если (УЗЕЛ & МАСКА) != УЗЕЛ.

Например:
route ADD 157.0.0.0 MASK 155.0.0.0 157.55.80.1 IF 1 - Добавление маршрута завершится ошибкой, поскольку указан недопустимый параметр маски. (Узел & Маска) != Узел.

Примеры:

route PRINT - отобразить таблицу маршрутов
route PRINT -4 - отобразить таблицу маршрутов только для IPv4
route PRINT -6 - отобразить таблицу маршрутов только для IPv6
route PRINT 157* - отобразить таблицу маршрутов только для узлов, начинающихся со 157

Если сетевой интерфейс (IF) не задан, то производится попытка найти лучший интерфейс для указанного шлюза.

route ADD 3ffe::/32 3ffe::1 - добавить новый маршрут для узла с IPv6

route CHANGE 157.0.0.0 MASK 255.0.0.0 157.55.80.5 METRIC 2 IF 2 - изменить существующий маршрут для узла IPv4

Параметр CHANGE используется только для изменения шлюза или метрики.

route DELETE 157.0.0.0 - удалить маршрут для IPv4.

route DELETE 3ffe::/32 - удалить маршрут для IPV6

Примеры использования команды ROUTE

route print - отобразить текущую таблицу маршрутов.

Пример отображаемой таблицы:

Список интерфейсов
24...00 50 ba 5d 0c c4 ......D-Link DFE-538TX 10/100 адаптер
13...00 19 db ce 97 9c ......Сетевая карта Realtek RTL8169/8110 Family NIC
1...........................Software Loopback Interface 1
17...00 00 00 00 00 00 00 e0 Адаптер Microsoft ISATAP
12...00 00 00 00 00 00 00 e0 Teredo Tunneling Pseudo-Interface
===========================================================================

IPv4 таблица маршрута

===========================================================================
Активные маршруты:
===========================================================================

Постоянные маршруты:
===========================================================================

IPv6 таблица маршрута
===========================================================================
Активные маршруты:
===========================================================================

Постоянные маршруты:
Отсутствует

Список интерфейсов - отображаются идентификаторы (ID), физические (MAC) адреса и названия сетевых адаптеров. В примере:
24 - идентификатор интерфейса
00 50 ba 5d 0c c4 - MAC-адрес сетевого адаптера
D-Link DFE-538TX 10/100 адаптер - название сетевого адаптера.

Сетевой адрес (Network Destination) - IP-адрес, адрес сети, или адрес 0.0.0.0 используемый для шлюза по умолчанию (Default Gateway). Это конечная точка маршрута

Маска сети (Netmask) - маска сети.

Адрес шлюза (Gateway) - IP-адрес шлюза, через который будет выполняться отправка пакета для достижения конечной точки.

В Windows Vista / Windows 7 / 8 и более поздних версиях, для адресов, достижимых локально, в данной колонке отображается On-link . Другими словами, значение On-link в колонке "Шлюз" означает, что шлюз не используется, адрес назначения достижим напрямую, без маршрутизации.

Интерфейс (Interface) - IP-адрес сетевого интерфейса, через который выполняется доставка пакета конечной точке маршрута.

Метрика (metric) - значение метрики (1-9999). Метрика представляет собой числовое значение, позволяющее оптимизировать доставку пакета получателю, если конечная точка маршрута может быть достижима по нескольким разным маршрутам. Чем меньше значение метрики, тем выше приоритет маршрута.

route print 192.* - отобразить таблицу маршрутов только для адресов, начинающихся с 192.

route add 0.0.0.0 mask 0.0.0.0 192.168.1.1 - установить в качестве шлюза по умолчанию (основного шлюза) адрес 192.168.1.1

route -p add 10.0.0.0 mask 255.0.0.0 10.0.0.1 - добавить маршрут для подсети 10.0.0.0/255.0.0.0 и запомнить его в реестре. Это постоянный статический маршрут. Если маршрут добавлен без использования параметра -p то он сохраняется только до перезагрузки системы (до перезапуска сетевого системного программного обеспечения). Если же, при добавлении маршрута искользовался данный параметр, то информация о маршруте записывается в реестр Windows (раздел HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters\PersistentRoutes) и будет использоваться постоянно при активации сетевых интерфейсов.

route delete 10.0.0.0 mask 255.0.0.0 - удалить маршрут для подсети 10.0.0.0/255.0.0.0 .

route add 10.10.10.10 192.168.1.158 - добавить маршрут для узла с IP-адресом 10.10.10.10 . Если маска в команде не задана, то подразумевается ее значение равное 255.255.255.255 , т.е конечная точка назначения является одиночным IP-адресом узла.

route delete 10.10.10.10 - удалить маршрут созданный предыдущей командой

route change 10.0.0.0 mask 255.0.0.0 10.10.10.1 - изменить адрес шлюза для существующего маршрута к сети 10.0.0.0/255.0.0.0 на значение 10.10.10.1 Допускается использование данной команды только для изменения адреса шлюза и метрики.

route -f - очистить таблицу маршрутов. После перезагрузки системы, или при перезапуске сетевых подключений таблица маршрутов будет восстановлена исходя из текущей сетевой конфигурации компьютера. При выполнении команды route -f из таблицы удаляются все маршруты, которые удовлетворяют условиям:

Не относятся к петлевому интерфейсу (интерфейсу с IP 127.0.0.1 и маской -255.0.0.0)
- не являются маршрутами для многоадресной (multicast) рассылки (IP 224.0.0.1 маска 255.0.0.0)
- не являются узловыми маршрутами (когда маска равна 255.255.255.255) .

При обработке таблицы маршрутов, статические маршруты имеют высший приоритет, по сравнению с маршрутом, использующим для достижения конечной точки шлюз по умолчанию.

Маршрутизация (Routing) - процесс определения маршрута следования пакетов. Маршруты могут задаваться непосредственно администратором (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты).

маршруты, не изменяющиеся во времени
маршруты, изменяющиеся по расписанию
маршруты, изменяющиеся по ситуации - административно в момент возникновения стандартной ситуации

Процесс маршрутизации в компьютерных сетях выполняется специальными программно-аппаратными средствами - маршрутизаторами. В дополнение к маршрутизации маршрутизаторы осуществляют и коммутацию каналов/сообщений/пакетов/ячеек, так же и коммутатор компьютерной сети выполняет маршрутизацию (определение на какой порт отправить пакет на основании таблицы MAC адресов), а называется в честь основной его функции - коммутации. Слово маршрутизация означает передачу информации от источника к приёмнику через объединенную сеть. При этом, хотя бы один раз необходимо преодолеть разветвление сети.

3.1. Составляющие маршрутизации

Маршрутизация состоит из двух основных составляющих: определение оптимального маршрута между источником и приёмником информации, и передача информации по сети. Последняя функция называется коммутацией.

Определение оптимального маршрута

Определение маршрута основывается на различных показателях, вычисленных на основе одной переменной, например, длины маршрута или комбинациях переменных. Алгоритмы маршрутизации высчитывают показатели маршрута для определения оптимального пути к пункту назначения.

Для облегчения процесса определения маршрута алгоритмы маршрутизации инициализируют и поддерживают таблицы маршрутизации, в которых содержится маршрутная информация. Маршрутная информация изменяется в зависимости от используемого алгоритма маршрутизации.

Алгоритмы маршрутизации заполняют маршрутные таблицы необходимой информацией. Комбинации "Пункт назначения/Следующая пересылка" сообщают маршрутизатору, что пункт назначения может быть достигнут кратчайшим путем при отправке пакета в определенный маршрутизатор, представляющий "следующую пересылку" на пути к конечному пункту назначения. При приеме поступающего пакета маршрутизатор проверяет адрес пункта назначения и пытается ассоциировать этот адрес со следующей пересылкой. Табл. 3.1. – пример таблицы маршрутизации.

C:\>route print =========================================================================== Список интерфейсов 0x1 ........................... MS TCP Loopback interface 0x2 ...00 1c 25 31 9a 32 ...... Marvell Yukon 88E8056 PCI-E Gigabit Etherne t Controller =========================================================================== =========================================================================== Активные маршруты: Сетевой адрес Маска сети Адрес шлюза Интерфейс Метрика 0.0.0.0 0.0.0.0 188.243.250.1 188.243.250.65 20 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1 188.243.250.0 255.255.255.0 188.243.250.65 188.243.250.65 20 188.243.250.65 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1 20 188.243.255.255 255.255.255.255 188.243.250.65 188.243.250.65 20 224.0.0.0 240.0.0.0 188.243.250.65 188.243.250.65 20 255.255.255.255 255.255.255.255 188.243.250.65 188.243.250.65 1 Основной шлюз: 188.243.250.1 =========================================================================== Постоянные маршруты: Отсутствует

Таблица 3.1. Таблица маршрутизации

В маршрутных таблицах может содержаться также и другая информация. "Показатели" обеспечивают информацию о желательности какого-либо канала или тракта. Маршрутизаторы сравнивают показатели, чтобы определить оптимальные маршруты. Показатели отличаются друг от друга в зависимости от использованной схемы алгоритма маршрутизации.

Маршрутизаторы сообщаются друг с другом (и поддерживают свои маршрутные таблицы) путем передачи различных сообщений. Одним из таких сообщений является сообщение об "обновлении маршрутизации". Обновления маршрутизации обычно включают всю маршрутную таблицу или ее часть. Анализируя информацию об обновлении маршрутизации, поступающую ото всех маршрутизаторов, любой из них может построить детальную картину топологии сети. Другим примером сообщений, которыми обмениваются маршрутизаторы, является "объявление о состоянии канала". Объявление о состоянии канала информирует другие маршрутизаторы о состоянии каналов отправителя. Канальная информация также может быть использована для построения полной картины топологии сети. После того, как топология сети определена, маршрутизаторы могут определить оптимальные маршруты ко всем пунктам назначения.

Передача информации по сети, коммутация

Алгоритмы коммутации сравнительно просты и в основном одинаковы для большинства протоколов маршрутизации. В большинстве случаев хост определяет необходимость отправки пакета на другой хост. Получив адрес маршрутизатора, хост-источник отправляет пакет, адресованный специально на физический адрес маршрутизатора (уровень МАС), однако с адресом протокола (сетевой уровень) хоста пункта назначения.

После проверки сетевого адреса пакета маршрутизатор определяет, находится или нет адрес пункта назначения в таблице маршрутизации. Во втором случае (когда маршрутизатор не нашёл адрес в таблице маршрутизации) пакет, как правило, игнорируется. В первом случае маршрутизатор отсылает пакет к следующему маршрутизатору путем замены физического адреса пункта назначения на физический адрес следующего маршрутизатора и последующей передачи пакета.

По мере того, как пакет передаётся через объединенную сеть, его физический адрес меняется, однако адрес протокола сетевого уровня остается неизменным.

3.2. Алгоритмы маршрутизации

Протокол RIP

От алгоритма маршрутизации зависит скорость обработки информации, её достоверность. Но более сложные и быстродействующие алгоритмы накладывают повышенные требования к мощности самих маршрутизаторов.

Самые простые алгоритмы – статические алгоритмы маршрутизации. Таблицы маршрутизации устанавливаются администратором сети, и в дальнейшем они не изменяются, если только администратор сети их не изменит. Никакие изменения в работе сети не отслеживаются, но алгоритмы статические маршрутов просты в обработке и хорошо работают в простых сетях с небольшим трафиком. Более сложные алгоритмы – динамические. Они подстраиваются к изменениям в сети в масштабе реального времени. Они выполняют это путем анализа поступающих сообщений об обновлении маршрутных таблиц. При получении сообщения об изменении в сети маршрутизатор корректирует свою таблицу маршрутизации и рассылает служебную информацию всем известным ему узлам.

К протоколам динамической маршрутизации относится протокол RIP (Routing Information Protocol).

Таблица маршрутизации RIP содержит информацию о конечном пункте назначения пакета, адресе следующей пересылки на пути к пункту назначения и число пересылок (metric). В таблице маршрутизации может находиться также и другая информация, в том числе различные таймеры, связанные с данным маршрутом, например, таблица 3.2.

Destination	Next hop	Distance	Timers	Flags
Network A	Router 1	3	t1, t2, t3	x, y
Network B	Router 2	5	t1, t2, t3	x, y
Network C	Router 1	2	t1, t2, t3	x, y

Таблица 3.2.

RIP поддерживает только самые лучшие маршруты к пункту назначения. Если новая информация обеспечивает лучший маршрут, то эта информация заменяет старую маршрутную информацию. Изменения в топологии сети могут вызывать изменения в маршрутах, приводя к тому, например, что какой-нибудь новый маршрут становится лучшим маршрутом до конкретного пункта назначения. Когда появляются изменения в топологии сети, то эти изменения отражаются в сообщениях о корректировке маршрутизации. Например, когда какой-нибудь маршрутизатор обнаруживает отказ одного из каналов или другого маршрутизатора, он повторно вычисляет свои маршруты и отправляет сообщения о корректировке маршрутизации. Каждый маршрутизатор, принимающий сообщение об обновлении маршрутизации, в котором содержится изменение, корректирует свои таблицы и распространяет это изменение.

Протокол OSPF

Протокол OSPF (Open Shortest Pass First, RFC-1245-48, RFC-1583-1587, std-54, алгоритмы предложены Дейкстрой) является альтернативой RIP в качестве внутреннего протокола маршрутизации. OSPF представляет собой протокол состояния маршрута (в качестве метрики используется - коэффициент качества обслуживания). Каждый маршрутизатор обладает полной информацией о состоянии всех интерфейсов всех маршрутизаторов (переключателей) автономной системы. Протокол OSPF реализован в демоне маршрутизации gated, который поддерживает также RIP и внешний протокол маршрутизации BGP.

Автономная система может быть разделена на несколько областей, куда могут входить как отдельные ЭВМ, так и целые сети. В этом случае внутренние маршрутизаторы области могут и не иметь информации о топологии остальной части сети. В сети обычно имеется выделенный (designated) маршрутизатор, который является источником маршрутной информации для остальных маршрутизаторов. Каждый маршрутизатор самостоятельно решает задачу оптимизации маршрутов. Если к месту назначения ведут два или более эквивалентных маршрута, информационный поток будет поделен между ними поровну. Переходные процессы в OSPF завершаются быстрее, чем в RIP. В процессе выбора оптимального маршрута анализируется ориентированный граф сети.

3.3. Доступ из LAN в Интернет, NAT

Технология NAT (Network Address Translation) позволяет решать две основные проблемы, стоящие сегодня перед глобальной сетью Интернет. Это – ограниченность адресного пространства протокола IP и масштабирование маршрутизации.

При необходимости подключения к сети Интернет, когда количество внутренних узлов сети превышает выданное поставщиком услуг Интернет количество реальных адресов IP, NAT позволяет частным сетям IP, использующим незарегистрированные адреса, получать доступ к ресурсам Интернет. Функции NAT конфигурируются на пограничном маршрутизаторе, разграничивающем частную (внутреннюю) сеть Интранет и сеть Интернет.

При необходимости изменения внутренней системы адресов, вместо того, чтобы производить полное изменение всех адресов всех узлов внутренней сети, что представляет собой достаточно трудоемкую процедуру, NAT позволяет производить их трансляцию в соответствии с новым адресным планом.

При необходимости организации простого разделения трафика на основе портов TCP, функции NAT предоставляют возможность установления соответствия (mapping) множества локальных адресов одному внешнему адресу, используя функции распределения нагрузки TCP.

Функционирование NAT

Технология NAT определяет, как это оговорено в стандарте RFC 1631, способы трансляции IP адресов, используемых в одной сети, в адреса, используемые в другой.

Существует 3 базовых концепции трансляции адресов - статическая, динамическая, и masquerading.

Static Network Address Translation

Статическая трансляция (static NAT). Маршрутизатор NAT хранит таблицу соответствия внутренних и внешних IP-адресов. В этом случае зарегистрированный в сети Интернет адрес нужен каждому внутреннему компьютеру, но внутренний компьютер становится доступным из сети Интернет, поскольку NAT обеспечивает взаимнооднозначное преобразование адресов.

Dynamic Network Address Translation

Динамическая трансляция необходима в случае, когда количество транслируемых адресов (внутренних и внешних) различно, впрочем, иногда применяется и в случае, когда их количество одинаково, но из каких-либо соображений зависимость не может быть описана правилами статической трансляции. Количество взаимодействующих хостов в любом случае будет ограничено числом свободных (доступных) на NAT-интерфейсе адресов. Динамическая реализация NAT более сложна, поскольку требует вести учет взаимодействующих хостов, а иногда и конкретных соединений, в случае, когда требуется просмотр и модификация содержимого на 4-м уровне (например, TCP).

В этой технологии в отличие от статической трансляции появляется новое понятие – таблица NAT (NAT table), которая применительно к динамической трансляции представляет собой таблицу соответствия внутренних адресов и адресов интерфейса NAT (далее для краткости - NAT адресов).

Masquerading (NAPT, PAT)

Трансляция адреса порта PAT (Port Address Translation) – это частный случай динамической трансляции, при котором мы имеем только один внешний адрес, за которым "спрятаны" внутренние - их может быть теоретически сколько угодно. В отличие от оригинальной динамической трансляции, PAT, разумеется, не подразумевает функционирование единовременно только одного соединения. Дабы расширить количество одновременных сеансов, эта техника использует информацию о номере TCP порта. Таким образом, количество одновременных сеансов ограничено только количеством свободных (из числа выделенных под NAT портов).

Маршрутизация – это процесс определения пути следования информации в сетях связи. Маршрутизация служит для приема пакета от одного устройства и передаче его другому устройству через другие сети. Маршрутизатором или шлюзом называется узел сети с несколькими интерфейсами, каждый из которых имеет свой MAC-адрес и IP адрес.

Другим важным понятием является таблица маршрутизации. Таблица маршрутизации – это база данных, хранящаяся на маршрутизаторе, которая описывает соответствие между адресами назначения и интерфейсами, через которые следует отправить пакет данных до следующего узла. Таблица маршрутизации содержит: адрес узла назначения, маску сети назначения, адрес шлюза (обозначающий адрес маршрутизатора в сети на который необходимо отправить пакет, следующий до указанного адреса назначения), интерфейс (физический порт через который передается пакет), метрика (числовой показатель, задающий приоритет маршрута).

Размещение записей в таблице маршрутизации может производиться тремя различными способами. Первый способ предполагает применение прямого соединения при котором маршрутизатор сам определяет подключенную подсеть. Прямой маршрут – это маршрут, который является локальным по отношению к маршрутизатору. Если один из интерфейсов маршрутизатора соединен с какой-либо сетью напрямую, то при получении пакета, адресованного такой подсети, маршрутизатор сразу отправляет пакет на интерфейс, к которому она подключена. Прямое соединение является наиболее достоверным способом маршрутизации.

Второй способ предполагает занесение маршрутов вручную. В данном случае имеет место статическая маршрутизация. Статический маршрут определяет Ip-адрес следующего соседнего маршрутизатора или локальный выходной интерфейс, который используется для направления трафика к определенной подсети-получателю. Статические маршруты должны быть заданы на обеих концах канала связи между маршрутизаторами, иначе удаленный маршрутизатор не будет знать маршрута, по которому нужно отправлять ответные пакеты и будет организована лишь односторонняя связь.

И третий способ подразумевает автоматическое размещение записей с помощью протоколов маршрутизации. Данным способ называется динамической маршрутизацией. Протоколы динамической маршрутизации могут автоматически отслеживать изменения в топологии сети. Успешное функционирование динамической маршрутизации зависит от выполнения маршрутизатором двух основных функций:

Поддержка своих таблиц маршрутизации в актуальном состоянии
Своевременное распространение информации об известных им сетях и маршрутах среди остальных маршрутизаторов

В качестве параметров для расчет метрик могут выступать:

Ширина полосы пропускания
Задержка (время для перемещения пакета от источника к получателю)
Загрузка (загруженность канала в ед. времени)
Надежность (относительное количество ошибок в канале)
Количество хопов (переходов между маршрутизаторами)

Если маршрутизатору известно более одного маршрута до сети получателя, то он сравнивает метрики этих маршрутов и передает в таблицу маршрутизации маршрут с наименьшей метрикой (стоимостью).

Существует достаточно много протоколов маршрутизации – все они делятся по следующим признакам:

По используемому алгоритму (дистанционно-векторные протоколы, протоколы состояния каналов связи)
По области применения (для внутридоменной маршрутизации, для междоменной маршрутизации)

Протокол состояния каналов основан на алгоритме Дейкстры, про него я уже . Про дистанционно-векторный алгоритм расскажу вкратце.

Итак, в дистанционно-векторных протоколах маршрутизаторы:

Определяют направление (вектор) и расстояние до нужного узла сети
Периодически пересылают таблицы маршрутизации друг другу
В регулярных обновлениях маршрутизаторы узнают об изменениях топологии сети

Если не вдаваться в подробности, то протокол маршрутизации по состоянию каналу лучше по нескольким причинам:

Точное понимание топологии сети. Протоколы маршрутизации состояния канала создают дерево кратчайших путей в сети. Таким образом, каждый маршрутизатор точно знает, где находится его “собрат”. В дистанционно-векторных протоколах такой топологии нет.
Быстрая сходимость. Получая пакет состояния канала LSP, маршрутизаторы сразу же лавиннообразно рассылают этот паке дальше. В дистанционно-векторных протоколах маршрутизатор должен сначала обновить свою таблицу маршрутизации, прежде чем разослать его лавинно на другие интерфейсы.
Управляемые событиями обновления. LSP отправляются только тогда, когда происходят изменения в топологии и только информацию, касающуюся этого изменения.
Разделение на зоны. Протоколы состояния канала используют понятие зона – область в пределах который распространяется маршрутная информация. Это разделение помогает снизить нагрузку на ЦП маршрутизатора и структурировать сеть.

Примеры протоколов состояния канала: OSPF , IS-IS .

Примеры дистанционно-векторных протоколов: RIP , IGRP .

Другое глобальное разделение протоколов по области применения: для внутредоменной маршрутизации IGP, для междоменной маршрутизации EGP. Пройдемся по определениям.

IGP (Interior Gateway Protocol) – протокол внутреннего шлюза. К ним относят любые протоколы маршрутизации, используемые внутри автономной системы (RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS). Каждый IGP-протокол представляет один домен маршрутизации внутри автономной системы.

EGP (Exterior Gateway Protocol) – протокол внутреннего шлюза. Обеспечивает маршрутизацию между различными автономными системами. Протоколы EGP обеспечивают соединение отдельных автономных систем и транзит передаваемых данных между этими автономными системами. Пример протокола: BGP .

Поясним также понятие автономной системы.

Автономная система (authonomous system, AS) – это набор сетей, которые находятся под единым административным управлением и в которых используется единая стратегия и правила маршрутизации.

Автономная система для внешних сетей выступает как единый объект.

Домен маршрутизации – это совокупность сетей и маршрутизаторов, использующих один и тот же протокол маршрутизации.

Напоследок картинка, поясняющая структуру протоколов динамической маршрутизации.

Подписывайтесь на нашу

В этой книге описаны принципы действия и область применения многих серверов, выполняющихся в системе Linux. Здесь рассматриваются DHCP-сервер, серверы Samba и NFS, серверы печати, NTP-сервер, средства удаленной регистрации и система X Window. He забыты и средства, традиционно используемые для обеспечения работы Internet-служб: серверы DNS, SMTP, HTTP и FTP. Большое внимание уделено вопросам безопасности сети. В данной книге нашли отражения также средства удаленного администрирования - инструменты Linuxconf, Webmin и SWAT.

Данная книга несомненно окажется полезной как начинающим, так и опытным системным администраторам.

Отзывы о книге

Сетевые средства Linux

Появилась прекрасная книга по Linux, осталось воспользоваться ею. Не упустите свой шанс.

Александр Стенцин, Help Net Security,

www.net-security.org

Если вы стремитесь в полной мере использовать сетевые возможности Linux - эта книга для вас. Я настоятельно рекомендую прочитать ее.

Майкл Дж. Джордан, Linux Online

Выхода подобной книги давно ожидали читатели. Менее чем на 700 страницах автор смог изложить суть самых различных вопросов, связанных с работой Linux. Автор является высококвалифицированным специалистом в своей области и щедро делится своими знаниями с читателями.

Роджер Бертон, West, DiverseBooks.com

Книга:

Разделы на этой странице:

Таблица маршрутизации выполняет две задачи. Во-первых, она сообщает системе, на какой из интерфейсов следует передавать информационные пакеты. На первый взгляд может показаться, что если на компьютере установлен лишь один сетевой интерфейс, то ответ на этот вопрос очевиден. На самом деле это не так. Дело в том, что на каждом из компьютеров, работающих под управлением системы Linux, поддерживается интерфейс обратной петли. Этот интерфейс соответствует сети 127.0.0.0/8, но реально при работе с ним используется лишь один IP-адрес 127.0.0.1. Поскольку этот интерфейс присутствует на всех компьютерах, многие программы используют его для взаимодействия с другими локальными программами. При этом обеспечивается более высокая скорость обмена, чем при использовании традиционных сетевых интерфейсов. Для того чтобы распределять трафик между интерфейсом локальной петли и обычными сетевыми интерфейсами, существуют специальные правила. Вторая задача, которую выполняет таблица маршрутизации, состоит в управлении трафиком, предназначенным для компьютеров в локальной сети. Для маршрутизации в локальной сети используется протокол ARP (Address Resolution Protocol - протокол преобразования адресов). Пакеты, предназначенные узлам локальной сети, непосредственно передаются соответствующим компьютерам, а пакеты, адресованные удаленным узлам, передаются посредством маршрутизатора, или шлюза. В большинстве случаев в таблице маршрутизации Linux указывается лишь один шлюз, но встречаются также более сложные конфигурации с несколькими шлюзами. Для заполнения таблицы маршрутизации используется команда route.

На заметку

В Internet на пути от одного компьютера к другому может находиться большое число маршрутизаторов, но каждый компьютер должен знать адрес лишь одного маршрутизатора. Получив пакет, который должен быть передан по определенному адресу, маршрутизатор определяет адрес следующего маршрутизатора; этот процесс повторяется до тех пор, пока пакет не прибудет по назначению.

Структура таблицы маршрутизации

Таблица маршрутизации содержит набор записей, которые определяют, как должны обрабатываться пакеты, в зависимости от адреса их назначения. Когда программа передает пакет, предназначенный для передачи ядру, последнее сравнивает адрес назначения с адресами или диапазонами адресов, указанными в записях таблицы, начиная с наиболее конкретных адресов, т.е. с диапазона, определяющего сеть наименьшего размера. Если адрес назначения пакета соответствует очередному адресу или диапазону, для передачи пакета используется правило, указанное в таблице маршрутизации, в противном случае сравнение продолжается. Самое универсальное из правил носит название маршрута по умолчанию, оно определяет любой адрес Internet. Маршрут по умолчанию обычно направляет пакет через шлюз локальной сети.

Для чтобы лучше понять, как используется таблица маршрутизации, рассмотрим пример такой таблицы. На рис. 2.2 показана таблица маршрутизации, которая отображается в результате выполнения команды route -n (более подробно команда route будет рассмотрена в следующем разделе). Записи таблицы, изображенной на рисунке, упорядочены так, что в начале расположены записи, определяющие наиболее конкретные правила обработки, а в конце таблицы находятся наиболее универсальные правила. В первой записи указан адрес назначения 255.255.255.255, т. е. широковещательный адрес. Широковещательные пакеты передаются через интерфейс eth0 , при этом шлюз не используется. В последующих двух записях содержатся адреса назначения 10.92.68.0 и 192.168.1.0, которые представляют собой адреса локальных сетей; им соответствует маска подсети 255.255.255.0, которая указана в столбце Genmask . Эти две записи направляют трафик соответственно через интерфейсы eth1 и eth0 . Если компьютер содержит только один сетевой интерфейс, в таблице маршрутизации будет указана лишь одна подобная запись. Четвертая запись соответствует интерфейсу обратной петли (в некоторых разновидностях Linux, например в системе Debian, при выводе таблицы маршрутизации этот маршрут не отображается, но он учитывается при обработке пакетов). Обратите внимание, что этот интерфейс имеет имя lo (оно содержится в столбце Ifасе таблицы). Последняя запись, в которой указан адрес назначения 0.0.0.0, определяет маршрут по умолчанию. Этот адрес вместе с маской подсети 0.0.0.0 соответствует любому адресу, при сравнении которого с адресами, указанными в предыдущих правилах, был получен отрицательный результат. В этом случае трафик направляется через интерфейс eth1 . Маршрут по умолчанию - единственный маршрут в таблице, для которого был указан шлюз (в данном случае 10.92.68.1).

Рис. 2.2 . Для того чтобы определить маршрут пакета, надо сравнить его адрес назначения с адресом, указанным в столбце Destination , и учесть при этом маску подсети, значение которой отображается в столбце Genmask

При активизации интерфейса с помощью ifconfig эта утилита автоматически включает в таблицу маршрутизации запись, соответствующую активизированному интерфейсу. Эта запись определяет маршрут к сети, которая подключена через данный интерфейс. Сценарий, выполняющихся при загрузке Linux, добавляет в таблицу запись для интерфейса обратной петли. Запись, соответствующая широковещательному маршруту, не обязательна, но используется некоторыми утилитами. Во многих случаях единственной записью, которую приходится создавать вручную, остается маршрут по умолчанию.

Использование route

Если утилита route вызывается без параметров, она отображает текущее содержимое таблицы маршрутизации. Такой же результат будет получен при указании некоторых опций (например, опции -n , которая указывает на то, что при выводе содержимого таблицы вместо доменных имен должны отображаться числовые IP-адреса). Однако в основном route предназначена для добавления, удаления и изменения записей о маршрутах. Синтаксис route имеет следующий вид:

route add|del [-net|-host] target [ interface ]

Ниже перечислены опции данной утилиты и описано их назначение.

Add|del . Опция add задается тогда, когда необходимо добавить в таблицу запись о новом маршруте, а опция del позволяет удалить существующую запись. При добавлении нового маршрута необходимо задать дополнительную информацию. При удалении можно ограничиться указанием адреса назначения.

[-net|-host] . В качестве адреса назначения вы можете задать либо адрес сети (-net), либо адрес конкретного компьютера (-host). В большинстве случаев route способна самостоятельно отличить адрес сети от адреса узла, но иногда необходимо явно указать тип адреса. Чаще всего данную опцию приходится задавать, определяя маршрут к небольшой сети, подключенной с помощью отдельного шлюза.

адрес_назначения . Адрес назначения принадлежит сети или отдельному компьютеру, которому маршрутизатор должен передать пакет. Для маршрута по умолчанию используется адрес 0.0.0.0 либо эквивалентное ему ключевое слово default . Этот параметр необходимо указывать при добавлении или удалении маршрута.

Если адреса сети, которой должны быть переданы пакеты, соответствуют традиционной схеме распределения адресов, утилита route , пользуясь сетевыми средствами Linux, сама определит значение маски подсети. В противном случае вам необходимо явно задать маску подсети, указав при вызове route параметр netmask nm . (Вместо использования данного параметра вы можете указать число бит, выделяемых для представления адреса сети, в составе адреса назначения.)

Если вы определяете маршрут, который не проходит через шлюз, можете не указывать этот параметр. Если же целевой узел подключен через шлюз, необходимо задать адрес этого шлюза, указав при вызове route gateway gw . В частности, данный параметр используется при определении маршрута по умолчанию.

На рис. 2.2 среди прочих изображен столбец Metric . В нем отображается метрика маршрута, т.е. "стоимость" передачи пакета. Чаще всего за "стоимость" принимается время передачи пакета. Таким образом, маршрутам, на которых встречаются линии с низким быстродействием, соответствуют высокие значения метрики, а "быстрым" маршрутам - низкие значения метрики. Параметр metric m используется только в том случае, если компьютер выполняет роль маршрутизатора. Подробно вопросы настройки маршрутизаторов будут рассмотрены в главе 24.

Параметр mss m задает максимальный размер сегмента (MSS - Maximum Segment Size). Подобно metric m , данный параметр используется в основном в маршрутизаторах.

Размер окна (TCP Window Size) - это объем данных, которые могут быть переданы передающим узлом, не дожидаясь получения подтверждения с принимающего узла. Если задано небольшое значение данного параметра, скорость обмена данными уменьшится, так как передающий компьютер будет простаивать, ожидая подтверждения приема пакета. Если указать слишком большой размер окна, повышается вероятность того, что вследствие возникновения ошибки передающему узлу придется повторять передачу большого объема информации. Поэтому наилучшее решение - использовать размер окна по умолчанию (в системе Linux он составляет 64 Кбайт). Если данные по линии передаются быстро, но с большой задержкой (например, если используется спутниковая связь), то целесообразно увеличить размер окна до 128 Кбайт.

[ имя_интерфейса ] . Как правило, система Linux по IP-адресу самостоятельно определяет используемый интерфейс. Однако в некоторых случаях необходимо указать интерфейс явно, задавая при вызове route параметр имя_интерфейса . (Ключевое слово dev указывать не обязательно, достаточно задать имя интерфейса, например eth0 или tr1 .)

Наиболее часто с помощью утилиты route задается маршрут по умолчанию. Делается это после того, как посредством утилиты ifconfig был активизирован сетевой интерфейс. Пример определения маршрута по умолчанию с помощью route приведен ниже.

# route add 0.0.0.0 gw 10.92.68.1

Адрес 0.0.0.0 можно заменить ключевым словом default ; результат выполнения команды от этого не изменится. Несколько реже при вызове route приходится указывать имя устройства, опцию -net и некоторые другие опции.

Использование нескольких интерфейсов и одного шлюза

Как было сказано ранее, при каждой активизации интерфейса посредством ifconfig данная утилита автоматически включает в таблицу маршрутизации запись для нового интерфейса. Однако при этом не добавляется информация о шлюзах. Поэтому настройка большинства компьютеров, содержащих несколько интерфейсов, включает следующие действия.

Вызов ifconfig для каждого из интерфейсов компьютера.

Одиночный вызов route для добавления в таблицу маршрутизации маршрута по умолчанию.

Эти действия типичны для компьютеров под управлением Linux, которые выполняют функции маршрутизаторов для сетей небольших отделов. Для того чтобы компьютер действовал как маршрутизатор, необходимо разрешить перенаправление IP-пакетов. Сделать это можно, выполнив следующую команду:

# echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

На заметку

Если компьютер содержит два сетевых интерфейса (т.е. одновременно принадлежит двум сетям), но не должен выполнять функции маршрутизатора, не следует разрешать перенаправление IP-пакетов.

На заметку

Маршрутизатор не обязательно должен быть выделенным. Компьютер, выполняющий функции маршрутизатора, может одновременно решать другие задачи. Однако при этом необходимо учитывать, что действия, не связанные с маршрутизацией пакетов, занимают время процессора и создают дополнительную нагрузку на сетевые интерфейсы, в результате производительность маршрутизатора снижается, что может привести к уменьшению пропускной способности всей сети. Кроме того, подобное совмещение функций может создавать угрозу безопасности сети. В настоящее время маршрутизаторы выполняют также функции брандмауэров, и работа дополнительных программных продуктов на таком компьютере может открывать дополнительные возможности для атак, предпринимаемых злоумышленниками.

Если провайдер выделил для вашего компьютера лишь один IP-адрес, но вы хотите организовать доступ к Internet с нескольких компьютеров, подключенных к локальной сети, вам необходимо использовать специальный тип маршрутизатора, в котором используется технология NAT (Network Address Translation - преобразование сетевых адресов). Эта технология подробно описана в главе 25. Настройка системы NAT выполняется подобно настройке обычного маршрутизатора, кроме того, в этом случае приходится выполнять дополнительные команды, разрешающие преобразование адресов. В результате такого преобразования вся локальная сеть выглядит извне как один компьютер.

Использование нескольких интерфейсов и шлюзов

Если компьютер с несколькими интерфейсами должен передавать пакеты на различные шлюзы, его настройка несколько усложняется. Большинство систем работает с одним шлюзом, через который проходит маршрут по умолчанию. Такой шлюз соединяет локальную сеть с другой сетью, и в большинстве случаев посредством этого же шлюза осуществляется взаимодействие с Internet. Однако возможны и другие варианты конфигурации сети. Рассмотрим локальные сети, представленные на рис. 2.3. Как видно на рисунке, две локальные сети, принадлежащие различным подразделениям одной организации, соединены с помощью маршрутизаторов. Конфигурация обычных компьютеров, принадлежащих этим сетям, очень проста; в маршруте по умолчанию в качестве адреса шлюза указан адрес маршрутизатора, через который локальная сеть подключена к другой сети. Несмотря на то что маршрутизатор сети Office 2 имеет два интерфейса, в маршруте по умолчанию, заданном в его таблице маршрутизации, роль шлюза играет маршрутизатор сети Office Маршрутизатор сети Office 1 имеет более сложную конфигурацию. Его маршрут по умолчанию обеспечивает обмен пакетами с Internet, кроме того, трафик, предназначенный для сети 172.20.0.0/16, должен передаваться на маршрутизатор Office 2. Чтобы такая передача пакетов могла выполняться, необходимо вызвать следующую команду:

# route add -net 172.20.0.0 netmask 255.255.0.0 gw 172.21.1.1

Рис. 2.3 . Чтобы маршрутизатор, содержащий больше двух интерфейсов, работал корректно, для него должны быть определены как минимум два шлюза

На заметку

Структура, показанная на рис. 2.3, имеет смысл только в том случае, если сети Office 1 и Office 2 расположены далеко друг от друга и для их взаимодействия используется один из протоколов поддержки удаленного соединения. Если же подразделения находятся рядом, например в одном здании, целесообразно подключить обе сети к одному концентратору или коммутатору. При этом обе сети могут обслуживаться одним маршрутизатором.

В данном случае предполагается, что маршрутизатор Office 2 использует для соединения с маршрутизатором Office 1 сетевой интерфейс с адресом 172.21.1.1. Заметьте, что этот адрес не принадлежит сети Office 2 (все компьютеры сети Office 2 соединены с маршрутизатором Office 2 через один интерфейс, а маршрутизатор Office 1 подключен к нему через другой интерфейс). Если кроме приведенной выше команды для маршрутизатора Office 1 также задать с помощью утилиты route маршрут по умолчанию, то в результате в таблице маршрутизации будут определены два шлюза: один в качестве маршрута по умолчанию, а другой - для управления трафиком, предназначенным для сети Office 2. Заметьте, что остальные компьютеры в сети Office 1 не обязаны знать об особенностях настройки маршрутизатора, в них должна содержаться лишь информация о маршруте по умолчанию, в котором роль шлюза выполняет маршрутизатор этой сети.

Подобная конфигурация маршрутизатора может потребоваться и в других случаях. Предположим, что в сети Office 1 присутствует второй маршрутизатор, посредством которого локальная сеть подключается к Internet. При этом для каждого компьютера сети Office 1 должны быть определены два шлюза: шлюз по умолчанию, т.е. компьютер, посредством которого осуществляется соединение сети с Internet, и второй шлюз, через который походит маршрут к компьютерам сети Office 2. (Компьютеры сети Office 1 могут быть сконфигурированы и по-другому, для них может быть определен только шлюз по умолчанию, который, в свою очередь, будет передавать пакеты на второй шлюз. Как нетрудно заметить, использование такой конфигурации увеличивает трафик локальной сети.) Поскольку использование двух маршрутизаторов затрудняет настройку компьютеров, желательно использовать в сети один маршрутизатор.