RIP, а значит, такие маршрутизаторы находятся за пределами метрического домена 172.16.0.0.

Приведенный выше пример представляет собой естественную границу метрического домена, обусловленную суммированием маршрутов до сетей получателей на границе классовой сети.

Граница метрического домена также создается на маршрутизаторах выполняющих, перераспределение маршрутной информации, которое заменяет накопленные метрики одной или несколькими фиксированными метриками. В зависимости от протокола маршрутизации, перераспределение может, сопровождаться или не сопровождаться суммированием маршрутов. Если оно сопровождаются суммированием, полученная граница метрического домена не отличается от естественной границы. В обратном случае граница носит полностью искусственный характер – частные маршруты пересекают границу не измененным, но их метрики заменяются на фиксированную величину.

Искусственные границы метрических доменов могут негативно влиять на работу сети передачи данных, создавая маршрутные петли.

16.3 Маршрутные петли

Маршрутные петли (routing loops) представляют собой маршруты в сети передачи данных, которые приводят на один и тот же маршрутизатор более одного раза. Маршрутные петли крайне не желательны, поскольку трафику приходится преодолевать дополнительный путь лишь для того, чтобы прибыть на тот же самый маршрутизатор. Это в свою очередь приводит к задержке трафика, или даже к полной невозможности его доставки сетям получателям. Маршрутные петли подвергают сеть передачи данных избыточной нагрузке и приводят к огромному количеству операций по обработке поступающего трафика на причастных маршрутизаторах.

Маршрутные петли могут быть классифицированы как: Короткоживущие маршрутные петли – петли существующие непродол-

жительное время, обычно не более пары минут.

Долгоживущие маршрутные петли – петли существующие продолжительное время, от нескольких минут до бесконечности.

Возникновение короткоживущих маршрутных петель обусловлено процессами, происходящими во время схождения сети, после произошедших в ней изменений. Время возможного существования таких маршрутных петель зависит от скорости схождения сети и от протокола маршрутизации применяемого в сети передачи данных. Короткоживущие маршрутные петли имеют возможность самоустраняться за определенный, не продолжительный период времени.

Возникновение долгоживущих маршрутных петель обусловлено ошибками в настройке процесса маршрутизации внутри домена маршрутизации.

266

Обычно долгоживущие маршрутные петли не исчезают, если не принять мер к устранению тех ошибок в процессе маршрутизации которые привели к их возникновению. Долгоживущие маршрутные петли могут быть как постоянными, так и периодическими. Постоянные маршрутные петли существую все время, тогда как периодические проходят через циклы, исчезая и появляясь вновь.

Протоколы маршрутизации разрабатываются самостабилизирующимися. Тогда как временная нестабильность, вызываемая изменениями в топологии сети передачи данных и часто сопровождаемая короткоживущими маршрутными петлями, зачастую неизбежна. Протоколы маршрутизации преодолевают нестабильность и устанавливают маршрутизацию без петель. Ни один протокол маршрутизации не спроектирован так, чтобы позволить долгоживущим маршрутным петлям образоваться в какой-либо момент работы.

Все протоколы маршрутизации базируются на математических моделях, для которых доказано, что они не вызывают появление долгоживущих маршрутных петель. Большинство этих математических моделей обеспечивают функционирование без образование петель, посредством соблюдения условия, что метрики, связанные с местами назначения, растут с добавлением каждого дополнительного перехода на пути к месту назначения.

Формально можно описать, что если маршрутизатор R1 выбирает маршрут до сети получателя D через маршрутизатор R2, то M1>M2, где M1 и M2 являются метриками маршрута до сети получателя D маршрутизаторов R1 и R2 соответственно. Другими словами, чем дальше место назначения, тем больше метрика. Если это допущение соблюдается, маршрутная петля образоваться не может.

Доказывается это просто. Будем считать, что в сети передачи данных N все маршрутизаторы выбирают маршруты к сетям получателям на основе вышеупомянутого допущения. Предположим, однако, что петля существует и имеется маршрутизатор R1, установивший маршрут к сети получателю D через маршрутизатор R2, который в свою очередь установил маршрут к D через маршрутизатор R3, и так далее до маршрутизатора Rn, установившего маршрут к D через маршрутизатор R1. Такая ситуация показана на рисунке 16.2.

Как мы предположили, допущение соблюдается, следовательно, метрики всех маршрутов должны соответствовать неравенству (16.2).

Неравенство (16.2) сводится к M1 > M1. Следовательно, наша исходная предпосылка о том, что петля может существовать даже в том случае, если все маршрутизаторы соблюдают принятое допущение, неверна.

267

R2

M2

M1

Рисунок 16.2 – Предположение об образовании маршрутной петли

Маршрутные петли не возникают в сети передачи данных, в которой маршрутизация поддерживается средствами одного протокола маршрутизации, пока не нарушены ограничения протокола, такие как максимальное количество переходов, в маршруте к сети получателю, а сетевое оборудование и его программное обеспечение работают в нормальном режиме.

Вслучае если маршрутизация в сети передачи данных поддерживается

спомощью более чем одного протокола маршрутизации или комбинации статической и динамической маршрутизации, возникает возможность возникновения маршрутных петель. Эта возможность увеличивается при перераспределении маршрутной информации между протоколами маршрутизации. Поскольку в процессе перераспределения объединяются домены отдельных протоколов маршрутизации, тогда как метрические домены остаются отдельными. Сети получатели, находящиеся в пределах одного домена протокола маршрутизации, становятся доступными из домена другого протокола маршрутизации с одной и той же метрикой.

16.3.1 Односторонние перераспределение маршрутной информации

На рисунке 16.3 показана сеть передачи данных, в которой потенциальным источником маршрутных петель может быть одна точка одностороннего перераспределения маршрутной информации.

Маршрутизатор R1 объявляет сети получатели, имеющиеся в части сети передачи данный N1 с использованием протокола маршрутизации RP1 маршрутизатору R2, который затем перераспределяет эти сети получатели в протокол маршрутизации RP2. Маршрутизатор R2 объявляет перераспределенные сети получатели своим соседям, находящимся в части сети передачи данных N2. Административное расстояние протокола маршрутизации RP1 равно A1, а административное расстояние протокола маршрутизации RP2 равно A2. Административные расстояния таковы, что A2<A1.

268

Рисунок 16.3 – Образование маршрутной петли при одностороннем перераспределении маршрутной информации

Стрелки внутри N2 показывают поток маршрутных обновлений, который, если имеет место, приводит к образованию маршрутной петли для сетей получателей из N1 внутри N2.

Сначала обсудим сценарий, приводящий к маршрутным петлям, а затем причины, вызывающие запуск такого сценария.

Маршрутизатор R1 отправляет маршрутное обновление, содержащие сети получатели, расположенные в N1, маршрутизатору R2. Маршрутизатор R2 получает маршрутное обновление, устанавливает маршрут к объявленным сетям получателям и производит перераспределение полученной маршрутной информации в протокол маршрутизации RP2, средствами которого затем объявляет эти сети получатели своим соседям в N2.

Предположим, что сосед R3 получает маршрутное обновление маршрутизатора R2 и устанавливает свои маршруты к объявленным сетям получателям через R2. После этого маршрутизатор R3 сам начинает объявлять данные сети получатели своим соседям. В конечном итоге это маршрутное обновление поступает на маршрутизатор R4,который после установки маршрутов к этим сетям получателям, начинает объявлять их средствами протокола маршрутизации RP2 маршрутизатору R2.

Теперь маршрутизатор R2 должен заменить существующие у него маршруты к этим сетям получателям, указывающие на маршрутизатор R1, на новые маршруты, указывающие на R4. Поскольку маршрутизатор R1 объявил их средствами протокола маршрутизации RP1, тогда как маршрутизатор R4 объявляет их средствами PR2, административное расстояние которого меньше чем у PR1.

У этого сценария есть небольшое упущение: маршрутизатор R2 должен объявить сети получатели, полученные им от маршрутизатора R1 всем своим соседям практически одновременно. То есть маршрутизатор R4 получить первое маршрутное обновление, содержащие данные сети получатели, от маршрутизатора R2, после чего он должен установить свои маршруты до сетей получателей в N1 через маршрутизатор R2. С этого момента он должен откло-

269

нять все другие маршрутные обновления, если они имеют метрику, большую метрики маршрутов, пролегающих через маршрутизатор R2.

Несмотря на это упущение, данный сценарий вполне реален и может наступить, особенно если этому будут способствовать некоторые дополнительные факторы.

–Маршрутизатор R2 может не отправить маршрутное обновление всем своим соседям одновременно. Он может запланировать сначала отправку маршрутной информации маршрутизатору R3 и только после этого маршрутизатору R4. Если промежуток времени между передачей маршрутных обновлений маршрутизаторам R3 и R4 достаточно велик, маршрутизатор R4 может получить маршрутное обновление от другого соседа, в этом случае он объявит сети получатели из N1 маршрутизатору R2, что приведет к установке для них ложных маршрутов.

–Стоимость канала связи между маршрутизаторами R2 и R4 настолько велика, что маршрутизатор переключиться на какой-либо другой маршрут, даже если он перед этим установил маршрут до сетей получателей в N1 через маршрутизатор R2. Если это произойдет, маршрутизатор произведет объявление сетей получателей маршрутизатору R2, что приведет к удалению истинных и установке ложных маршрутов маршрутизатором R2.

–Если в какой-то момент времени после первоначального объявления маршрутной информации о сетях получателях расположенных в N1, произойдет временное отключение канала связи между маршрутизаторами R2 и R4, маршрутизатор R4 установит маршруты до N1 через другого соседа. При восстановлении канала связи маршрутизатор R4 произведет объявление маршрутной информации маршрутизатору R2, что приведет к образованию маршрутной петли.

Это наиболее вероятные факторы, способствующие возникновению маршрутных петель.

Независимо от того, какие обстоятельства привели к переключению маршрутов маршрутизатором R2, далее события будут развиваться следующим образом:

1. После изменения маршрутизатором R2 направления маршрутов к сетям получателям их N1, он перестает использовать при объявлении этих сетей метрику назначенную при перераспределении, а вместо нее использует метрику которую он получил от маршрутизатора R4, увеличенную на стоимость канала связи до маршрутизатора R4. Эта метрика выше, чем метрика полученная при перераспределении, поскольку она представляет собой эту исходную метрику, увеличенную на стоимость каналов связи между маршрутизаторами R3 и R4.

2. Когда маршрутизатор R3 обнаружит увеличение метрики, объявляемой маршрутизатором R2, он замораживает свои маршруты, и начинает объявлять эти сети получатели с метрикой, равной бесконечности.

270