3. Архітектура еом, комп’ютерні та інформаційні мережі

19. Технології, що забезпечують відмовостійкість мереж tcp/ip

Зазвичай для забезпечення надлишкової маршрутизації IP використовуються дублюючі маршрутизатори та додаткові з'єднання. Надлишкова маршрутизація забезпечується розробленими IETF (Internet Engineering Task Force, група технічного розвитку Internet) протоколами FIRP (Fault Isolation and Recovery Protocol, протокол виявлення несправностей і відновлення), IRDP (Internet Router Discovery Protocol, протокол виявлення маршрутизаторів Internet), VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol, протокол надлишкових віртуальних маршрутизаторів) і BGP (Border Gateway Protocol, протокол прикордонного міжмережевого шлюзу). Протоколи FIRP, IRDP і VRRP дозволяють будувати схеми з надлишковими локальними, а BGP - з надлишковими міжмережевим маршрутизаторами.

А если более детально...

Множинні шлюзи

Для забезпечення відмовостійкості необхідно включити в кожну підмережу ще один або декілька дублюючих шлюзів за замовчуванням (іншими словами, комп'ютери в підмережі повинні мати можливість виявити шлюз за замовчуванням). При відмові основного маршрутизатора комп'ютер повинен переключатися на резервний. Механізм виявлення непрацюючого шлюзу і переключитися на інший шлюз визначено в документі RFC 816.

Множинні шлюзи дозволяють рівномірно розподілити навантаження на маршрутизатори. Так, якщо в підмережі є два маршрутизатора Router Router 1 і 2, то для половини комп'ютерів в підмережі можна вказати перші Router 1, а для іншої половини - Router 2.

Виявлення маршрутизаторів

У разі налаштування кількох шлюзів за замовчуванням необхідно використовувати на обслуговуваних комп'ютерах узгоджені установки для шлюзів за умовчанням або діапазонів DHCP. Можна дотримуватися іншого підходу, із застосуванням протоколу IRDP, який дозволяє маршрутизатора повідомляти про те, що він доступний. Комп'ютер може динамічно виявити найбільш відповідний шлюз з доступних в підмережі та автоматично перейти на нього при відмові поточного. Опис протоколу IRDP можна знайти в RFC 1256.

Підтримуючий IRDP маршрутизатор із заданою періодичністю інформує комп'ютери своєї підмережі про послуги. Темники, повідомлення, яке містить адресу інтерфейсу маршрутизатора, рівень вподобання і час життя (скільки можна буде використовувати даний маршрутизатор в якості шлюзу за замовчуванням). Підтримуючий IRDP комп'ютер самостійно вибирає шлюзом за замовчуванням маршрутизатор з найменшим значенням номера переваги (менші значення цього параметра відповідають більш високому рівню переваги).

Віртуальні маршрутизатори

Протокол VRRP, запропонований в RFC 2338, забезпечує більш ефективний спосіб організації надлишкових шлюзів за замовчуванням, не вимагаючи при цьому індивідуального переналаштування всіх комп'ютерів підмережі.

Як випливає з назви протоколу VRRP, надмірність досягається шляхом організації віртуального маршрутизатора. Такий маршрутизатор має віртуальний код VRID (virtual router ID) і віртуальну адресу VRIP (virtual routerIP). Фізично віртуальний маршрутизатор складається з двох або більше маршрутизаторів: головного або активного (master) і декількох резервних (backup). Головний маршрутизатор забезпечує основні функції маршрутизації для вказаної адреси VRIP. Резервні маршрутизатори відстежують стан головного маршрутизатора і починають працювати в разі його відмови. Головний маршрутизатор періодично розсилає резервним повідомлення про те, що він доступний.

BGP

Часто протоколи маршрутизації використовуються для обміну інформацією про маршрути і динамічного оновлення таблиць маршрутизації при змінах топології мережі. Мережа, що належить одному адміністративному домену, наприклад intranet, називається автономною системою (AS, autonomous system). Діючий AS протокол маршрутизації називається внутрішнім протоколом маршрутизації. Широко застосовуються такі протоколи як Routing Information Protocol (RIP) і Open Shortest Path First (OSPF). Різні AS зазвичай використовують також зовнішній протокол (званий інакше междоменним протоколом маршрутизації) для обміну інформацією про маршрути. У Internet у якості зовнішнього протоколу маршрутизації прийнятий BGP, опис якого можна знайти в RFC 1771. Для роботи в Internet за протоколом BGP кожна автономна система повинна мати унікальний ідентифікатор (розподіляється InterNIC)

Після того, як два прикордонних маршрутизатора встановили з'єднання TCP, вони починають використовувати BGP-повідомлення про оновлення для обміну та поширення інформації про маршрутизації. Маршрутизатори BGP надсилають інформацію про маршрутизації BGP в автономні системи, доступні їм і сусідніх маршрутизаторів. Ця інформація містить відомості про Internet-маршрутах, які маршрутизатори отримали від зовнішніх маршрутизаторів, і Intranet маршрутах, отриманих з протоколів внутрішньої маршрутизації або з параметрів статичної маршрутизації.

Багатодімність

Найпростішим варіантом підключення до Internet є підключення локальної мережі до одного провайдера. Для організації надмірності необхідно створити багатодімну конфігурацію - налаштувати кілька з'єднань через одного або декількох провайдерів. Розрізняють варіанти підключення через одного провайдера і через різних провайдерів.

При підключенні через одного провайдера знову ж таки є два варіанти: підключення єдиного маршрутизатора до двох і більше маршрутизаторам провайдера в різних POP (Point of Presence, точка присутності). Інший варіант підключення двох і більше маршрутизаторів до різних POP. Хоча перший варіант і забезпечує надмірність підключення, єдиний маршрутизатор є потенційним слабкою ланкою.