21). Маршрутизация сетевого уровня. Маршрутная таблица. Алгоритмы маршрутизации. Понятие метрики.

Маршрутизация –процесс определения маршрута следования пакетов данных в вычислительных сетях.

Маршрутизация динамическая. Метод маршрутизации осуществляемый с помощью протоколов маршрутизации.

Маршрутизация статическая метод маршрутизации осуществляемый на основе таблиц маршрутизации.

Маршрутизатор сетевое устройство, используемое в компьютерных сетях передачи данных, которое, на основании информации о топологии сети(таблицы маршрутизации) и определенных правил, принимает решение о пересылке пакетов сетевого уровня их получателю.

Маршрут- последовательность промежуточных узлов, которые проходит IP-пакет в процессе маршрутизации при движении от отправителя к месту назначения.

Таблица маршрутизации специальная информационная структура, используемая для определения маршрута следования пакета по адресу его сети назначения.

Алгоритмы маршрутизации могут быть

классифицированы по следующим признакам:

1. Динамичность (статические или динамические);

2. Число маршрутов (одномаршрутные или многомаршрутные);

3. Число уровней (одноуровневые или иерархические);

4. Интеллектуальность (с интеллектом в узле или в маршрутизаторе);

5. Масштаб (внутридоменные и междоменные);

6. Принцип вычисления маршрута (алгоритмы состояния канала или вектора

расстояний).

Метрика –это указания расстояние для каждого канала связи

22). Протоколы сбора маршрутной информации rip и ospf.

Алгоритм Дийкстры и протокол OSPF (Open Shortest Path First – "первоочередность

наикратчайшего маршрута") направляет потоки маршрутной информации во все узлы объединенной сети. Однако каждый маршрутизатор посылает только ту часть таблицы маршрутизации, которая описывает состояние его собственных каналов.

Алгоритм Беллмана-Форда и протокол RIP (Routing Information Protocol) требует от

каждого маршрутизатора посылки всей или части своей таблицы маршрутизации, но только своим соседям. По сравнению с алгоритмами состояния канала, которые

направляют небольшие корректировки по всем направлениям, алгоритмы вектора

расстояний отсылают более крупные корректировки только в соседние маршрутизаторы.

Алгоритмы состояния каналов характеризуются более сложными расчетами и

имеют более быструю сходимость, чем алгоритмы вектора расстояния. Поэтому они

обеспечивают меньшую вероятность образования петель маршрутизации, однако

требуют большей процессорной мощности и памяти, чем алгоритмы вектора расстояний.

Оба типа алгоритмов маршрутизации хорошо функционируют при самых различных

обстоятельствах.

Протокол OSPF основан на итеративном алгоритме Дийкстры. Рассмотрим пример.

показаны семь узлов A, B, …G и каналы связи между ними с указанием

метрики (расстояния) для каждого канала. Требуется найти кратчайшие пути от узла A к

остальным узлам.

23). Трансляция сетевых адресов (nat): понятие, функции. Виды nat: базовая технология трансляции, трансляция сетевых адресов и портов.

NAT (от англ. Network Address Translation — «преобразование сетевых адресов») — это механизм в сетях TCP/IP, позволяющий преобразовывать IP-адреса транзитных пакетов.

Основная идея трансляции сетевого адреса состоит в присвоении каждой фирме одного IP-адреса (или, по крайней мере, небольшого числа адресов) для интернет-трафика. Внутри фирмы каждый компьютер получает уникальный IP-адрес, используемый для маршрутизации внутреннего трафика. Однако как только пакет покидает пределы здания фирмы и направляется к провайдеру, выполняется трансляция адреса. Для реализации этой схемы было создано три диапазона так называемых частных IP-адресов. Они могут использоваться внутри компании по ее усмотрению. Единственное ограничение заключается в том, что пакеты с такими адресами ни в коем случае не должны появляться в самом Интернете.

Преобразование адресов методом NAT может производиться почти любым маршрутизирующим устройством — маршрутизатором, сервером доступа, межсетевым экраном. Наиболее популярным является SNAT, суть механизма которого состоит в замене адреса источника (англ. source) при прохождении пакета в одну сторону и обратной замене адреса назначения (англ. destination) в ответном пакете. Наряду с адресами источник/назначение могут также заменяться номера портов источника и назначения.

Принимая пакет от локального компьютера, роутер смотрит на IP-адрес назначения. Если это локальный адрес, то пакет пересылается другому локальному компьютеру. Если нет, то пакет надо переслать наружу в интернет. Но ведь обратным адресом в пакете указан локальный адрес компьютера, который из интернета будет недоступен. Поэтому роутер «на лету» производит трансляцию IP-адреса и порта и запоминает эту трансляцию у себя во временной таблице. Через некоторое время после того, как клиент и сервер закончат обмениваться пакетами, роутер сотрет у себя в таблице запись о n-ом порте за сроком давности.

Помимо source NAT (предоставления пользователям локальной сети с внутренними адресами доступа к сети Интернет) часто применяется также destination NAT, когда обращения извне транслируются межсетевым экраном на компьютер пользователя в локальной сети, имеющий внутренний адрес и потому недоступный извне сети непосредственно (без NAT).

Существует 3 базовых концепции трансляции адресов: статическая (Static Network Address Translation), динамическая (Dynamic Address Translation), маскарадная (NAPT, NAT Overload, PAT).

Статический NAT — Отображение незарегистрированного IP-адреса на зарегистрированный IP-адрес на основании один к одному. Особенно полезно, когда устройство должно быть доступным снаружи сети.

Динамический NAT — Отображает незарегистрированный IP-адрес на зарегистрированный адрес от группы зарегистрированных IP-адресов. Динамический NAT также устанавливает непосредственное отображение между незарегистрированным и зарегистрированным адресом, но отображение может меняться в зависимости от зарегистрированного адреса, доступного в пуле адресов, во время коммуникации.

Перегруженный NAT (NAPT, NAT Overload, PAT, маскарадинг) — форма динамического NAT, который отображает несколько незарегистрированных адресов в единственный зарегистрированный IP-адрес, используя различные порты. Известен также как PAT (Port Address Translation). При перегрузке каждый компьютер в частной сети транслируется в тот же самый адрес, но с различным номером порта.