Централизованная и децентрализованная схемы внешней маршрутизации

При передаче данных из одной области (подсети) в другую используется магистральная сеть. При этом внешние маршруты «собираются» из трёх фрагментов:

1. Начальный фрагмент маршрута от узла-источника до магистрального маршрутизатора начальной области (или подсети);

2. Магистральный фрагмент маршрута от магистрального маршрутизатора начальной области (или подсети) к магистральному маршрутизатору конечной области (или подсети);

3. Конечный фрагмент маршрута от магистрального маршрутизатора конечной области (или подсети) до приёмника (адресата).

Для внешней (глобальной) маршрутизации «по фрагментам» по существу используется топология связи «звезда», в которой роль центрального распределяющего узла-концентратора играет магистральная область, а дуги («лучи») соответствуют туннелям, соединяющим эту область с номером 0 с остальными областями или подсетями глобальной ТКС.

OSPF протокол обеспечивает обмен информацией между смежными (необязательными соседними) магистральными маршрутизаторами, обслуживающими соответствующие области (автономные подсети). Однако, если число маршрутизаторов в магистральной области велико, то «общение» (обмен информацией) каждого магистрального или граничного маршрутизатора области (подсети) со всеми остальными может быть затруднительным или неэффективным.

В этом случае целесообразно выделить специально назначенный маршрутизатор и использовать его в качестве агента-координатора внешней (глобальной) маршрутизации.

Маршрутизатор-координатор должен быть смежным со всеми остальными маршрутизаторами магистральной области и обмениваться с ним информацией по иерархической схеме типа «дерево». Для увеличения надёжности внешней маршрутизации целесообразно на случай выхода из строя маршрутизатора-координатора поддерживать в состоянии готовности запасной назначенный маршрутизатор, дублирующий функции агента-координатора.

Схему внешней (глобальной) маршрутизации, основанной на «равноправном» использовании магистральных маршрутизаторов, будем называть децентрализованной.

Централизованная схема внешней маршрутизации основана на выделении специально назначенного магистрального маршрутизатора, который играет роль агента-координатора («дирижёра») процесса внешней (глобальной) маршрутизации.

Описанная иерархическая схема внутренней (локальной) и внешней (глобальной) маршрутизации на основе декомпозиции глобальной ТКС на области или автономные подсети представлена на рис. 8.3. Она подерживается OSPF протоколом внутреннего шлюза, который различает 5 типов маршрутизаторов, изображенных на рис. 8.3.

Отметим, что все пограничные маршрутизаторы, а также маршрутизатор-координатор (и его «дублёр») являются магистральными. Все магистральные маршрутизаторы и маршрутизатор-координатор могут рассматриваться как внутренние маршрутизаторы магистральной области.

Затем могут использоваться другие сообщения OSPF-протокола, типы и смысл которых представлены в таблице № 8.1. Все эти сообщения рассылаются по сети в виде IP-пакетов [5].

Таблица № 8.1

Технология внутренней (локальной) и внешней (глобальной) маршрутизации потоков данных в декомпозированных (на области и автономные подсети) глобальных ТКС заключается в последовательной реализации следующих этапов:

1. Каждый агент-маршрутизатор с помощью многоадресной рассылки OSPF- сообщений другим агентам информирует их о текущем состоянии и стоимости своих каналов связи, а также о своих «соседях»-маршрутизаторах;

2. Агенты-маршрутизаторы формируют или корректируют графовую модель своей области или подсети и вычисляют внутренние (локальные) оптимальные маршруты;

3. Магистральные агенты-маршрутизаторы или агент-координатор получают текущую информацию от пограничных маршрутизаторов областей или подсетей и вычисляют магистральные оптимальные маршруты от каждого магистрального маршрутизатора до всех остальных;

4. Магистральные агенты-маршрутизаторы или агент-координатор рассылают информацию о вычисленных магистральных оптимальных маршрутах пограничным маршрутизаторам, которые распространяют её в своих областях или подсетях.

5. После «обучения» всех агентов- маршрутизаторов путем реализации этапов 1-4 они могут осуществлять внутреннюю (локальную) или внешнюю (глобальную) маршрутизацию от любого узла-источника (отправителя) к любому узлу-приёмнику(получателю) глобальной ТКС.

Для межсетевой маршрутизации и передачи потоков данных между различными глобальными ТКС обычно используется специальный межсетевой протокол – BGP (Border Gateway Protocol) [5]. Однако межсетевая BGP-маршрутизация в значительной степени определяется извне экономическими и даже политическими соображениями, а также требованиями безопасности и секретности передаваемой информации (например, может быть наложен запрет на трафик через некоторые глобальные ТКС, хотя оптимальные межсетевые маршруты могут проходить именно через эти сети).

Важно отметить, что BGP-маршрутизаторы могут использоваться также для внешней (магистральной) маршрутизации между областями или автономными подсетями глобальных ТКС. В отличие от OSPF-протокола, используемого в локальных маршрутизаторах подсетей, BGP является распределенным межсетевым протоколом. Другое отличие заключается в том, что BGP-маршрутизаторы основаны на алгоритме выбора предпочтительного маршрута, а не на алгоритме выбора первого оптимального маршрута, используемого в локальных OSPF- маршрутизаторах.

8.5. Принципы декомпозиции глобальных сетей и систем сетевого управления