شبکه هاي کامپيوتري
Post on 12-Feb-2016
81 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
1
شبکه هاي کامپيوتريفصل پنجم:
(NetworkLayerاليه شبکه )بخش دوم: مسیریابی سلسله مراتبی، مسیریابی
چندپخشیوحید حقیقت دوست
دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه شاهد
2
مسیریابی سلسله مراتبی
Hierarchical Routing
Internet-Map
4
مسیر یابی سلسله مراتبی:مشکالت ابعاد
با بزرگ شدن انداز ه شبکه، جداول مسیریابی در مسیریابها رشد پیدا میکنند رشد جداول مسیریابی نه تنها نیازمند حافظه بیشتر برای نگهداری جدول بلکه
افزایش زمان جستجو میگردداز طرف دیگر تبادل جداول مسیریابی پهنای باند زیادی را مصرف خواهد کرد
مشکالت مدیریتیشبکه اینترنت از شبکه ای از شبکه ها تشکیل شده مدیر هر شبکه ممکن است بخواهد مسیریابی را در شبکه خودش مدیریت نماید
در مسیریابی سلسله مراتبی بدینصورت عمل میشود که در هر مسیریاب به ازای مجموعه ای از مسیریابها، یک وارده ثبت
میشود.
5
Hierarchical Routing
( روترها، روی ناحیه هاregions )( AS و ناحیه های مستقل )
(autonomous systems با )هم توافق میکنند
روترهای واقع شده در هرAS از routingپروتکل مسیریابی )
protocol یکسان استفاده ) intra-AS routingمیکنند. )
protocol) برای ارتباط هر دو ناحیه با
یکدیگر، یک روتر بعنوان روتر ( gateway routersدروازه )
تعیین میشود
یک روتر خاص درAS پروتکل مسیریابی درون
intra-ASناحیه ای )routing را با دیگر )
اجرا ASروترهای داخل میکند و نتایج آنرا به خارج از
ناحیه انتقال میدهد بادیگر روترهای دروازه
پروتکل میان ناحیه ای (inter-AS routing را )
اجرا میکند
روترهای دروازه (gateway routers)
6
Hierarchical Routing
7
Routing in the Internet( اینترنت به چندین سیستم مستقلASتقسیم شده است )
:برای مثالStanford )32(, HP )71(, Shahed)12880( با مراجعه به سایتnic.ir و ثبت query در بخش whois بصورت زیر
که مدنظر است دست یافت: IP هر ASمیتوان به اطالعات مربوط به -h whois.cymru.com -v <IP address> Ex: -h whois.cymru.com -v 178.252.141.2
داخل یکASمدیر شبکه یک پروتکل درون ناحیه ای ،Interior Gateway Protocol )IGP( )Intra AS(را انتخاب میکند
:برای مثالRIP )rfc 1058(, OSPF )rfc 1247(. بینAS ها، در اینترنت از پروتکل بین ناحیه ای Exterior Gateway
Protocol )BGP( )Inter AS(.استفاده میکند AS ها امروز از Border Gateway Protocol، BGP-4 )rfc 1771(
استفاده میکنند
8
دانشگاه AS numberمثالی از یافتن شاهد
217.218.141.2=ns1.shahed.ac.ir
178.252.141.2=ns3.shahed.ac.ir
آپ لینک مخابرات
آپ لینک شرکت مبنا
9
Inter-AS و Intra-ASمسیریابی
دروازه ها: مهیا سازی مسیریابی درونی
ASبین مسیریابهای داخل )Inter-AS Routing(
مهیا سازی مسیریابی بین Intra-ASمسیریابهای دروازه )
Routing )Inter/intra-AS
routing در A.cدروازه
C
AB
C.b
A.aA.c
B.a
a b
ad
bc
ac
b
Intra-ASRouting
Algorithm
Inter-ASRouting
Algorithm
جدول مسیریابی
DL DL DLPHLPHL PHL To/from B.a and A.aTo/from A.b
To/from A.d
10
-Inter( و بین ناحیه ای )Intra-ASمسیر یابی درون ناحیه ای )As)
Host2
C
A
B
Intra-AS routingwithin AS A
Intra-AS routingwithin AS B
Host1
ab
ad
bc
ac
b
C.b
A.aB.a
Inter-AS routing
between A and
BA.c
11
Forwardingجداول هدایت )Tables)
جداول هدایت، توسط الگوریتمهای مسیریابیدرون ناحیه ای و بین ناحیه ای تولید میشوند
الگوریتم مسیریابی درون ناحیه ای، وارده هایمربوط به مقصدهای داخل ناحیه را تعیین میکند
الگوریتم مسیریابی درون ناحیه ای و بین ناحیه ایهر دو وارده های مربوط به مقصدهای خارج از
ناحیه را تعیین میکنند
12
Inter-AS Tasks فرض کنید روتری درAS1
یک دیتاگرام را که AS1مقصدش خارج از است، دریافت کند:
روتر باید این بسته را برای gatewayروتر دروازه )
router ارسال نماید ولی )کدامیک از روترهای دروازه؟
AS1 :باید یاد بگیرد که کدام مقصد ها از 1.
و کدام مقصدها از AS2طریق قابل دسترس AS3طریق هستند
اطالعات بدست آمده را برای 2.تمامی روترهای موجود در
AS1ارسال نماید
AS3
AS1AS2
3a 3b
1a1d
1b1c
2a2c
2b
13
1dمثال: تنظیم جدول هدایت در روتر فرض کنیدAS1 با استفاده از پروتکل درون ناحیه ای یادمیگیرد که زیر شبکه x
به AS2( در دسترس است و از طریق 1a )با استفاده از دروازه AS3از طریق آن دسترسی وجود ندارد
پروتکل بین ناحیه ای اطالعات مربوط به دسترسی به تمامی روترهای داخلی راانتشار میدهد
1روترd از طریق مسیریابی درون ناحیه ای متوجه میشود که از طریق واسط I دارد.1aکم هزینه ترین مسیر را تا
وارده(x,I ).را در جدول خود اضافه میکند
x…AS3
AS1AS2
3a 3b
1a1d
1b1c
2a2c
2b
14
ASمثال: انتخاب از میان چندین حال فرض کنید کهAS1 با استفاده از پروتکل درون
و AS3 از طریق xناحیه ای یاد میگیرد که زیر شبکه AS2در دسترس است
1برای تنظیم جداول هدایت، روترd باید تعیین کند که کدام دروازه باید برای هدایت بسته های مربوط به زیر
انتخاب شود.xشبکه .این مورد نیز از وظایف پروتکل مسیریابی بین ناحیه ای میباشد( مسیریابی سیب زمینی داغhot potato routing) بسته را به روتری که :
نزدیکتر است تحویل میدهیم
x…
AS3
AS1AS2
3a 3b
1a1d
1b1c
2a2c
2b
…..
15
Learn from inter-AS protocol that subnet
x is reachable via multiple gateways
Use routing infofrom intra-AS
protocol to determine
costs of least-cost paths to each
of the gateways
Hot potato routing:
Choose the gateway
that has the smallest least
cost
Determine fromforwarding table the interface I that leads to least-cost gateway.
Enter )x,I( in forwarding table
hot potato routingارسال بسته به روتر دروازه ای که نزدیکتر است
16
Routing in theمسیر یابی در اینترنت )Internet )
)RC1812(: ملزومات مسیریابهای IP.V4
اینترنت جهانی از تعدادی سیستم مستقلAutonomous Systems )AS(:که به هم متصل هستند تشکیل شده است
AS انتهایی یا AS( بن بست Stub AS) مربوط به شرکتهای کوچک : ها داردASاست ک�ه یک نقطه اتصال به دیگر
AS( چند گانه Multihomed AS) مربوط به شرکتهای بزرگ )بدون : ها دارد ولی ASترانزیت( میباشد که در آن چندین اتص�ال به دیگر
ها را نداردASامکان تبادل پیام بین دیگر AS( انتقال Transit AS) چندین :AS.را به هم متصل میکند
17
تبادل پیامها در مسیریابی سلسله (1مراتبی )
IP trafficprovider customer
Transit AS
Stub AS
Transit AS
Multihomed ASStub ASStub AS
18
TCP/IPپشته پروتکلی ftp http smtp telnet snmp tftp rtp dns …
Transmission Control Pr. )TCP(
User Datagram Pr. )UDP(
icmp ripigmp
Ethernet, Wireless, token ring, FDDI, ATM, Frame relay, SNA, X25
arp rarpInternet Protocol (IP)
ospf bgp ……
ICMP: Internet Control Message Protocol, RFC792IGMP: Internet Group Management Protocol, RFC 2236
Control protocols Routing protocols
19
پروتکلهای درون و بین ناحیه ای( درون ناحیه ایIntra-AS:) مدیر شبکه در انتخاب الگوریتم مسیریابی مختار
است با عنوانInterior Gateway Protocols )IGP( نیز شناخته میشود:چند پروتکل درون ناحیه عبارتند از
RIP :Routing Information Protocol )RFCs1058,2453(( از روش بردار فاصلهDV:distance vectorاستفاده میکند ) ثانیه تبادل میشود.30اطالعات مسیریابی بین همسایگان در
OSPF :Open Shortest Path First )RFC2328( )Open Spec.(( از روش حالت پیوندLS: Link-State.استفاده میکند )
IGRP: Interior Gateway Routing Protocol )Cisco proprietary(
.از ورش حالت پیوند استفاده میکند و مخصوص تجهیزات سیسکو میباشد
( بین ناحیه ایInter-AS :) استاندارد یکتا برای مسیریابی بینAS.ها میباشد پروتکلBGP : Border Gateway Protocol )RFC1771(
20
Border Gateway Protocol )BGP-4(
BGPپروتکل حالت پیوند و یا بردار فاصله نمیباشد ،BGP( از مسیر یابی بردار مسیر Path vector استفاده )
میکند.BGP( تمامی مسیرها را تبلیغ ،advertise ( میکند )یک
ها(ASلیست از :مثالی از تبلیغ مسیر بصورت زیر است“The network 171.64.0.0/16 can be reached via the path {AS1,
AS5, AS13}.”( مسیرهای با چرخهloop بصورت محلی شناسایی شده )
و نادیده گرفته میشوند سیاستهای محلی، مسیر بهینه را از بین تمامی مسیرها
انتخاب میکند زمانی که یک لینک قطع شود، کل مسیرهایی که از آن
لینک استفاده میکردند، نابود میشود
21
ASPATH Attribute
AS 7018135.207.0.0/16AS Path = 6341
AS 1239Sprint
AS 1755Ebone
AT&TAS 3549Global Crossing
135.207.0.0/16AS Path = 7018 6341
135.207.0.0/16AS Path = 3549 7018 6341
AS 6341
135.207.0.0/16AT&T Research
Prefix Originated
AS 12654RIPE NCCRIS project
AS 1129Global Access
135.207.0.0/16AS Path = 7018 6341
135.207.0.0/16AS Path = 1239 7018 6341
135.207.0.0/16AS Path = 1755 1239 7018 6341
135.207.0.0/16AS Path = 1129 1755 1239 7018 6341
Pick shorter AS path
22
Multicastمسیر یابی چند پخشی )Routing)
برخی از برنامه های کاربردی نیازمند مسیریابیچندپخشی میباشند.
مسائل این حوزه، ساخت درخت، آدرس دهی چندپخشیو نحوه هدایت بسته ها میباشد
مسیر یابی چند پخشی مبتنی بر بردار فاصله
(DVMRP, PIM-DM) مبتنی بر حالت پیوند
(MOSPF)( مبتنی بر تکنیک وعده گاهRendezvous-based )
(PIM-SM, CBT)
23
Multicastدرخت های چندپخشی )Trees)ایده پایه
ServerServerG
G
G
G
G
G
G
G
G
G
چندین تک ارسال(Multiple unicasts)
یک چندپخشی(Single multicast)
24
برنامه هایی که به چند پخشی نیاز دارند
( یکطرفه، تک فرستندهone-to-many:)( تلویزیونTV)( یادگیری غیر تعاملیNon-interactive learning)( به روز رسانی بانک اطالعاتیDatabase update)( انتشار اطالعاتInformation dispersal)( پچها و بروز رسانی های نرم افزارSoftware
updates/patches)( بیش از دو فرستنده بصورت تعاملیmany-to-
many :)( کنفرانس تلفنیTeleconference)( یادگیری تعاملیInteractive learning)
25
مسیریابی چندپخشی درخت پوشا یک چندپخشییک درخت
(spanning tree ) میباشد که فرستنده در ریشهو تمامی اعضای گروه را در بر میگیرد
26
درخت چند پخشیمثالی از کنفرانس تلفنی
Sender/SpeakerMulticast Group (S1,G) S1
Class DS1
R
IP Addresses: Class-fullgiven notion of “network”, let’s re-examine IP
addresses:“class-full” addressing:
0 Network Host
110 Network Host
A
10 Network HostB
C
D
class1.0.0.0 to126.255.255.255128.0.0.0 to191.255.255.255192.0.0.0 to223.255.255.255224.0.0.0 to239.255.255.255
32 bits
1110 multicast address
E 240.0.0.0 to247.255.255.25511110 experimentation
format range
N.N.N.H
N.N.H.H
N.H.H.H
28
درخت چندپخشی و آدرس دهی همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، برای آدرسهایIP پنج ک�الس ،
تعریف میشود. یک کالس مربوط به ترافیک چندپخشی میباشد “ تمامی اعضای یک گروه ازآدرسClass D که آدرس گ�روه است را به ”
اشتراک میگذارند یک ایستگاه انتهایی ممکن است میتواند عضو یک گروه شود
با استفاده از پیامهایIGMP: Internet Group Management Protocol روترها وضعیت عضویت هر یک از ایستگاه های انتهایی را به گروهها بصورت وضعیت نرم
(Soft-State نگهداری میکنند ) در حالتSoft-Stateوضعیت باید بصورت دوره ای به روز شود
0 Network Host
110 Network Host
A
10 Network HostB
C
D
class1.0.0.0 to126.255.255.255
128.0.0.0 to191.255.255.255
192.0.0.0 to223.255.255.255
224.0.0.0 to239.255.255.255
32 bits
1110 multicast address
E 240.0.0.0 to247.255.255.25511110 experimentation
format range
N.N.N.H
N.N.H.H
N.H.H.H
29
درخت چندپخشی
Sender/SpeakerMulticast Group (S2,G)
S2
Class DS2
R
چندین درخت: به ازای هر فرستنده یک درخت
30
هدایت چندپخشی، براساس فرستنده
R
G S1
S2
2,31,3
12
GroupAddress
SrcAddress
SrcInterface
DstInterface
S2 G
S1 G 1 2
3
2 1
3
top related