stringtranslate.com

Плоскость управления

В сетевой маршрутизации плоскость управления является частью архитектуры маршрутизатора , которая связана с установлением топологии сети или информацией в таблице маршрутизации , которая определяет, что делать с входящими пакетами . Функции плоскости управления, такие как участие в протоколах маршрутизации , выполняются в элементе управления архитектурой. [1] В большинстве случаев таблица маршрутизации содержит список адресов назначения и исходящих интерфейсов, связанных с каждым из них. Логика плоскости управления также может идентифицировать определенные пакеты, которые следует отбросить, а также преимущественную обработку определенных пакетов, для которых высокое качество обслуживания определяется такими механизмами, как дифференцированные услуги .

В зависимости от конкретной реализации маршрутизатора может существовать отдельная база данных пересылки , которая заполняется плоскостью управления, но используется плоскостью высокоскоростной пересылки для поиска пакетов и принятия решения о том, как их обрабатывать.

В вычислительной технике плоскость управления — это часть программного обеспечения, которая настраивает и отключает плоскость данных. [2] Напротив, плоскость данных — это часть программного обеспечения, которая обрабатывает запросы данных. [3] Плоскость данных также иногда называют плоскостью пересылки.

Это различие оказалось полезным в области сетевых технологий, где оно возникло, поскольку оно разделяет проблемы: плоскость данных оптимизирована для скорости обработки, простоты и регулярности. Плоскость управления оптимизирована для настраиваемости, обработки политик, обработки исключительных ситуаций и в целом для облегчения и упрощения обработки плоскости данных. [4] [5]

Концептуальное разделение плоскости данных и плоскости управления проводилось годами. [6] Ранним примером является Unix , где основными файловыми операциями являются открытие, закрытие для плоскости управления и чтение и запись для плоскости данных. [7]

Создание таблицы маршрутизации одноадресной рассылки

Основная функция плоскости управления — принятие решения о том, какие маршруты попадают в основную таблицу маршрутизации. «Основная» относится к таблице, которая содержит активные одноадресные маршруты. Многоадресная маршрутизация может потребовать дополнительной таблицы маршрутизации для многоадресных маршрутов. Несколько протоколов маршрутизации, например IS-IS , OSPF и BGP, поддерживают внутренние базы данных маршрутов-кандидатов, которые продвигаются при сбое маршрута или при изменении политики маршрутизации.

Несколько различных источников информации могут предоставлять информацию о маршруте к заданному пункту назначения, но маршрутизатор должен выбрать "лучший" маршрут для установки в таблицу маршрутизации. В некоторых случаях может быть несколько маршрутов одинакового "качества", и маршрутизатор может установить их все и распределить нагрузку между ними.

Источники маршрутной информации

Существует три основных источника информации о маршрутизации:

Информация о локальном интерфейсе

Маршрутизаторы пересылают трафик, который поступает на входной интерфейс и покидает выходной интерфейс, в соответствии с фильтрацией и другими локальными правилами. Хотя маршрутизаторы обычно пересылают с одного физического интерфейса (например, Ethernet , последовательный ) на другой физический интерфейс, также возможно определить несколько логических интерфейсов на физическом интерфейсе. Например, физический интерфейс Ethernet может иметь логические интерфейсы в нескольких виртуальных локальных сетях, определенных заголовками IEEE 802.1Q VLAN .

Когда интерфейс имеет адрес, настроенный в подсети , например 192.0.2.1 в подсети 192.0.2.0/24 (т. е. маска подсети 255.255.255.0), и этот интерфейс считается маршрутизатором "включенным", маршрутизатор, таким образом, имеет напрямую подключенный маршрут к 192.0.2.0/24. Если протокол маршрутизации предложил маршрут другого маршрутизатора к той же подсети, программное обеспечение установки таблицы маршрутизации обычно игнорирует динамический маршрут и предпочитает напрямую подключенный маршрут.

На маршрутизаторе также могут быть программные интерфейсы, которые он обрабатывает так, как будто они подключены локально. Например, большинство реализаций имеют "нулевой" программный интерфейс. Пакеты, имеющие этот интерфейс в качестве следующего перехода, будут отброшены, что может быть очень эффективным способом фильтрации трафика. Маршрутизаторы обычно могут маршрутизировать трафик быстрее, чем они могут его исследовать и сравнивать с фильтрами, поэтому, если критерием отбрасывания является адрес назначения пакета, "черная дыра" трафика будет более эффективной, чем явные фильтры.

Другие программно-определяемые интерфейсы, которые рассматриваются как напрямую подключенные, пока они активны, являются интерфейсами, связанными с протоколами туннелирования, такими как Generic Routing Encapsulation (GRE) или Multiprotocol Label Switching (MPLS). Интерфейсы обратной связи являются виртуальными интерфейсами, которые считаются напрямую подключенными интерфейсами.

Статические маршруты

Правила конфигурации маршрутизатора могут содержать статические маршруты. Статический маршрут как минимум имеет адрес назначения, длину префикса или маску подсети и определение, куда отправлять пакеты для маршрута. Это определение может ссылаться на локальный интерфейс на маршрутизаторе или адрес следующего перехода, который может находиться на дальнем конце подсети, к которой подключен маршрутизатор. Адрес следующего перехода также может находиться в подсети, которая подключена напрямую, и, прежде чем маршрутизатор сможет определить, можно ли использовать статический маршрут, он должен выполнить рекурсивный поиск адреса следующего перехода в локальной таблице маршрутизации. Если адрес следующего перехода доступен, статический маршрут доступен, но если следующий переход недоступен, маршрут игнорируется.

Статические маршруты также могут иметь факторы предпочтения, используемые для выбора лучшего статического маршрута к тому же месту назначения. Одно из приложений называется плавающим статическим маршрутом , где статический маршрут менее предпочтителен, чем маршрут из любого протокола маршрутизации. Статический маршрут, который может использовать коммутируемое соединение или другую медленную среду, активируется только тогда, когда протокол(ы) динамической маршрутизации не могут предоставить маршрут к месту назначения.

Статические маршруты, которые более предпочтительны, чем любой динамический маршрут, также могут быть очень полезны, особенно при использовании принципов проектирования трафика, чтобы заставить определенный трафик проходить по определенному пути с заданным качеством обслуживания.

Протоколы динамической маршрутизации

См. протоколы маршрутизации . Менеджер таблицы маршрутизации, в соответствии с правилами реализации и конфигурации, может выбрать определенный маршрут или маршруты из тех, которые объявлены различными протоколами маршрутизации.

Установка одноадресных маршрутов

Различные реализации имеют различные наборы предпочтений для маршрутной информации, и они не стандартизированы среди IP-маршрутизаторов. Справедливо будет сказать, что подсети на напрямую подключенных активных интерфейсах всегда являются предпочтительными. Однако за пределами этого будут различия.

Обычно у реализаторов есть численное предпочтение, которое Cisco называет «административным расстоянием», для выбора маршрута. Чем ниже предпочтение, тем более желателен маршрут. Реализация Cisco IOS [8] делает внешний BGP наиболее предпочтительным источником информации о динамической маршрутизации, в то время как Nortel RS [9] делает внутризонный OSPF наиболее предпочтительным.

Общий порядок выбора маршрутов для установки следующий:

  1. Если маршрут отсутствует в таблице маршрутизации, установите его.
  2. Если маршрут «более специфичен», чем существующий маршрут, установите его в дополнение к существующим маршрутам. «Более специфичен» означает, что у него более длинный префикс. Маршрут /28 с маской подсети 255.255.255.240 более специфичен, чем маршрут /24 с маской подсети 255.255.255.0.
  3. Если маршрут имеет такую ​​же специфичность, что и маршрут, уже имеющийся в таблице маршрутизации, но исходит из более предпочтительного источника информации о маршрутизации, замените маршрут в таблице.
  4. Если маршрут имеет ту же специфичность, что и маршрут в таблице маршрутизации, но исходит из источника с тем же предпочтением,
    1. Отменить, если маршрут имеет более высокую метрику, чем существующий маршрут.
    2. Замените существующий маршрут, если новый маршрут имеет более низкую метрику.
    3. Если маршруты имеют одинаковую метрику и маршрутизатор поддерживает распределение нагрузки, добавьте новый маршрут и назначьте его частью группы распределения нагрузки. Обычно реализации поддерживают максимальное количество маршрутов, которые распределяют нагрузку на один и тот же пункт назначения. Если этот максимум уже есть в таблице, новый маршрут обычно отбрасывается.

Таблица маршрутизации и база данных пересылки информации

Подробнее см . в плоскости пересылки , но каждая реализация имеет свои собственные средства обновления базы данных пересылки (FIB) с новыми маршрутами, установленными в таблице маршрутизации. Если FIB находится во взаимно-однозначном соответствии с RIB, новый маршрут устанавливается в FIB после того, как он находится в RIB. Если FIB меньше RIB и FIB использует хэш-таблицу или другую структуру данных, которую сложно обновить, существующая FIB может быть признана недействительной и заменена новой, вычисленной из обновленной RIB.

Таблицы маршрутизации многоадресной рассылки

Многоадресная маршрутизация строится на одноадресной маршрутизации. Каждая многоадресная группа, к которой локальный маршрутизатор может осуществлять маршрутизацию, имеет запись в таблице многоадресной маршрутизации со следующим переходом для группы, а не для конкретного пункта назначения, как в одноадресной маршрутизации.

Могут существовать статические маршруты многоадресной рассылки, а также изучение динамических маршрутов многоадресной рассылки из протокола, например, Protocol Independent Multicast (PIM).

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Структура разделения элементов пересылки и управления (ForCES), RFC 3746, Сетевая рабочая группа, апрель 2004 г.
  2. ^ До, Труонг-Сюань; Ким, Юнган (2017-06-01). «Архитектура разделения плоскости управления и данных для поддержки многоадресных слушателей через распределенное управление мобильностью». ICT Express . Специальный выпуск по патентам, стандартизации и открытым проблемам в практике ИКТ. 3 (2): 90–95. doi : 10.1016/j.icte.2017.06.001 . ISSN  2405-9595.
  3. ^ Конран, Мэтт (25.02.2019). "Именованные сети передачи данных: плоскость пересылки с отслеживанием состояния для доставки датаграмм". Network World . Получено 14.10.2019 .
  4. ^ Ся, Вэньфэн; Вэнь, Йогганг; Хэн Фо, Чуан; Ниято, Дусит; Се, Хайюн (2015). «Опрос по программно-конфигурируемым сетям». Опросы и учебные пособия IEEE по коммуникациям . 17 (1): 27–46. дои : 10.1109/COMST.2014.2330903 . S2CID  4269723.
  5. ^ Ахмад, Иджаз; Намаль, Сунет; Илиантила, Мика; Гуртов, Андрей (2015). «Безопасность в программно-определяемых сетях: обзор» (PDF) . Обзоры и руководства IEEE по коммуникациям . 17 (4): 2317–2342. doi :10.1109/COMST.2015.2474118. S2CID  2138863.
  6. ^ До, Труонг-Сюань; Ким, Юнган (2017-06-01). «Архитектура разделения плоскости управления и данных для поддержки многоадресных слушателей через распределенное управление мобильностью». ICT Express . Специальный выпуск по патентам, стандартизации и открытым проблемам в практике ИКТ. 3 (2): 90–95. doi : 10.1016/j.icte.2017.06.001 . ISSN  2405-9595.
  7. ^ Бах, Морис Дж. (1986). Проектирование операционной системы Unix . Prentice-Hall. Bibcode :1986duos.book.....B.
  8. ^ Настройка независимых от протокола функций маршрутизации IP, Cisco Systems, июль 2006 г.
  9. ^ Маршрутизирующий коммутатор Nortel Ethernet 8600. Настройка операций маршрутизации IP, Nortel Networks, январь 2007 г.