Внешние и внутренние протоколы маршрутизации. Общая организация сети Internet

Интернет обладает не только организационной структурой, определяющей деление Интернета на сети различных поставщиков услуг (ISР). Интернет состоит также из автономных систем (AS).

Автономная система — это совокупность сетей под единым административным управлением, обеспечивающим общую для всех входящих в автономную систему маршрутизаторов политику маршрутизации. Обычно автономной системой управляет один поставщик услуг Интернета, самостоятельно выбирая, какие протоколы маршрутизации должны использоваться в некоторой автономной системе и каким образом между ними должно выполняться перераспределение маршрутной информации. Крупные поставщики услуг и корпорации могут представить свою составную сеть как набор нескольких автономных систем. Регистрация автономных систем происходит централизованно, как и регистрация IР-адресов и DNS-имен. Номер автономной системы состоит из 16 разрядов и никак не связан с префиксами IР-адресов сетей, входящих в нее. Он выделяется организацией, учредившей новую автономную систему, InterNIC.

В соответствии с этой концепцией Интернет выглядит как набор взаимосвязанных автономных систем (рис. 7.8), каждая из которых состоит из взаимосвязанных сетей (рис. 7.9).

Рис. 7.9. Организация автономной системы

Основная цель деления Интернета на автономные системы — обеспечение многоуровневого подхода к маршрутизации. До введения автономных систем предполагался двухуровневый подход — то есть сначала маршрут определялся как последовательность сетей, а затем вел непосредственно к заданному узлу в конечной сети.

С появлением автономных систем появляется третий, верхний, уровень маршрутизации — теперь сначала маршрут определяется как последовательность автономных систем, затем — как последовательность сетей, а уж затем ведет к конечному узлу.

В Интернет сохранилась старая терминология, в соответствии с которой маршрутизаторы называются шлюзами.

Автономные системы соединяются внешними шлюзами (маршрутизаторами). М ежду внешними маршрутизаторами AS разрешается использовать только один протокол маршрутизации, определяющий обмен маршрутной информацией между ними. Этот протокол не может быть произвольным. Он должен быть признан в данное время сообществом Интернета в качестве стандартного для внешних шлюзов. Такой протокол маршрутизации называется внешним шлюзовым протоколом (Exterior Gateway Protocol, EGP) и в настоящее время им является протокол BGP версии 4 (BGPv4). Все остальные протоколы (например, RIP, OSPF, IS-IS) являются внутренними шлюзовыми протоколами (Interior Gateway Protocols, IGP). Внутри автономной системы может использоваться любой внутренний протокол. Например, в одной OSPF, в другой RIP и т.д.

Внешний шлюзовой протокол отвечает за выбор маршрута между автономными системами. В качестве адреса следующего маршрутизатора указывается адрес точки входа в соседнюю автономную систему.

Внутренние шлюзовые протоколы отвечают за маршрут внутри автономной системы (через внутренние маршрутизаторы). В случае транзитной автономной системы эти протоколы указывают точную последовательность маршрутизаторов от точки входа в автономную систему до точки выхода из нее.

Автономные системы составляют магистраль Интернета. Концепция автономных систем скрывает от администраторов магистрали Интернета проблемы маршрутизации пакетов на более низком уровне — уровне сетей. Для администратора магистрали неважно, какие протоколы маршрутизации применяются внутри автономных систем и, как они изменяются, для него существует единственный протокол маршрутизации - BGPv4.

Кроме того, деление Internet на автономные системы способствует агрегированию (объединению) информации во внешних шлюзах. Внутренние шлюзы могут использовать для внутренней маршрутизации достаточно подробные графы связей между собой, чтобы выбрать наиболее рациональный маршрут. Однако, если такая детальная информация обо всех сетях автономных систем будет храниться во внешних маршрутизаторах, то их топологические базы данных так разрастутся, что потребуют наличия памяти гигантских размеров, а время принятия решений о маршрутизации станет неприемлемо большим. Поэтому детальная топологическая информация остается внутри автономной системы, а автономную систему как единое целое для остальной части Internet представляют внешние шлюзы, которые сообщают о внутреннем составе автономной системы минимально необходимые сведения — количество IP-сетей, их адреса и внутреннее расстояние до этих сетей от данного внешнего шлюза.

Техника бесклассовой маршрутизации CIDR может значительно сократить объёмы маршрутной информации, передаваемой между автономными системами. Так, если все сети внутри некоторой автономной системы начинаются с общего префикса, например 194.27.0.0/16, то внешний шлюз этой автономной системы должен делать объявления только об этом адресе, не сообщая отдельно о существовании внутри данной автономной системы, например, сети 194.27.32.0/19 или 194.27.40.0/21, так как эти адреса агрегируются в адрес 194. 27. 0. 0/16.