Чтение онлайн

Теперь можно перейти к обсуждению важного вопроса: как BGP-маршрутизаторы выбирают маршрут до адресата? Каждый BGP-маршрутизатор узнает этот маршрут от соединенного с ним маршрутизатора в соседней сети провайдера, а также от других пограничных маршрутизаторов (которые узнают другие возможные пути от своего соседнего маршрутизатора). Далее каждый маршрутизатор выбирает наилучший маршрут. В конечном итоге получается, что политику выбора маршрута определяет провайдер. Однако это слишком общее и не вполне удовлетворительное объяснение, так что мы опишем несколько возможных стратегий.

Первая стратегия заключается в том, что маршруты через одноранговые сети обладают большим приоритетом, чем транзитные маршруты. Первые бесплатны, вторые — нет. Существует еще один похожий вариант: наибольший приоритет присваивается маршрутам клиента. При этом трафик передается напрямую тому, кто за него платит.

Другая стратегия по умолчанию использует следующее правило: чем короче путь АС, тем он лучше. Это спорное утверждение, так как путь через три маленькие АС может быть короче, чем путь через одну большую. Но в среднем выбор кратчайших путей дает неплохие результаты, так что решение за вами.

Наконец, существует стратегия, согласно которой выбирается самый дешевый маршрут в сети провайдера. Пример ее реализации показан на илл. 5.69. Пакеты из A в C покидают AS1 через верхний маршрутизатор R1a. Пакет из B выходит через нижний маршрутизатор R1b. Это происходит, поскольку A и B выбирают наименее затратный способ выхода из AS1. А поскольку они расположены в разных частях сети провайдера, наилучшие пути для них различаются. То же самое происходит, когда пакеты проходят через AS2. На последнем участке AS3 должна переправить пакет из B по своей сети.

Эта стратегия называется ранним выходом (early exit), или методом «горячей картошки» (hot-potato routing). Интересно, что при такой маршрутизации пути обычно несимметричны. Рассмотрим маршрут пакета, переданного из C в B. Пакет сразу же выйдет из AS3 через верхний маршрутизатор. При переходе из AS2 в AS1 он останется наверху, а уже потом будет долго путешествовать внутри AS1. Это зеркальное отражение пути от B к C.

Из всего этого следует, что каждый BGP-маршрутизатор выбирает свой оптимальный путь из нескольких возможных. Но вопреки первоначальным ожиданиям, нельзя сказать, что BGP отвечает за маршруты между разными АС, а OSPF — за маршруты внутри одной АС. BGP и протокол внутреннего шлюза связаны более сложным образом. В частности, это значит, что BGP может найти наилучшую точку выхода за пределы сети провайдера. При этом выбор точки будет отличаться для разных уголков сети, как в случае метода «горячей картошки». Также это значит, что BGP-маршрутизаторы из разных частей одной АС могут использовать разные пути АС к одному и тому же получателю. Провайдер должен позаботиться о том, чтобы при такой свободе выбора маршруты были совместимы, — это вполне осуществимо на практике.

Все эти стратегии реализуются с помощью различных настроек и конфигураций протоколов. Важно понять основной принцип, позволяющий маршрутизатору выбрать один вариант из нескольких возможных. Выбор маршрута осуществляется следующим образом.

1. Выбрать маршрут с наибольшим значением локального приоритета.

2. Выбрать маршрут с наименьшей длиной пути АС.

3. Выбрать маршруты, полученные через внешние подключения (с помощью протокола eBGP), а не через внутренние (с помощью протокола iBGP).

4. Среди маршрутов, полученных от одной и той же соседней АС, выбрать маршрут с наименьшим значением атрибута MED (multiple exit discriminator — дискриминатор множественного выхода).

5. Выбрать маршруты с наименьшей стоимостью пути IGP к IP-адресу следующего транзитного участка в BGP-маршруте (в качестве которого обычно выступает IP-адрес пограничного маршрутизатора).

Эти шаги выполняются последовательно до тех пор, пока не останется один маршрут для каждого IP-префикса. Маршрутизатор делает это для каждого IP-префикса, указанного в его таблице маршрутизации. Хотя этот процесс кажется длинным и запутанным, в действительности он достаточно прост. Значение локального предпочтения (local preference) для каждого маршрута устанавливается оператором LAN и остается внутренним для этой АС. Оно имеет наивысший приоритет среди правил маршрутизации, что позволяет оператору реализовать упомянутые выше способы приоритизации (например, выбрать маршрут от клиента вместо пути без взаиморасчетов). Остальные правила служат главным образом для выбора коротких маршрутов и реализации «раннего выхода». В последнем случае выбираются маршруты от внешней АС вместо полученных от внутреннего маршрутизатора. Той же цели служит и выбор маршрутов с наименьшей стоимостью пути IGP к пограничному маршрутизатору.

Как это ни удивительно, мы лишь слегка коснулись вопроса использования BGP. Для более подробной информации см. спецификацию BGP версии 4 в RFC 427 и другие RFC. Но помните, что большинство трудностей касаются политики маршрутизации, о которой не говорится в спецификации этого протокола.

Регулирование междоменного трафика

Как уже говорилось в этой главе, операторам сетей часто приходится настраивать параметры и конфигурацию сетевых протоколов для управления загруженностью сети и недопущения перегрузок. Такие методы регулирования трафика широко применяются при использовании BGP. Оператор контролирует выбор маршрутов протоколом, чтобы управлять поступлением трафика в сеть или его выходом из сети. В первом случае процесс называется регулированием входящего трафика (inbound traffic engineering), во втором — регулированием исходящего трафика (outbound traffic engineering).

Наиболее распространенный способ регулирования входящего трафика сводится к тому, чтобы корректировать то, как маршрутизаторы устанавливают атрибут локального приоритета для отдельных маршрутов. Например, можно присвоить более высокое значение приоритета всем маршрутам, полученным от АС конкретного клиента. Таким образом оператор гарантирует, что при наличии возможности всегда будет выбираться один из них, а не, скажем, транзитный маршрут. Регулирование исходящего трафика — более сложный процесс, поскольку протокол BGP не позволяет одной АС сообщать другой о том, как выбирать маршруты (именно поэтому они и называются автономными). Но оператор может отправлять маршрутизаторам соседних сетей косвенные сигналы, чтобы контролировать, как они выбирают маршруты. Один из распространенных способов — искусственно увеличить длину пути АС путем многократного повторения собственной АС сети в объявлении маршрута, то есть произвести префиксацию пути АС (AS path prepending). Другой подход — использовать самый длинный совпадающий префикс, просто разбив его на несколько мелких (более длинных) префиксов так, чтобы восходящие маршрутизаторы предпочитали маршруты с такими префиксами. Например, маршрут для префикса /20 можно разбить на маршруты для двух префиксов /21, четырех префиксов /22 и т.д. Этот подход, однако, приводит к некоторым затратам, поскольку таблицы маршрутизации разрастаются, а при превышении определенного порога их размера маршрутизаторы начинают фильтровать объявления маршрутов.

5.7.8. Многоадресная интернет-рассылка

Обычно IP-связь устанавливается между одним отправителем и одним получателем. Но для некоторых приложений полезна возможность отправки сообщения одновременно большому количеству получателей. Это может быть спортивная трансляция для множества зрителей, рассылка программных обновлений для пула реплицируемых серверов и цифровые телеконференции с участием нескольких собеседников.

IP поддерживает многоадресную рассылку при использовании адресов класса D. Каждый такой адрес соответствует группе хостов. Для обозначения номера группы может быть использовано 28 бит, то есть одновременно могут существовать 250 млн групп. Когда процесс отправляет пакет по адресу класса D, протокол прилагает максимальные усилия по его доставке всем членам группы, но не дает гарантий. Некоторые хосты могут не получить пакет.

Диапазон IP-адресов 224.0.0.0/24 зарезервирован для многоадресной рассылки в локальной сети. В таком случае протокол маршрутизации не требуется. Пакеты передаются всей LAN с помощью широковещания с указанием группового адреса. Все хосты сети получают пакет, но обрабатывают его только члены группы. За пределы LAN пакет не передается. Вот некоторые примеры групповых адресов:

224.0.0.1 — все системы LAN;

224.0.0.2 — все маршрутизаторы LAN;

224.0.0.5 — все OSPF-маршрутизаторы LAN;

224.0.0.251 — все DNS-серверы LAN.

В других случаях члены группы могут располагаться в разных сетях. Тогда протокол маршрутизации необходим. Но для начала маршрутизаторы, передающие многоадресные сообщения, должны знать, какие хосты входят в группу. Процесс может попросить свой хост присоединиться к какой-либо группе или покинуть ее. Каждый хост следит за тем, в какие группы входят его процессы в текущий момент. Когда последний процесс хоста покидает группу, хост больше не является ее участником. Примерно раз в минуту каждый многоадресный маршрутизатор рассылает пакет с запросом на все хосты своей LAN (естественно, по локальному групповому адресу 224.0.0.1) с просьбой сообщить о группах, к которым они принадлежат в данный момент. Многоадресные маршрутизаторы не обязаны находиться там же, где обычные. Каждый хост отсылает обратно ответы для всех интересующих его адресов класса D. Эти пакеты запросов и ответов используются протоколом управления группами в интернете (Internet Group Management Protocol, IGMP). Он описан в RFC 3376.