Det föregående avsnittet behandlade hur en router skapar sin routing-tabell. Precis som med IP-adressering kan routing vara antingen statisk eller dynamisk. Men vilken typ ska du använda?
Svaret är: båda! Statisk och dynamisk routing utesluter inte varandra, utan de flesta nätverk använder en kombination av dynamiska routing-protokoll och statiska rutter.
Statiska Rutter
Statiska rutter används ofta i följande scenarier:
- Som en default route för att vidarebefordra paket till en tjänsteleverantör.
- För rutter utanför routing-domänen som inte lärs in av ett dynamiskt routing-protokoll.
- När nätverksadministratören vill definiera vägen till ett specifikt nätverk manuellt.
- För routing mellan stub-nätverk.
Statiska rutter är användbara i mindre nätverk med endast en väg till ett externt nätverk. De ger också ökad säkerhet i större nätverk för vissa typer av trafik eller länkar till andra nätverk som kräver mer kontroll.
Dynamiska Routing-protokoll
Dynamiska routing-protokoll förenklar arbetet för nätverksadministratören genom att automatisera den tidskrävande uppgiften att konfigurera och underhålla statiska rutter. De är särskilt användbara i större nätverk med fler än bara ett fåtal routrar. Tack vare sin skalbarhet kan dynamiska routing-protokoll automatiskt hitta nya och bättre vägar om nätverkets topologi förändras.
Dynamiska routing-protokoll används ofta i följande scenarier:
- I nätverk som består av mer än några få routrar.
- När en förändring i nätverkets topologi kräver att nätverket automatiskt hittar en ny väg.
- För att uppnå skalbarhet. När nätverket växer lär sig det dynamiska routing-protokollet automatiskt om nya nätverk.
Jämförelse mellan Dynamisk och Statisk Routing
Tabellen nedan visar skillnaderna mellan dynamisk och statisk routing:
| Funktion | Dynamisk Routing | Statisk Routing |
|---|---|---|
| Konfigurationskomplexitet | Oberoende av nätverkets storlek | Ökar med nätverkets storlek |
| Topologiförändringar | Anpassar sig automatiskt | Kräver administratörens ingripande |
| Skalbarhet | Passar för enkla till komplexa topologier | Passar för enkla topologier |
| Säkerhet | Säkerhet måste konfigureras | Säkerhet är inbyggd |
| Resursanvändning | Använder CPU, minne och länkbredband | Kräver inga extra resurser |
| Vägförutsägbarhet | Beror på topologin och routingprotokollet | Definieras explicit av administratören |
Dynamiska Routing-protokolls Utveckling
Dynamiska routingprotokoll har använts sedan slutet av 1980-talet. Ett av de första protokollen var RIP, vars första version, RIPv1, släpptes 1988. Algoritmerna bakom RIPv1 användes dock redan 1969 i ARPANET.
När nätverk blev större och mer komplexa utvecklades nya protokoll för att möta behoven:
- RIPv2 uppdaterades för att stödja växande nätverk, men saknar fortfarande kapacitet för riktigt stora nätverk.
- OSPF och IS-IS skapades för att hantera större och mer avancerade nätverksmiljöer.
- IGRP och senare EIGRP utvecklades av Cisco för att ge bättre skalbarhet i stora nätverk.
För att koppla samman olika organisationers nätverk utvecklades BGP (Border Gateway Protocol), som ersatte det äldre protokollet EGP (Exterior Gateway Protocol). BGP används av internetleverantörer och företag för att utbyta routing-information och möjliggöra kommunikation över internet.
Stöd för IPv6-kommunikation
För att stödja IPv6-kommunikation har nyare versioner av IP routing-protokollen utvecklats, som visas i raden för IPv6 i tabellen nedan.
Routingprotokoll för IPv4 och IPv6
| Interior Gateway Protocols | Exterior Gateway Protocols |
|---|---|
| Distance Vector | Link-State |
| IPv4 | RIPv2 |
| IPv6 | RIPng |
Koncept för Dynamiska Routingprotokoll
Ett routing-protokoll är en uppsättning processer, algoritmer och meddelanden som används för att utbyta routing-information och fylla routing-tabellen med de bästa vägarna. Syftet med dynamiska routing-protokoll inkluderar följande:
- Upptäckt av avlägsna nätverk (remote network).
- Hantering av routing-informationen uppdaterad.
- Val av bästa väg till destinations nätverk.
- Möjlighet att hitta en ny bästa väg om den aktuella vägen inte längre är tillgänglig.
Komponenter i Dynamiska Routingprotokoll
De viktigaste komponenterna i dynamiska routing-protokoll är:
- Datastrukturer
- Routing-protokoll använder tabeller eller databaser för sina operationer.
- Denna information lagras i RAM-minnet.
- Routingprotokollmeddelanden
- Används för att upptäcka grannroutrar, utbyta routinginformation och utföra andra uppgifter för att lära sig och underhålla korrekt nätverksinformation.
- Algoritmer
- Algoritmer är en uppsättning steg som används för att utföra en uppgift.
- Routingprotokoll använder algoritmer för att underlätta routinginformation och avgöra den bästa vägen.
Dynamiska Routingprotokolls Funktion
Routingprotokoll gör det möjligt för routrar att automatiskt dela information om fjärrnätverk och lägga till denna information i sina routingtabeller. När en router får en uppdatering, skickas den vidare till andra routrar i nätverket.
Exempel:
Bilden nedan visar tre routrar (R1, R2 och R3) som är anslutna i en triangel. Bilden illustrerar hur en uppdatering från en router delas med de andra, vilket gör att routrarna kan lära sig om andra externa nätverk.
Routing-protokoll avgör den bästa vägen, eller rutten, till varje nätverk. Denna rutt registreras sedan till routing-tabellen. Rutten installeras i routing-tabellen om det inte finns en annan routing-information med en lägre administrativ distans (AD).
En av de främsta fördelarna med dynamiska routing-protokoll är att routrar utbyter routing-information vid topologi-förändringar. Detta utbyte gör det möjligt för routrar att automatiskt lära sig om nya nätverk och hitta alternativa vägar om en länk till ett befintligt nätverk bryts.
Bästa Vägen
Innan en väg läggs till i routing-tabellen måste det dynamiska routing-protokollet bestämma vilken som är den bästa vägen till ett avlägset nätverk (remote network). Detta innebär att jämföra flera möjliga vägar och välja den som är kortast eller mest optimal. Om det finns flera vägar till samma nätverk använder varje väg ett annat utgångs interface på routern.
Routing-protokollet väljer den bästa vägen baserat på en metrik, ett numeriskt värde som mäter avståndet till nätverket. Den väg med lägst metrik anses vara bäst och används i routing-tabellen.
Routing-protokoll och Metriker
Dynamiska routing-protokoll använder sina egna regler och metriker för att skapa och uppdatera routing-tabeller. En algoritm beräknar metriken för varje väg i nätverket. Metriken kan baseras på en eller flera egenskaper hos vägen, och vissa protokoll kombinerar flera metriker till ett enda värde för att välja den bästa vägen.
Nedan listas vanliga dynamiska routing-protokoll och deras metriker:
| Routingprotokoll | Metrik |
|---|---|
| Routing Information Protocol (RIP) | Metriken är ”hop count”. Varje router längs en väg lägger till ett hopp till räkningen. Maximalt 15 hopp är tillåtna. |
| Open Shortest Path First (OSPF) | Metriken är ”kostnad”, baserat på den kumulativa bandbredden från källan till destinationen. Snabbare länkar har lägre kostnader jämfört med långsammare länkar. |
| Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) | Beräknar metriken baserat på den långsammaste bandbredden och fördröjningsvärden. Kan också inkludera last och tillförlitlighet i beräkningen. |
Den bästa vägen är den med lägst metrik. Varje dynamiskt routing-protokoll har sina egna sätt att beräkna metrik, vilket gör att det kan välja den mest effektiva vägen baserat på nätverkets behov och protokollets regler.
Bilden illustrerar två olika routingprotokoll och deras metriker: antingen antalet hopp (dvs. routrar som paketen passerar) eller bandbredden, där den snabbaste länken prioriteras.
Lastbalansering
Om en routing-tabell har två eller fler vägar med samma metrik till samma destinationsnätverk, använder routern alla vägar lika mycket. Detta kallas lastbalansering med lika kostnad. Routing-tabellen visar destinationsnätverket med flera utgångsinterface, ett för varje väg med samma kostnad. Paketen skickas jämnt över dessa gränssnitt.
Bilden visar hur lastbalansering med lika kostnad fungerar.
Observera:
- Dynamiska routing-protokoll aktiverar automatiskt lastbalansering med lika kostnad.
- För statiska rutter sker det om flera rutter pekar mot samma destination via olika nästa-hop-routrar.
- Rätt konfigurerad kan lastbalansering öka nätverkets prestanda och effektivitet.
- Endast EIGRP stödjer lastbalansering med olika kostnader.