Vägval beslutstagande

Att välja och fastställa den bästa vägen till destination grundad i routing-tabellens information och växla till interfacet som är anslutet till den bästa vägen kallas för “Path determination“. Om det saknas routing information i routing tabellen kasserar router paketet och skickar ett ICMP meddelande till avsändaren.

När en router tar emot ett paket i form av ram kapslar routern av L2-header samt trailer för att söka efter destinationens IP adress. Med denna IP adress söker routern i sin routing tabell efter matchningar. Processen kan resultera i följande tre beslut:

  • Directly connected network – IP adressen tillhör till samma nätverk som routerns interface.
  • Remote network – avsändarens nätverk IP adress är inte samma som destinationens
  • No route determined – Om ingen matchning hittas i routing tabellen kasserar routern paketet ifall inte finns konfigurerat en default route. Dessutom skickar routern ett ICMP meddelande till avsändaren.

Beslutstagandeprocess

  1. Ett paket tas emot och det kapslas av
  2. Destinationsadressen läses av
  3. En väg till destinationen sökes i routing-tabellen
Bild 1: Routing beslutsprocess

Det är här som router har två alternativ för att hitta en väg till destinationen:

  1. Är destinationsadressen ansluten till ett av routerns interface?
    • Om ja, söker router i sitt ARP-cacheminnet efter mottagarens MAC adress. Om denna finns vidarebefordras paketet direkt till mottagare. Annars startas ARP för att få mottagarens MAC-adress.
    • Om inte, söker router efter en matchning bland avlägsna nätverk.
  2. Är destinationsadressen ett avlägset nätverk?
    • Om ja, söker router efter nästa router eller exit-interface. Paketet kapslas om och vidarebefordras.
    • Om inte, söker router efter en default väg (Gateway of last resort). Om router inte hittar en default väg tar router paketet bort.
Bild 2: Olika värde för Metric

Statisk och dynamisk routing

Routing information som routrar behöver för att dirigera nätverksdatatrafiken kan hanteras manuellt eller med särskilda protokoll. Med manuellt hantering menas att nätverksadministratörer programmerar routing-information in i routrarnas routing-tabell. Ändringar i nätverket genererar behovet av att uppdatera routing-information i routing-tabeller, vilket kan göras också manuellt så länge nätverket inte växer. Ett sådan arbetssätt kallas “statisk routing“.

Vid statisk routing programmeras allt routing-information manuellt, men när nätverket växer vill man helst använda ett eller flera routing-protokoll. Kommunikation routrar mellan hanteras automatiskt av ett routing-protokoll därmed routing-information programmeras in i routing-tabellerna i självständiga routing-processer. Varje router som har en aktualiserad routing-tabell vill gärna dela tabellen med andra routrar, detta kallas för routing-uppdateringar. Dessa uppdateringar sker regelbundet, hel automatiskt. Det är just detta som uppfattas som “dynamisk routing“.

Vissa routing-protokoll såsom RIP, använder antal hopp (hop-count) som metric, där antalet hopp representerar routrar mellan avsändare och destination. Andra routing protokoll såsom OSPF fastställer den kortaste vägen genom att undersöka bland annat bandbredden av länkarna (router till router).

Bild 2 illustrerar hur olika routing-protokoll använder Metric. PC1 skickar iväg ett paket till PC2 och det tas emot förs av Default gateway, R1. Denna router kapslar paketet av och läser av IP adresser. Därefter söker R1 i sin routing-tabell efter en matchning. Om flera alternativ väg (route) finns väljer R1 den bästa grundad just i Metric-värdet. R1 arbetar med routing-protokollet RIP därmed vägen via R3 är den bästa.

Om router R1 kör istället routing-protokoll OSPF väljer R1 vägen via R2 istället. Varför? OSPF har för metric-värde bandbredden som avgörande parameter.

Administrativa distanser

Det är möjligt att konfigurera en router med flera routingprotokoll och statiska route. Om detta inträffar kan routing-tabellen ha mer än en väg/route för samma destinationsnätverk. Om exempelvis både RIP och EIGRP är konfigurerade på en router kan båda routing-protokollerna hantera routing-information för samma destinationsnätverk. Varje routing-protokoll kan dock bestämma sig för en annan väg för att nå destinationen baserat på det routing-protokollets metric. RIP väljer en väg baserad på hopp-räkning, medan EIGRP väljer en sökväg baserad på dess sammansatta metric. När metric inte räcker till behövs andra värden.

Cisco IOS använder det så kallade administrativa distansen (AD) för att fastställa vilken route som ska installeras i IP-routing-tabellen. AD representerar “pålitligheten” av vägen; Ju lägre AD, desto mer pålitlig är en route. Till exempel statiska route som har en AD lika med 1 medan en EIGRP-route har en AD på 90. När det finns flera alternativa route till destinationen väljer router den bästa med hjälp av metric och AD.

Här nedan några AD:

  • 0 – Connected eller direkt anslutna nätverk (värdet visas inte)
  • 1 – static eller statiska som skapades manuellt av nätverksadministratören
  • 5 – EIGRP summary route eller en aggregerad route
  • 20 – External BGP som binder ihop stora nätverk
  • 90 – Internal EIGRP som är Ciscos routing-protokoll
  • 100 – IGRP som används inte längre, också Ciscos routing-protokoll
  • 110 – OSPF som används på de flesta nätverk
  • 115 – IS-IS
  • 120 – RIP
  • 170 – External EIGRP
  • 200 – Internal BGP

Lika kostnad och lastbalansering

Bild 4: Lastningsbalansering

När en router har flera vägar med samma kostnad (equal-cost metric) till en och samma destination, utför routern lastbalansering (Equal-Cost Load Balancing). Bild 2 illustrerar en lika-lastbalansering i den meningen att alla länkar mellan PC1 och PC2 är lika och det finns ingen skillnad att skicka ett paket till PC2 via R2 eller R4.

Det finns också möjligheten för lastbalansering även om vägar till destination har olika kostnader, något som kallas ojämnt lastbalansering (Unequal-Cost Load Balancing). EIGRP och IGRP är de enda protokoll som kan konfigureras för ojämnt lastbalansering.