75
Садржај 1. У В О Д..................................................... 3 1.1 Циљ рада......................................................3 1.2 Кратак опис дипломског рада...................................3 2. Рачунарске мреже, развој и појам............................4 2.1 Појам Интернета...............................................4 2.2 Развој рачунарских мрежа......................................4 2.3 Појам рачунарских мрежа.......................................5 2.4 Хијерархија рачунарских мрежа.................................6 2.4.1 Подела према величини покривања:..................................6 2.4.2 Подела према праву приступа:......................................6 2.4.3 Подела према начину преноса:......................................6 2.4.4 Подела према топологији:..........................................6 3. Принципи рутирања.......................................... 11 3.1 OSI Модел....................................................11 3.2 TCP/IP протоколи.............................................12 3.3 Типични мрежни уређаји.......................................13 3.4 Хибридни мрежни узеђаји......................................19 3.5 Врсте протокола за рутирање..................................23 3.5.1 Карактеристике протокола рутирања................................27 3.5.2 Вектор удаљености................................................27 3.5.3 Стање линка...................................................... 27 4. Алгоритми за рутирање...................................... 29 4.1 LSА алгоритми................................................30 4.2 DVА алгоритми................................................33 4.3 Хијерархијско рутирање.........................................41 5. Примена рутирања........................................... 44 5.1 Табеле рутирања код OS MS Windows............................44 5.2 Табеле рутирања код OS UNIX..................................46 6. PING, TRACE ROUTE.......................................... 48 6.1 Ping...........................................................48 6.2 Trace Route (праћење путање)...................................49

Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

  • Upload
    lola

  • View
    773

  • Download
    9

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Садржај

1. У В О Д...................................................................................................................................3

1.1 Циљ рада......................................................................................................................................3

1.2 Кратак опис дипломског рада...................................................................................................3

2. Рачунарске мреже, развој и појам........................................................................................4

2.1 Појам Интернета.........................................................................................................................4

2.2 Развој рачунарских мрежа.........................................................................................................4

2.3 Појам рачунарских мрежа.........................................................................................................5

2.4 Хијерархија рачунарских мрежа...............................................................................................6

2.4.1 Подела према величини покривања:...................................................................................................6

2.4.2 Подела према праву приступа:............................................................................................................6

2.4.3 Подела према начину преноса:............................................................................................................6

2.4.4 Подела према топологији:....................................................................................................................6

3. Принципи рутирања............................................................................................................11

3.1 OSI Модел.................................................................................................................................11

3.2 TCP/IP протоколи.....................................................................................................................12

3.3 Типични мрежни уређаји.........................................................................................................13

3.4 Хибридни мрежни узеђаји.......................................................................................................19

3.5 Врсте протокола за рутирање..................................................................................................23

3.5.1 Карактеристике протокола рутирања...............................................................................................27

3.5.2 Вектор удаљености.............................................................................................................................27

3.5.3 Стање линка.........................................................................................................................................27

4. Алгоритми за рутирање.......................................................................................................29

4.1 LSА алгоритми..........................................................................................................................30

4.2 DVА алгоритми........................................................................................................................33

4.3 Хијерархијско рутирање.................................................................................................................41

5. Примена рутирања...............................................................................................................44

5.1 Табеле рутирања код OS MS Windows...................................................................................44

5.2 Табеле рутирања код OS UNIX...............................................................................................46

6. PING, TRACE ROUTE.........................................................................................................48

6.1 Ping....................................................................................................................................................48

6.2 Trace Route (праћење путање)........................................................................................................49

Закључак.......................................................................................................................................53

Литература....................................................................................................................................54

Списак слика................................................................................................................................55

Списак скраћеница......................................................................................................................57

Page 2: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

1.1. У В О ДУ В О Д

1.1 Циљ рада

Циљ овог рада је истраживање доприноса алгоритама за рутирање у савременим рачунарским мрежама, и њихове примене. На завршетку овог рада могу се очекивати следећи резултати:

Обједињена методолошка начела примене алгоритама. Систематски прописана начела којих се треба придржавати приликом

пројектовања рачунарске мреже и одабира алгоритма за рутирање. Попис избора алгоритама за рутирање и њихова упоредна карактеристика. Софтверска имплементација алгоритама дата преко графичког приказа, начина

на који тај алгоритам ради.

1.2 Кратак опис дипломског рада

Дипломски рад се састоји од шест поглавља.

У првом поглављу је уводни део. У другом поглављу дат је кратак историјат појављивања рачунарских мрежа,

појам рачунарских мрежа и сам појам Интернет. У трећем поглављу описани су принципи рутирања. Дат опис OSI модела и

мрежних уређаја, као и протокола за рутирање. У четвртом поглављу обрађени су алгоритми за рутирање и дата је упоредна

карактеристика. У петом поглављу дат је приказ примене рутирања у оперативним системима

MS Windows и UNIX. У шестом поглављу обрађена су два програма Ping и Trace Route.

Page 3: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

2.2. Рачунарске мреже, развој и појамРачунарске мреже, развој и појам

2.1 Појам Интернета

Интернет је глобална рачунарска мрежа. Пре свега, појам интернет значи мрежа унутар мреже, или интернконекција између више рачунара. Структурно постоје мале мреже које се међусобно везују, и тиме чине ову структуру. Интернет се све више назива глобалном мрежом информација (велика интернационална-глобална база података). Број рачунара на Интернету се тренутно процењује на око 150.000.000. Количина информација коју ти сервери поседују је огромна, и тешко је проценити и приказати реално колика је она заиста.

Интернет (мало слово и) означава две или више рачунарских мрежа међусобно спојених и уређених, али тако да су подскуп Интернета или су засебне рачунарске мреже мање од Интернета.

2.2 Развој рачунарских мрежа

У причи о рачунарским мрежама, њиховом пројектовању, имплементирању, коришћењу не можемо а да не поменемо пар кључних историјских тренутака и појмова. То су моменти када су се десиле прекретнице у развоју рачунарских мрежа.

Прва комуникација између рачунских машина је изведена 1940. године. Тада је George Stibitz помоћу ТТY, односно теле-машине за куцање, послао низ инструкција са машине Model K из Darthmouth универзитета у New Hampshireu на Complex Number Calculator у New Yorku, и истим путем преузео резултат обраде. Тек су 1964. године, истраживачи са Darthmouth универзитета направили “главну” машину са временским дељеним и прикљученим терминалима. У основи терминали су се користили само у функцији интерфејса са корисником а не за обраду.

Године 1961. др Леонард Клајнрок на универзитету MIT објавио је рад о packet-swiching технологији.

Године 1969. Универзитет Калифорнија у Лос Анђелесу, SRI у Стандфорду, Универзитет Калифорнија у Санта Барбари и Универзитет Utaha су међусобно повезани ARAPNet мрежом. Мрежа је користила дигитална мрежна кола и радила је брзином од 50 kbit/s. ARAPNet је у ствари претеча данашњег Интернета.

Прва размена података по овој мрежи је била између mainframe рачунара у UCLA и mainframe рачунара у SRI. На покушај логовања UCLA истраживача на SRI куцајући “log win” оперативни систем рачунара у UCLA је пао код слова “g”.

Током седамдесетих година појављују се мање рачунарске мреже, такозване Local Area Network - LAN. године. Иако доста ограничене биле су довољно брзе за коректну пословну примену. У то време су постојала два протокола, ARCNET и много познатији Ethernet.

Први бежични LAN је направљен 1971. године на Хавајима. Назив тог истраживачког пројекта је ALOHAnet. Тада су научници Универзитета Хаваји направили звездасту би-

Page 4: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

дирекциону бежичну локалну мрежу и у њу повезали седам mainframe рачунара покривајући тако четири Хавајска острва. Разлог покретања пројекта јесте избегавање закупљивања, у то време скупих, телефонских линија. Рачунари су комуницирали са централним рачунаром смештеном на Oahu острву користећи радио везу уместо телефонске линије.Тих година је ARAPNet пројекат истраживања рачунарских мрежа издвојен из војног експеримента и постао јавни истраживачки пројект.

Првог јануара 1983. године створен је Интернет. Тада је Амерички National Science Fondation (NSF) пустио у рад универзитетску мрежу која ће касније постати NSFNet. Зато ће 1983. година бити прозвана година LAN-а. Брз развој Интернета је потмогла могућност коришћења већ постојећих мрежа и комуникација за интернет протоколе.

Те исте, 1983. године, тадашња мрежа NSFNet је прешла са NCP-a (Network Control Protocol) на TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), а то је прелазак на технологију која се и данас користи.

Прво представљање јавности Интернета је дошло у 90-тим годинама. У аугусту 1991. на CERN-у у Швајцарској је представљен World Wide Web пројект, HTTP протокол те прва web страница коју је демонстрирао Tim Berners-Lee коју је започео стварање HTML-а.

Национални Центар за Supercomputing Applications је објавио Mosaic web, а 1994. године се повећава интерес јавности за Интернет који је до тада био искључиво академско/техничке природе.

Примена рачунарских мрежа а посебно Интернета је све распрострањенија. Деведесетих година у мрежи свих мрежа се интегрише већина тадашњих постојећих јавних рачунарских мрежа. До јануара 2006. преко милијарду људи користи Интернет у читавом свету.

2.3 Појам рачунарских мрежа

У време прве две декаде постојања рачунарски системи били су високо централизовани, обично у оквиру једне велике просторије. Средње компаније по величини или универзитети могли су имати један или два рачунара, док су велике институције могле имати неколико рачунара. Идеја да ће за двадесет година рачунари једнаке моћи бити мањи од поштанске марке и да ће се масовно производити изгледала је као научна фантастика.

Стапање рачунара и комуникација имало је дубоког утицаја на начин како су рачунарски системи организовани. Концепт рачунског центра као собе са великим рачунарoм, где су корисници доносили податке на обраду, сада је потпуно застарео.

Стари модел једног рачунара који опслужује целокупну рачунарску обраду у оквиру организације замењен је системом у коме велики број просторно раздвојених а међусобно повезаних рачунара обавља посао. Овај систем назива се рачунарска мрежа.

Модерне телекомуникације су усмерене на сервисе, а телекомуникациони уређаји који обезбеђују сервисе су рачунари. Ово је познато као стапање рачунара и комуникација.Из овога се може дати одговор на питање шта су то рачунарске мреже:

Page 5: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Ентитет који повезује одређен број уређаја и обезбеђује начин преноса података између њих (Stallings).

Скуп комуникационих веза (линкова) за повезивање уређаја који могу да међусобно комуницирају (Keiser).

Термин “рачунарска мрежа” означава међусобно повезани скуп аутономних рачунара. За два рачунара каже се да су повезани уколико су у могућности да размењују информације било којом технологијом. Захтевајући да рачунар буде аутономан издвајамо га из господар/слуга релације.

Уколико неки рачунар укључује, искључује или њиме управља неки други рачунар тада тај раћунар није аутономан. Систем са једном управљачком целином и великим бројем “робова” није рачунарска мрежа.

2.4 Хијерархија рачунарских мрежа

2.4.1 Подела према величини покривања:

WAN (Wide Area Network): глобалне, међународне, националне, регионалне рацунарске мреже. Повезује више LAN, MAN или WAN на широком географском подручју. Интернет представлја пример WAN који обухвата целу Земљу.

MAN (Metropolien Area Network): градске рачунарске мреже. Повезује више LAN на градском подручју користећи јавну телекомуникациону инфраструктуру.

LAN (Local Area Network) : локалне рачунарске мреже. Повезује релативно мали број рачунара на локалном географском подручју(спрату, згради, компанији, униврзитету, итд.)

PAN ( Personal Area Network): блиско окружење корисника.

2.4.2 Подела према праву приступа:

- Јавне мреже- Приватне мреже

2.4.3 Подела према начину преноса:

- Мреже са комутацијом пакета- Мреже са комутацијом водова

2.4.4 Подела према топологији:

Постоји више мрежних топологија. Различите врсте мрежа имаjу различите критеријуме због чега наравно имају и различиту топологију. Када причамо о топологији мреже мора се разграничити разлика између физичке и логичке топологије. Физичка топологија описује распоред медијума мреже (као што су бакарни и оптички каблови) и уређаје које они повезују. Логичка топологија описује логичке путање информација кроз мрежу.

У већини савремених рачунарских мрежа користе се следеће основне топологије: топлогија магистрале (bus topоlogy), топологија звезде (star topоlogy),

Page 6: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

топологија прстена (ring topоlogy), топологија у облику мреже (mesh topоlogy), мешовита топологија (hybrid topоlogy).

Топологија магистрале

Ово је и физичка и логичка топологија. Најједноставнија је за реализацију и то је прва топологија која се користила у локалним мрежама. Физички се она реализовала у 10BASE-2 и 10BASE-5 мрежама са коаксијалним кабловима. На главни коаксијални кабал путем прикључака типа “вампир” или BNC прикључака (или Т рачве) повезивали су се појединачни клијенти.

Она је веома јефтина и лака за реализацију али има озбиљне недостатке. Они су најдиректнији у случају отказа магистрале што доводи до краха целе мреже или у случају прекида рада једног клијента што такође искључује целу мрежу.

Слика 1. Топологија магистрале

Гледајући је као логичку топологију основна карактеристика је да сви појединачни уређаји комуницирау преко исте путање. Ово захтева постојање механизама регулисања саобраћаја кроз заједнички медијум. Уобичајено се користи алгоритам за детектовање колизије (Collision Detection, CD) или алгоритам за избегавање колизије (Collision Avoidance, CA).

Топологија звезде

Концепт топологије звезде је веома једноставан. Сваки чвор мреже повезан је посебним каблом са местом концентрације где се налазе панели за преспајање и активни уређаји, хабови или комутатори. Они понављају или комутирају саобраћај од једног чвора ка другом или осталим чворовима мреже.

Слика 2. Топологија звезде

Page 7: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Највећи недостатак ове топологије је отказ централне тачке што обара мрежу и обимно каблирање. Међутим ова топологија има добре особине.

Управљање мрежом је централизовано и усмерено је на активни уређај. Помоћу њега се открива загушење и на нивоу порта се отклања (уколико су ови уређаји управљиви а данас је већина њих таква).

Активни уређаји су способни да открију портове на којима се премашују границе прагова употребе те да их блокирају и алармирају мрежном администратору, то јест повећава се стабилност и поузданост мреже.

Сама кабловска инсталација и њени евентуални откази имају мањи утицај на рад целокупне мреже већ само на рад чвора који је повезан тим каблом са остатком мреже.

Квар кабла или чвора не искључује рад целе мреже насупрот топологије магистрале.

Данас готово све мрежне технологије користе за своју физичку везу ову топологију.

Топологија прстена

Топологија прстена је сложенија од топологије магистрале или звезде. Чворови логички комуницирају у формацији прстена у којој сваки чвор директно комуницира само са непосредним суседима (долазним и одлазним).

Слика 3. Топологија прстена

Логичка топологија прстена се не реализује као физичка топологија прстена већ помоћу физичке топологије у облику звезде. Разлог је практичне природе јер физичка топологија прстена тражи пуно каблирања.У топологији прстена контрола приступа мрежи се обавља помоћу токена који се прослеђује од чвора до чвора и служи као механизам арбитраже. Ова топологија има предности:

има шири пропусни опсег јер нема потребе за алгоритмима за детектовање и избегавање колизије

пренос података се обавља у тачно утврђеним временским интервалима што пружа стабилност која је потребна у производним окружењима где је потребан временски распоред

због препознавања долазног и одлазног чвора у случају отказа чворови могу лако утврдити и сигнализирати отказ.

Главни недостатак ове топологије је потреба за компликованим програмом за управљање који мора да постоји на сваком чвору као и проблем брзине који из овога проистиче.

Топологија у облику мреже

Њена карактеристика је преплитање више веза између неколико чворова. Топологија мреже има само једну сврху, а то је удвајање (redundancy). Свака озбиљна мрежа кампуса, града, регије и више мора да има одређени ниво удвајања. Удвајање омогућава

Page 8: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

отпорност мреже на грешке, хаварије и повећава њену проходност у случају потребе за већим саобраћајем. Мрежа може бити делимична или потпуна.

Слика 4. Топологија у облику мреже (случај потпуне мреже)

Мрежа је потпуна ако су сви њени чворови међусобно повезани. Потпуна мрежа није практична и тешко да се негде користи.

Делимична мрежа треба да омогући удвајање тамо где је то потребно. Коректно пројектовање треба да обезбеди потребан пропусни опсег и отпорнст мреже на појединим правцима како већ то захтева пословање уз минималне трошкове које удвајање захтева.

Мешовита топологија

Комбинацијом каблирања и употребом свичева и хабова може се направити више мешовитих топологија. Најчешће се користе стабло, хијерархијска звезда и бежична звезда.

Стабло

То је комбинација звезде и магистрале. Клијенти се групишу у звезду а звезде међусобно повезују магистралом. Ова комбинација отклања недостатке магистрале у смислу отказа изазваних падом клијента. Сада клијенти не утичу на исправност мреже. Најчешће се користи за спајање различитих организацијских целина међусобно у целокупну мрежу. Проблем који је наслеђен из магистрале је и даље присутан. У случају отказа магистрале не постоји саобраћај између звезда, али то се не преноси на звезде које несметано ункционишу унутар себе.

Слика 5. Топологија стабла

Хијерархијска звезда

Page 9: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

У овој топологији се уместо магистрале за међусобно повезивање звезда користи централни хаб. Овако се могу направити веома велике локалне мреже. Основна ограничења су у синхронизацији и адресном простору која се огледају у броју повезаних хабова. Ова ограничења се превазилазе употребом рутера.

Слика 6. Топологија хијерархијске звезде

Бежична звезда

Технологија бежичне мреже захтева да корисник буде у близини тачке приступа која је даље повезана на остатак мреже. Ова конфигурација даје топологију која је мешавина топологије звезде и бежичних уређаја.

Слика 7. Топологија бежичне звезде

Све тачке приступа стичу се у хабу главне звезде одакле се даље приступа осталим ресурсима мреже.

Page 10: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

3.3. Принципи рутирањаПринципи рутирања

Интернет је једно од највећих достигнућа човечанства. Људи широм света користе погодности Интернета, као што су електронска пошта, преглед Wеb страница, снимање разних података. Међутим, ниједна од ових погодности не би била могућа без једне ствари коју већина људи никад није ни видела, а вероватно нити чула за њу. У питању је РУТЕР.

Слика 8. Fujitsu Geo Stream R980 индустријски рутер

Рутер је специјализовани рачунар који шаље податке до њихових одредишта кроз хиљаде путева. То је вишепортни уређај мрежног слоја OSI референтног модела чија је основна функција рутирање пакета по мрежи. На Интернету, сваки податак се шаље у деловима одређене величине бајтова, који се називају пакети. Пакети садрже податке према протоколу који се користи на Интернету - TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Сваки пакет садржи тело послате поруке и информацију о дестинацији на коју се шаље. Типичан пакет има величину од 1000 или 1500 бајтова. Рутирање је процес померања пакета у мрежи, од изворишта кроз један или више система (gatewаy сyстем).

Слика 9. Приказ OSI референтног модела и рутера

3.1 OSI Модел

Референтни модел узајамних веза отворених система (OSI - Open Systems Interconnection) описује како се информације из софтверске апликације у једном

Page 11: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

рачунару крећу кроз медијум мреже до софтверске апликације у другом рачунару. Референтни модел OSI je концептуални модел састављен од седам слојева, од којих сваки одредјује посебне функције мреже. Модел је развила Међународна организација за стандардизацију (ISO - International Organisation for Standardisation) 1984. године и он се сада сматра главним архитектуралним моделом за међурачунарске комуникације. Модел OSI дели задатке у вези са информацијом која се креће између умрежених рачунара у седам мањих, лакше управљивих група задатака. Задатак или група задатака се затим додељује сваком од седам слојева OSI. Сваки слој је разумно засебан, тако да задаци додељени сваком слоју могу да се имплементирају независно. То омогућава да решења која нуди један слој не угрожавају друге слојеве.

Седам слојева референтног модела OSI могу да се поделе у две категорије: виши и нижи слојеви. Виши слојеви модела OSI се баве питањима апликације и обично су имплементирани само у софтверу. Највиши слој, апликација, најближи је крајњем кориснику. И корисници и процеси апликационог слоја међусобно утичу са софтверским апликацијама које садрже компоненту за комуникације. Термин виши слој се понекад користи да би се односио на било који слој изнад неког другог слоја у моделу OSI. Нижи слојеви модела OSI се баве питањима преноса података. Физички слој и слој линка података су имплементирани у хардверу и софтверу. Други нижи слојеви су обично имплементирани само у софтверу. Најнижи, физички слој, најближи је физичком медијуму мреже (на пример, кабловима мреже) и одговоран је за стварно смештање информација на медијум.

7 Aplikacioni sloj Aplikacioni programi koji koriste mrežu 6 Prezentacioni sloj Standardizuje podatke predstavljene aplikacijama 5 Sloj sesije Upravlja sesijama izmedju aplikacija 4 Transportni sloj Obezbedjuje otkrivanje i ispravku greške 3 Mrežni sloj Upravlja povezivanjima mreže 2 Sloj linka podataka Ovezbedjuje isporuku podataka preko fizičke veze 1 Fizički sloj Definiše fizički mrežni medijum

Слика 10. Табела слојева OSI модела

3.2 TCP/IP протоколи

TCP(Transmission Control Protocol)- Задужен је за поуздани пренос података од једног до другог мрежног чвора. Заснива се на виртуелној конекцији између изворног и одредишног рачунара. Дели податке у пакете и прослеђује их IP софтверу за даљи пренос, а при пријему на одредишту уређује и поново склапа пакете.

UDP(User Datagram Protocol)- Алтернатива TCP са основном разликом да не успоставља виртуелну конекцију, па је UDP мање поуздан, али генерално је бржи.

IP(Interenet Protocol, IPV4)- Врши адресирање и избор путање пакета и управља рутирањем пакета кроз “лавиринт” међусобно повезаних мрежа до њиховог коначног одредишта.

Протоколи развијени на основама постављеним скупом TCP/IP протокола или протоколи вишег нивоа су:

- Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)-протокол за слање електронске поште.

Page 12: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

- File Transfer Protocol (FTP)-протокол за пренос (download и upload); неопходно постојање клијнта и сервера

- Telent-протокол за рад на удалјеном рачунару; омогућује пријављивање(logon)на удаљени рачунар (telent сервер)и рад путем локалног telent клијнта

- Hyper Text Transfer Protocol (http)-пренос хипертекстуалног и хипермедијалног садржаја на WWW-у.

Слика 11. TCP/IP и OSI модел

3.3 Типични мрежни уређаји

Картица мрежног итерфејса

Network Intrface Card, NIC, је део хардвера који рачунар или радну станицу повезује са мрежним медијумом. Стандардна мрежна картица се налази у мрежном слоју OSI референтног модела. Њена функција је да податке преведе са јединица и нула у прихватљив облик напона, струје или светлости који може да се пренесе путем медија.

Поред њене основне функције мрежне картице могу укључити рачунар активационом поруком послатом путем мреже. На тај начин могу се даљинским путем покренути одређени процеси. Она такође исто тако на захтев мреже може и искључити рачунар.

Постоји пуно модела разних мрежних картица. Сваки од тих модела је направљен за неки од стандарда који дефинише повезивање картице на рачунар тако и за стандард који дефинише повезивање мрежног кабла на саму картицу.

Рачунарски системи могу да имају од једне па до више мрежних картица, већ према потреби и намени. Типичан пример јесте рачунар који служи као рутер или мост и он има више картица док уобичајени клијент има само једну .

Карактеристика сваког мрежног адаптера јесте његова MAC (Media Access Control Adress) адреса. То је 48-битна адреса које је трајно уписана у адаптер и која једнозначно одређује тај адаптер. Користи се за контролу приступа на најнижем, хардверском нивоу.

Page 13: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Слика 12. Картица мрежног интерфејса

Репетитор

Мрежни репетитори су електронски уређаји који примају слаб или ослабљен сигнал и реемитују га са већом снагом како би сигнал могао без деградација прећи веће удаљености.Пошто раде са конкретним сигналом и задатак им је да га без икакве деградације преусмере даље, они су уређаји првог или физичког нивоа OSI референтног модела.

Репетитори се најчешће користе у међуконтиненталним и прекоокеанским кабловима. На толиким раздаљинама имамо велика слабљења те би пренос био немогућ без репетитора.

Користе се у обе технологије преноса кроз каблове. И када се користе бакарни каблови и када се користе оптички каблови. У првом случају врше обраду електричног сигнала а у другом оптичког и тада се још и зову оптички репетитори.

Мрежни мост

Мрежни мостови спајају више мрежних сегмената на другом или data link нивоу OSI референтног модела. Они су слични са репетиторима или хабовима по функционалности али за разлику од обичног преноса саобраћаја ови уређаји управљају мрежним саобраћајем.

Page 14: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Слика 13. Мрежни мост врши сегментацију саобраћаја

У Ethernet мрежама појам мост формално обележава уређај који се понаша у складу са IEEE 802.1D стандардом и он се у маркетиншкој литератури најчешће назива мрежним свичем.Мостови свој рад заснивају на обради информација на нивоу Ethernet фрејмова. Они обрадом заглавља долазе до MAC адресе која им служи да преусмеравају саобраћај на одређене портове. Они користе два метода за разрешавање саобраћаја:

Transparent Bridging - овај метод користи forwarding database како би обрађивао саобраћај. Ова табела је иницијално празна и како саобраћај тече она се допуњава MAC адресама одговарајућих уређаја на појидиним сегментима. У случају када се нека MAC адреса не налази у бази мост тај фрејм шаље на све портове сем на онај са кога долази. Један од портова ће примити тај фрејм и на основу тога мост ће ажурирати табелу. Мостови поред сегментирања мреже могу још у табелама имати и податке о метрици мреже који се могу користити за прорачуне и контролу саобраћаја ради што ефикаснијег преноса у случају више путања.

Source route bridging - у овом случају се користе две врсте фрејмова како би се нашла жељена путања. Single-Route (SR) фрејмови се састоје од мрежног саобраћаја и имају познату путању, док се All-Route (AR) фрејмови користе за проналажење путања. Мост шаље AR фрејм свим правцима. Сваки део руте се бележи и мери му се метрика. Сваки фрејм има максимални број скокова чиме се избегава бесконачно кружење фрејма у мрежи то јест појављивање петљи. Тај број умањују мрежни уређаји када он пролази кроз њих и када дође до нуле фрејм се испусти. Путања првог фрејма који достигне захтевану адресу се сматра најбољом рутом и даље SR фрејмови користе ту путању. Остали AR фрејмови се одбацују.

Мостови имају извесне предности: самоконфигурисање, једноставни мостови су веома јефтини, смањују вредност колизије домена, транспарентни су за протоколе изнад MAC нивоа, омогућавају управљање јер обезбеђују информације о метрици мреже.

Недостаци мостова: не ограничавају опсег броадкаста, не могу да скалирају велике мреже, у случају више различитих MAC протокола долази до грешке, спорији су од репетитора, скупљи су од репетитора.

Мрежни хаб

Хаб јесте вишепортни репетитор. Једноставан пасивни хаб ради у физичком слоју OSI референтног модела. Не бави се обрадом заглавља и адресама пакета које се ту појављују већ просто прослеђује све што му дође на један порт на све остале портове.

Централни је уређај за мрежу топологије звезда. Сви рачунари мреже се преко појединачних каблова повезују на неки од портова хаба. Он је тај који чини чвор звезде.

Page 15: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Међутим, гледајући логички ту мрежу, она има облик магистрале. Свака радна станица може да пресретне пакет који се налази на мрежи.Према физичкој конструкцији имамо:

самосталне (standalone) груписане (stackable) модуларне хабове (modular).

Самосталним хабовима се формирају мале мреже. То су најједноставнији уређаји. Уобичајено имау мали број портова, од 2 до 10.

Према функцији постоје три врсте хабова. Пасивни - он је најједноставнији. Ради слично вишепортном репетитору,

просто понавља долазне оквире на све остале портове. Нема обраде сигнала. Активни - има функцију регенерације сигнала. Мало комплекснији могу да

складиште одређени број оквира како би извршили проверу исправности пакета и мање поправке оштећених. Такође могу да компензују проблеме синхронизације.

Интилигентни - имају и функцију регенерације и поседују логику за управљање мрежом на основу прикупљања информација о саобраћају на сваком порту.

Мрежни свич

Мрежни свич има функционалности моста и хаба. Он се може описати као више мостова централизованих у једном хабу уз додатну могућност надгледања и управљања.

Свич доноси одлуку базирану на MAC адреси и стога је Layer 2 уређај. Пошто свич може да одабира путању пакету то омогућава много већу ефикасност мрежа.

Он централизује каблирање и помоћу комутирања уклања непотребна упућивања пакета у делове локалне мреже који нису од интереса. Мрежни пакет са долазног порта се усмерава кроз комутатор на порт који га води до одредишта тако што чита адресе које се налазе у пакету. Свич ствара виртуелно коло између изворишног и одредишног порта. Овим се избегава појава пакета на другим портовима и тиме се знатно повећава пропусност мреже.

Page 16: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Слика 14. Одређивање путања унутар свича према одредишним адресама

Свичеви могу да раде у half или full duplex режиму. То значи да у full duplex режиму могу истовремено и примати и слати оквире на једном потру знатно повећавајући пропусну моћ.

Слика 15. Мрежни свич

Користећи посебне додатке могу истовремено да комутирају саобраћај кроз различите медије као што су Ethernet, Fibre Channel, ATM, 802.11.

Да би ефикасно комутирали фрејмове међу портовима свичеви користе табелу адреса. Када се појави фрејм свич повезује MAC адресе и одлучује на који порт да пошаље фрејм.

Главне особине свича су: Изолација саобраћаја међу сегментима. Постизање већег износа пропусног опсега по кориснику смањујући колизију

међу доменима.

Постоје три основна модела преноса фрејмова кроз свич: Cut-through - овде се само чита одредишна адреса док се прима фрејм. Свич

почиње да прослеђује фрејм пре него прими цео фрејм. Он смањује кашњење преноса, али веома често не детектује колизију. Постоје две форме cut-through модела:

o Fast-forward switching – Овде имамо мање кашњења тако што се пакет одмах прослеђује по пријему одредишне адресе. Овај модел има веома лош ниво детекције грешке.

o Fragment-free switching - Код овог модела врши се задршка до првих 64 бита у којих се најчешће дешава колизија. После тога, уколико не постоји колизија врши се прослеђивање фрејма. Овде не може да се детектује закаснела колизија, па и овај мод пати од немогућности детекције грешке, али мање него претходни.

Store-and-forward - овде се прво прима целокупан фрејм. Читају се адрсе па се онда врши прослеђивање. Овде има довољно времена да се провери постојање грешака. Цена која се за то плаћа јесте велика задршка фрејма то јест мања брзина мреже.

Adaptive cut-through - Овај мод је хибридни мод који комбинује cut-through и store-and-forward мод. Овде се прво користи cut-through док се не детектује одређени број грешака. Потом се закључује да је окружење нестабилно и прелази се на store-and-forward мод ради поузданости на уштрб брзине.

Page 17: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Слика 16. Модели преноса фрејмова кроз свич

Рутер

Рутер је посебна врста рачунара. Он има стандардне основне компоненте као и уобичајени десктоп рачунари. Има процесор, меморију, системску магистралу и многобројне улазно/излазне уређаје. Ипак, рутер је дизајниран да обавља веома специфичне функције које уобичајено не обављају десктоп рачунари. Једна од тих функција је конекција и комуникација између две мреже, одређивање најбоље путање за ток података и слично.

Као и сваки други рачунар и рутер има оперативни систем на коме се извршавају апликације. Код рутера је Internetwork Operating System (IOS) софтвер који извршава конфигурационе фајлове. Ови фајлови садрже инструкције и параметре који контролишу ток саобраћаја ка и од рутера. Рутери користе рутирајуће протоколе да одреде најбољу путању пакета. Конфигурациони фајлови специфицирају све потребне информације потребне за коректно подешавање и коришћење протокола рутирања.

Основне компоненте рутера су: random-access memory (RAM), nonvolatile random-access memory (NVRAM), flash memory, read-only memory (ROM), и интерфејс.

RAM има следеће карактеристике и функције: меморише табеле за рутирање, меморише ARP кеш, меморише fast-switching кеш, привремено меморише пакете, привремено меморише конфигурационе фајлове, изгуби садржај када се рутер искључи или рестартује.

NVRAM има следеће карактеристике и функције: меморише startup конфигурационе фајлове, чува садржај када је рутер искључен или се рестартује.

Flash има следеће карактеристике и функције: меморише IOS слику, омогућава update софтвера без физичког уклањања чипова, чува садржај када је рутер искључен или се рестартује,

Page 18: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

може да меморише различите верзије IOS софтвера, најчешће је electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM).

ROM има следеће карактеристике и функције: складишти инструкције за power-on self test (POST) дијагностику, складишти bootstrap програме и основни оперативни систем, захтева лежишта чипова тако да се лако могу заменити.

Интерфејс има следеће карактеристике и функције: спаја рутере на мрежу како би могли комуницирати, могу бити на матичној плочи или реализовани као засебни модули.

Слика 17. Мрежни рутер, унутрашње компоненте

3.4 Хибридни мрежни узеђаји

Multilayer switch: Свич уређај који осим на 2. нивоу OSI модела може да ради и на вишим нивоима.

Protocol конвертер: хардверски уређај који служи за конвертовање различитих типова трансмисије као што су асинхрона и синхрона трансмисија.

Brouter: уређај који комбинује функционалност Bridge и Router уређаја. Ради на 2. и 3. слоју OSI модела.

Media хаб: уређај који повезује рачунарску мрежу са Home Theatre системом.

Путање Да би могао да рутира пакете са информацијама, рутер или било који други уређај који је за то задужен (радна станица под оперативним системом UNIX на којој је укључена алатка daemon за рутирање или комутатор 3. слоја) треба да поседује следеће кључне информације:

Адресу одредишта- Адреса до које информација треба да се рутира. Овај податак обезбеђује матични рачунар.

Извор информација- Од којих извора (других рутера) рутер може да сазна путање до жељених одредишта.

Могуће путање- Које су иницијалне могуће путање или путање до жељеног одредишта.

Најбоље путање- Најбоља путања до жељеног одредишта. Информације о одржавању рутирања и њихово проверавање- Начин провере

да ли су познате путање и даље важеће и актуелне. Информације о рутирању које рутер добија од својих извора смештају се у његову табелу рутирања. На ову табелу рутер се ослања приликом одређивања излазног порта који ће се

Page 19: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

користити за прослеђивање пакета до одредишта. У табели рутирања налазе се подаци о мрежама које су значајне за рутер.

Уколико није директно повезан са одредишним мрежама, рутер мора да сазна и израчуна најбољу могућу путању за прослеђивање пакета до њих. Табела рутирања попуњава се на један од следећа два начина:

Ручно је попуњава администратор мреже. Попуњава се динамичким процесима који функционишу у оквиру мреже.

Постоје, такоде, и два начина на које рутер може да проследи пакете до мрежа са којима није у директној вези. То су:

Статичке путање- Реч је о путањама које је рутер упознао након што их је администратор ручно установио. Када год топологија мреже изискује ажурирање (на пример, приликом квара на вези), администратор мреже овакву путању мора да ажурира.Статички додељене руте се у табелама рутирања означавају латиничним словом “S” (Static), и њих уписује администратор статички.Најчешће се користе у мрежама са малим бројем рутера или када постоји излаз само на интернет сервис провајдера.

Динамичке путање- Ове путање рутер аутоматски сазнаје након што администратор конфигурише протокол рутирања који помаже у процесу њиховог одређивања. За разлику од статичких путања, чим мрежни администратор укључи динамичко рутирање, информације о рутирању се самим процесом рутирања аутоматски ажурирају сваки пут када се од неког рутера у оквиру мреже прими информација о новој топологији. Удаљене мреже се најчешће уписују у табелу динамички помоћу протокола рутирања. Рутери користе ове протоколе ради размене информација о доступности и статусу удаљених мрежа. Овакав начин одржавања табела рутирања има предности у односу на статички. Наиме при промени топологије мреже, рутери динамички промене информације у табели без потребе за асистенцијом администратора. У табелама динамички одређене руте се означавају неким од латиничних слова које упућује на протокол рутирања којим је рута одређена.

Ruter#show ip route Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP

Page 20: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

172.16.0.0/24 is subnetted, 3 subnetsR 172.16.1.0 [120/1] via 172.16.2.1, 00:00:02, Serial0/0/0C 172.16.2.0 is directly connected, Serial0/0/0C 172.16.3.0 is directly connected, FastEthernet0/0C 192.168.1.0/24 is directly connected, Serial0/0/1Ruter#

Слика 18. Пример табеле рутирања (табела са Cisco рутера)

Укључивање статичких путања

Да би могао да изврши рутирање пакета, рутер само треба да познаје путању до одређене мреже. Статичке путање су путање које одређују администратори мреже, и њима се изричито одређује пут пакета од рачунара извора до одредишног рачунара. Ова врста путања омогућава врло прецизну контролу над целокупним процесом рутирања у оквиру мреже.

Статичке путање су значајне када мрежни оперативни систем не може да одреди путању до неког одредишта. Поред тога, ове путање користе се и за назначавање "мрежног пролаза последњег уточишта". Мрежни пролаз последњег уточишта ("gateway of last resort") представља адресу на коју ће рутер да пошаље пакет који је адресиран на мрежу која се не налази у његовој табели рутирања.

Статичке путање се најчешће користе приликом рутирања између главне и издвојене мреже. Издвојене мреже ( "stub network"), за које се понекад користи и термин "чвор без потомака" ("leaf node") јесу мреже којима може да се приступи само једном путањом. У оваквим ситуацијама често се користе статичке путање зато што је то онда једина путања која води у овакву мрежу или из ње. Пошто до оваквих мрежа (и из њих) води само један пут, на рутерима могу да се конфигуришу статичке путање и тиме избегне постојање оног дела мрежног саобраћаја који потиче од протокола рутирања. Овде треба споменути да се конфигурисањем статичких путања обезбеђује могућност повезивања са слојем повезивања података који није у директној вези са рутером. Да би се добила могућност повезивања од једне до друге крајње тачке, путања мора бити конфигурисана за оба смера.

Статичке путање се конфигуришу у режиму глобалне конфигурације рутера уношењем команде IP route. Уз ову команду користе се и параметри којима се статичке путање додатно дефинишу. Код статичких путања могуће је ручно конфигурисање табеле рутирања. Овако унет упис остаје у табели докле год је путања актуелна. Једини изузетак од овог правила је опција permanent која је приказана у следећем примеру. Активирањем опције permanent, путања остаје у табели чак и ако више није активна. Следи синтакса команде IP route (за CISCO рутере): ip route network [mask] {address | interface} [distance] [permanent]

Page 21: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Значење аргумената команде IP route:

- network - одредишна мрежа или подмрежа - mask - маска подмреже - address - IP адреса рутера следећег скока- interface - име интерфејса којим се пакет шаље до одредишне мреже- distance - ово је опциони параметар којим се дефинише административна

удаљеност - permanent - такође опциони параметар којим се назначава да путања неће бити

уклоњена чак ни у случају да се интерфејс искључи

Следећи пример илуструје статичко одређивање путања:

Слика 19. Пример одређивања статичке путање

У овом случају статичка путања од рутера А до издвојене мреже конфигурисана је на следећи начин: Router (config) #ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1 Значење параметара ове команде:

- p route - команда за статичко рутирање- 172.16.1.0- дефинише статичку путању до одредишне подмреже- 255.255.255.0- односи се на маску подмреже (8 битова је на снази)- 172.16.2.1- IP адреса рутера следећег скока на путу до одредишта

У случају рутера А, додељивање статичке путање до издвојене мреже 172.16.1.0 је исправно, зато што до ове мреже може да се доспе само једним путем. Да би могла да постоји двосмерна комуникација, мора да се конфигурише и путања у супротном смеру.

Подразумевана путања је посебна врста статичке путање која се користи када путања од извора до одредишта није позната, или када у табели рутирања није могуће складиштење свих потребних информација о потребним путањама. Подразумевана путања назива се такође и мрежни пролаз последњег уточишта.

Page 22: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Динамичко одређивање путања

Иако су статичке путање у неким ситуацијама врло корисне, администратори мреже у случају било какве промене у оваквој мрежи морају поново да конфигуришу све рутере. Протоколи динамичког рутирања представљају други начин за учење расположивих путања, али уз могућност прилагођавања променама у мрежи. Код динамичког рутирања, за ширење и прикупљање информација задужени су проколи рутирања. Ови протоколи дефинишу скуп правила којих се рутер придржава када комуницира са суседним уређајима (протоколи за рутирање одређују путање и одржавају табеле рутирања).

Ruter1#show ip route Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR P - periodic downloaded static route

Gateway of last resort is not set

C 192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0C 192.168.2.0/24 is directly connected, Serial0/0/0S 192.168.3.0/24 [1/0] via 192.168.2.2R 192.168.4.0/24 [120/1] via 192.168.2.2, 00:00:20, Serial0/0/0

Динамичка путања

Слика 20. Пример одређивања динамичке путање

Ruter1 аутоматски научи о 192.168.4.0/24 мрежи од Ruter2 користећи динамичке протоколе за рутирање нпр. RIP (Routing Information Protocol).

3.5 Врсте протокола за рутирање

Протокол рутирања (Routing protocol) представља сет правила којим рутери динамички размењују информације о путањама (рутама) којима пакет треба да се креће да би досегао жељену дестинацију. Када се догоди нека измена у топологији рачунарске мреже, најближи рутер код кога се десила промена, записује је у своју табелу рутирања, а потом протоколи рутирања покрећу механизме којима се информација о промени у топологији прослеђује осталим уређајима у мрежи. На овај начин рутери динамички ажурирају своје табеле рутирања. Ови протоколи припадају слоју мреже референтног OSI модела.

Рутери направљени од стране различитих произвођача морају имати неки начин на који ће међусобно комуницирати, тј. размењивати конфигурационе табеле. Једна врста протокола која подразумева комуникацију између рутера у једној ентитетској мрежи се назива interior gateway protocols. Сваки мрежни оперативни систем садржи протокол рутирања имплементиран у самом оперативном систему.

Page 23: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Најчешћи протоколи рутирања у ентитетској мрежи су:

протоколи рутирања мрежно окружење

RIP/RIP2 (routing information protocol) XNS, Netware, TCP/IP

OSPF (open shortest path first) TCP/IP NLSP (NetWare link state protocol) NetWare 4.1 IS-IS (Intermediate system to intermediate system) DECnet. OSI IGRP (interior gateway protocol) Cisco EIGRP (enchanced interior gateway protocol) Cisco RTMP (routing table maintenance protocol) AppleTalk RTM (router table protocol) Vines

RIP (routing information protocol) је једно време био најпопуларнији протокол, али је замењен од стране OSPF (open shortest path first) протокола. Предност OSPF је та што он има могућност да лакше обавља интерконекцију међу већим мрежама и боље се ажурира од RIP-a.

OSPF је дизајниран да подржава велике мреже. Такође, компатибилан је са подмрежавањем. Поруке типа "hello" шаље сваких 30 секунди. У зависности од TOS (Type of Service) поља, дакле од намене пакета, OSPF протокол се различито понаша. На пример, велике количине података могу да се преносе сателитом, док се мале преносе неком земаљском везом. OSPF протокол мреже дели у класе, а то су тачка-тачка, мулти-приступ и мулти-бродкаст. Серијска веза би била тачка-тачка, док би Ethernet био мулти-приступ.

Главна разлика између протокола за рутирање је у алгоритмима које користе да би прикупили информације о стању у мрежи. На пример, RIP користи такозвани векторски алгоритам (Distance vector), који мери број скокова (скок је најкраћи пут између два рутера) до рутера са којим комуницира, док OSPF користи тзв. алгоритам стања везе (Link state) који о путањи не одлучује само на основу броја скокова, већ у обзир узима и остале детаље који су релевантни за пренос (време преноса, капацитет, итд.).

За спајање више различитих мрежа или аутономних система, користе се тзв. exterior gateway protocols, где комуницира више рутера међусобно. Аутономни системи су дефинисани као независни ентитети који имају своје сопствене протоколе (IGP). То је скуп мрежа под заједничким административним доменом. Најпознатији екстерни протокол је BGP4 (border gateway protocol version 4).

Сваки аутономни систем има свој протокол (IGP) независан од осталих система. Једноставно речено, свака мрежа може да комуницира са другом мрежом користећи Интернет, јер је пренос података између њих дефинисан преко неког протокола. Илустрација је дата на слици 21:

Page 24: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Слика 21. Аутономни системи и екстерни протокол

На слици 22, представљена су поља акције “интерних” IGP (Interior Gateway Protol) и “екстерних” EGP (Exterior Gateway Protocol) протокола рутирања.

Слика 22. IGP и EGP протоколи рутирања

Из последње шеме јасно је да интерни протоколи заузимају место мањих мрежа. Ови протоколи су такође подељени у подврсте у функцији њихових алгоритама.

BGP4 протокол је екстерни протокол који се користи код глобалног Интернета. Користи векторски алгоритам (Distance vector algorithm), али са неколико додатих промена. Такоде, BGP4 користи TCP/IP као транспортни протокол, на порту 179. При укључењу конекције, BGP4 систем размењује комплетне копије табела рутирања, које могу бити доста велике, што узрокује да BGP4 сесије могу дуго трајати. Једна од најважнијих

Page 25: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

функција је петља, тј. одређивање путање у датом аутономном систему. Такође, оно што је карактеристично за овај протокол је то да мора да буде један скок преко границе аутономног система, а то значи да треба да зна пут до те адресе. Дакле, табела рутирања треба да садржи податке о једном скоку изван аутономног система.

Међутим, да би рутер прослеђивао адресе, мора постојати начин на који ће се те адресе преводити из људског у облик који рачунар разуме. Тај процес је познат као превођење мрежних адреса (NAT - Network Adress Translation), развијен од стране компаније Cisco. Главна идентификација рачунара у мрежама је његова IP адреса, која се састоји од 32-битног броја. Проста рачуница показује да је могуће постојање највише 4,3 милијарде IP адреса. Данас је већ развијен систем који ће заменити постојећи, и он је познат као IPv6, и требаће неколико година да заживи. Следећа слика 23. илустује сврху NAT-а:

Слика 23. Превођење адреса

Уз помоћ NAT-a рутер се понаша као "агент" између Интернета (или неке друге јавне мреже) и локалних (или приватних) мрежа. Ово значи да је довољна једна IP адреса која би обележавала једну групу рачунара. Да би се обезбедио начин да се IP адресе не преклапају, међународна организација за додељивање IP адреса је одредила тзв. нерегистроване IP адресе, које локалне мреже могу користити и које рутер не прослеђује даље, јер се користе само у локалним мрежама. На овај начин се смањује могућност конфликата.

Слика 24. Табела протокола рутирања формирана на основу класификације

3.5.1 Карактеристике протокола рутирања

Page 26: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Време конвергенције - за мрежу кажемо да је конвергентна када су табеле рутирања код свих рутера унутар мреже, комплетне и исправне. Време конвергенције је сходно томе, време за које мрежа исконвергира након извршенепромене у топологији (сразмерно је величини мреже).У време конвергенције је укључено:

o Размена информацијаo Обрада информација, процена најбољих рутаo Уношење измена у табеле рутирања

Скалабилност - дефинише колика мрежа може да буде, у зависности од протокола који се користи.

Класност - протоколи рутирања могу да буду класни и безкласни. o Класни су старији протоколи (RIPv1 и IGRP) који подразумевају да адреса припада некој од класа (А,Б,Ц).o Безкласни, при размени информација укључују подмрежну маску уз адресу мреже.

Заузетост ресурса - протоколи рутирања при размени и обради информација заузимају хардверске ресурсе (меморију, процесорско време или пропусни опсег линка). Већа потребна заузетост ресурса од стране протокола рутирања захтева јачу опрему унутар мреже.

Имплементација и одржавање - дефинише ниво знања који је потребно да има администратор мреже, како би применио и одржавао мрежу која ради са одређеним протоколима рутирања.

3.5.2 Вектор удаљености

Протоколи рутирања на основу вектора удаљености (Distance Vector Routing Protocols) укључују протоколе као што су: RIP, IGRP и EIGRP. Протоколи RIP и IGRP функционишу по принципу Белман-Форд алгоритма (Bellman-Ford Algorithm), док је EIGRP напреднији по том питању и користи (DUAL) (Diffusing Update Algorithm). Као што и само име говори, рутери размењују информације којима сазнају удаљеност (дистанцу) и правац (интерфејс или рутер) ка некој од удаљених мрежа, при чему немају информацију о самом путу до одредишне мреже. Размењивање информација се врши тако што сваки од рутера периодично прослеђује целу табелу рутирања суседним рутерима.

3.5.3 Стање линка

Рад протокола рутирања на основу стања линка (Link-State Routing Protocols) се заснива на Дајкстрином алгоритму, познати су још као (SPF) протоколи (Shortest Path First) најпре најкраћа путања. Како су ови протоколи интерни протоколи рутирања, они одређују најкраће путање унутар истог аутономног система, који се у зависности од величине и сложености може даље хијерархијски поделити на зоне. При достизању конвергенције рутери који припадају истој зони извршавају следеће процесе:

Сваки рутер испитује своје везе ка суседним рутерима или мрежама. Размењујући Hello пакете открива суседе, успоставља и одржава суседске везе. Сваки рутер формира LSP (Link-State Packet) који садржи информације о

стању сваке директно конектоване везе.

Page 27: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Сваки рутер прослеђује LSP ка суседима који на основу њих формирају своје базе података.

(Суседи даље прослеђују својим суседима LSP, све док сви рутери унутар зоне не приме пакете од сваког рутера)

Користећи базе података, рутери формирају топологију мреже. Потом ка свакој од мрежа одређују најкраће путање које уносе у табеле

рутирања (мрежа је исконвергирана).

Овој групи протокола припадају:

OSPF, (Open Shortest Path First) DNA Phase V протокол за DEC мрежна окружења, претеча IS-IS протокола. IS-IS, (Intermediate System to Intermediate System) NLSP Novellova мрежна окружења, (NetWare Link Services Protocol) AURP, (AppleTalk Update Routing Protocol) из AppleTalk скупа протокола.

Page 28: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

4.4. Алгоритми за рутирање Алгоритми за рутирање

Из претходних разматрања уочно је да је рутерима неопходна информација о мрежама, како би могли да донесу одлуку о даљем прослеђивању. Ове одлуке се доносе упоређивањем дестинационих адреса са адресама у табелама рутирања. Систем за рутирање селектује запис из табеле рутирања и одређује маску мреже за тај запис. Затим се врши логичко I (AND) на овој вредности и дестинационој адреси. Резултујућа вредност се упоређује са адресама мрежа у табели рутирања. Ако су две вредности исте значи да је дестинација доступна кроз пролазе који су дефинисани у том запису. Ако се те две вредности разликују систем за рутирање испитује следећи запис у табели. Ако је цела табела прегледана и ако нема записа који се поклапају, обично је резултат такав да се пакет одбацује и генерише се порука која обавештава да је дестинациона мрежа недоступна.

Већ смо споменули да се у ту сврху користе алгоритми за рутирање. Намена рутера није да само проследе пакете на дату адресу, већ и да одреде најбољу, најефикаснију и најбржу путању. Када кажемо најбоља путања, ту се мисли на скокове (следећи скок= IP адреса другог хоста или рутера који су директно доступни или преко Ethernet-a, серијске везе или нека друга физичка конекција), затим на време за које ће пакет путовати и трошкове тог прослеђивања. Такође, за путању се користи такозвани IP адресни префикс. IP адресни префикс је скуп дестинација за које је рутер валидан. Адресни префикс се састоји од 0 до 32 значајна бита. На пример, IP адресни префикс од 128.8.0.0/16 би обухватао било коју IP дестинациону адресу у форми 128.8.Х.Х

Слика 25. Илустрација рутирања

Да би се избегло уношење свих могућих путања на свету на једном месту, већина рутера и хостова користи такозвану default путању (на пример, неке табеле рутирања садрже само ту путању). Посматрано на који начин рутер одређује најбољу путању, имамо две врсте алгоритама за рутирање. То су:

1. Глобални алгоритам за рутирање2. Локални алгоритам за рутирање

У локалном моделу сваки рутер има информацију о рутерима који су директно везани за њега, дакле нема информације о свим рутерима на мрежи. Ови алгоритми су такође познати као DVА=Distance vector алгоритми.

У глобалним алгоритмима за рутирање, сваки рутер има комплетне информације о сваком рутеру у мрежи. Ови алгоритми су такође познати као LSА=Link state алгоритми.

Page 29: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

4.1 LSА алгоритми

У LSА алгоритмима сваки рутер мора да обавља следеће радње:

1. Идентификује рутере који су физички повезани са њим и проналази њихове IP адресе. Када се рутер покрене, он прво шаље тзв. поздравни пакет ("hello packet") кроз мрежу. Сваки рутер који прими тај пакет узвраћа са ехо пакетом. На овај начин рутер такође мери време које је потребно пакету да стигне до дестинације и врати се назад.

2. Шаље своје информације преко мреже осталим рутерима и прихвата информације о осталим рутерима на мрежи. У овом кораку, сви рутери деле информације међусобно, тако да сваки рутер познаје структуру и статус мреже.

3. Користећи одговарајући алгоритам, идентификује најбољи пут између два чвора у мрежама. У овом кораку, рутери проналазе најбољу путању за сваки чвор у мрежи. Пример за ово је Дијкстра алгоритам. У овом алгоритму, рутер на основу информација о стању на мрежи саставља граф мреже. Овај граф показује локације рутера и њихову међусобну повезаност. Свака веза је означена са бројем који се зове тежина (weight) или цена (cost). Овај број представља функцију времена путање, просечне заузетости мреже и понекад једноставно број скокова (hops) између чворова. На пример, ако имамо две везе између изворишта и дестинације, рутер ће изабрати путању за мањом тежином.

Дијкстра алгоритам пролази кроз следеће кораке:

1. Рутер прави граф мреже и идентификује одредишне и изворишне чворове, на пример В1 и В2. Затим гради тзв "матрицу суседства" ("adjacency matrix"). У тој матрици координате представљају тежину. На пример, матрица [i,ј] представља тежину између чворова В1 и В2. Ако не постоји директна веза између ова два чвора, ова тежина је означена као бесконачна.

2. Затим рутер прави статусни запис за сваки чвор у мрежи. Запис садржи три поља:

Претходно поље- Ово поље приказује претходни чвор Поље за дужину- Друго поље показује суму тежина од одредишта

до тог чвора. Поље за лабелу- Последње поље садржи статус чвора.Сваки чвор

може имати два стања: трајно или пробно.

3. Рутер иницијализује параметре статусног записа (за све чворове) и њихове дужине одређује на бесконачне а лабеле на пробне.

4. Рутер сетује тзв. Т-чвор. На пример, ако је В1 изворишни Т-чвор, рутер лабелу датог чвора дефинише као трајну. Када лабела добије ознаку "трајна", никад се више не мења. Т-чвор се понаша као агент.

Page 30: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

5. Рутер унапређује пробне записе за све пробне чворове који су директно повезани са изворним Т-чвором.

6. Рутер гледа у све пробне чворове и бира оне којима је тежина са В1 чвором најмања. Тај чвор сада постаје дестинациони Т-чвор.

7. Ако тај чвор није В2 (намеравана дестинација), рутер се враћа на 5. корак.

8. Ако тај чвор јесте В2, рутер наводи претходни чвор из статусног записа све док не наиђе на В1. Ова листа чворова приказује најбољу путању од чвора В1 до чвора В2.

Ови кораци су дати на слици 26:

Слика 26. Дијкстра алгоритам

Користићемо Дијкстра алгоритам за опис следећег примера, који има за циљ да појасни алгоритме за рутирање.

Page 31: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

У овом случају желимо да надемо најбољу путању између тачака А и Е. Може се видети да постоје шест могућих рута између А и Е тачака (АБЕ, АЦЕ, АБДЕ, АЦДЕ, АБДЦЕ и АЦДБЕ), и да је очигледно да је АБДЕ најбоља путања зато што је његова тежина најмања. Али живот није увек тако једноставан и ту постоје неке компликације које узрокују ситуацију да ми морамо користити алгоритме да пронађемо најбољу путању.

1. Као што се види на слици 27., изворишни чвор (А) је изабран за Т-чвор, тако да је његова лабела обележена као стална (стални чворови су приказани пуним круговима а Т-чворови симболом -->).

Слика 27. Т-чвор

2. У следећем кораку, види се да је статусни запис сталног чвора директно везаног за Т-чвор (Б,Ц) промењен. Такође, пошто Б има мању тежину он је одабран као Т-чвор и његова лабела је изабрана као стална.

Слика 28. Т-чвор

3. У овом кораку, као и у кораку 2., статусни запис привременог чвора који има директну везу са Т-чвором (Д,Е) се мења. Такође, будући да Д има мању тежину он је изабран за Т-чвор и његова лабела се мења у "стални чвор".

Слика 29. Т-чвор

Page 32: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

4. У овом кораку нема више привремених чворова, тако да се само идентификује следећи Т-чвор. Пошто Е има најмању тежину, он се идентификује као Т-чвор.

Слика 30. Т-чвор

5. Пошто је Е дестинација, овде се заустављамо.

Када смо дошли до краја, треба да се идентификује путања. Претходни чвор чвора Е је Д, а његов претходник је Б, док је претходник чвора Б је А. Дакле, најбоља путања је АБДЕ. У овом случају, целокупна дужина је 4 (1+2+1).

Без обзира што овај алгоритам ради добро, он је исувише компликован тако да рутеру треба много времена да процесуира дату путању и самим тим ефикасност мреже опада. Такође, ако рутер осталим рутерима пошаље погрешне информације, њихове наредне одлуке неће бити валидне. Међутим, овај алгоритам је добар као пример који показује принцип одређивања путање.

4.2 DVА алгоритми

Као што смо раније навели, Distance Vector алгоритми спадају у локалне алгоритме. DVА алгоритми су такође познати као Белман-Форд рутирајући алгоритми и Форд-Фулкерсон алгоритми. У овим алгоритмима сваки рутер има табелу рутирања која показује најбољу путању за сваку дестинацију. Типични граф и табела рутирања за рутер И:

Слика 31. Типичан граф рутирања

Дестинација Тежина ЛинијаА 8 АБ 20 АВ 28 ИГ 20 @Д 17 И\ 30 ИЕ 18 @@ 12 @З 10 ИИ 0 …Ј 6 КК 15 К

Page 33: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Слика 32. Tабела рутирања за рутер И

Као што је у табели приказано, ако рутер И жели да пошаље пакет рутеру Г, треба да га пошаље прво до рутера @. Када пакет стигне до рутера @, он проверава своју табелу рутирања и одлучује како да шаље пакет до рутера Д.

Код DVА алгоритама, сваки рутер мора да одради следеће кораке:

1. Броји тежине за све везе са којима је директно спојен и те информације чува у својој табели.

2. У специфичним периодима времена, рутер шаље своју табелу ка суседним рутерима (не свим рутерима) и прима табеле рутирања осталих рутера.

3. На основу информација добијених од суседних рутера, он унапређује и конфигурише своју табелу.

Пре него што се формира табела рутирања, формира се тзв. табела раздаљина, где сваки ред садржи сваку могућу дестинацију а колона сваки директно спојени суседни чвор. Пример за добијање табеле раздаљина:

Page 34: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Слика 33. Пример табеле раздаљина

Претходни пример приказује путање од изворишта Е до Ц и од Е до А преко чвора Д, као и од Е до А преко Б. Видимо табелу раздаљина, која приказује раздаљине од рутера (чвора) Е до чворова А, Б, Ц и Д преко чворова А, Б и Д.

На основу табеле раздаљине, формира се табела рутирања, јер табела рутирања мора да настане на основу неког претходног анализирања мреже.

Локална порука од суседног рутера се добија у случају само ако је нешто промењено. У том случају, сваки чвор обавештава суседни чвор. То може да се појасни помоћу дијаграма тока:

Слика 34. Дијаграм тока

Пример формирања табела раздаљина:

Page 35: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Слика 35. Формирање табеле раздаљина

У овом примеру се могу уочити три чвора, X,Y,Z. Између њих се налазе различите дужине (2,1,7). На основу њих и помоћу DVА алгоритма одређује се табела раздаљина.

Сам векторски алгоритам (Distance vector algorithm) би изгледао овако:

1. Иницијализација:2. За све суседне чворове в:D3. X(*, v) = infinity / оператор * значи ”за све редове”/4. DX(v, v) = c(X,v)5. За све дестинације, y6. Пошаљи min WDX(y,w) сваком суседу / W преко свих суседа до X/7. Петља8. Wait (until не видим промену дужине за суседа V)9. or until не добијем промену од суседа V)10. if (c(X,W)се промени од стране d)11. /промени дужину свим дестинацијама кроз суседни V од стране d/12. / напомена: д може бити позитивно или негативно/13. За све дестинације y: DX(y, V) = DX(y,V)+ d14. else if (промени примењене од стране чвора V и дестинације Y)15. /краћи пут од V до чвора Y је промењен/16. /V је послао нову вредност за његов min WDV(Y,w)/17. /зови ову новопримљену вредност као “ newval”/18. за појединачну дестинацију y: DX(Y, V)= c(X,V) + newval19. If имамо нову min WDX(Y,w) за било коју дестинацију Y20. пошаљи нову вредност min WDX(Y,w) свим суседима21. forever

Дакле, чвор детектује промену локалне везе и унапређује се табела раздаљина.

Page 36: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Слика 36.Табела раздаљина

У овом примеру је описана мрежа са три чвора (рутера) X,Y,Z. Табела раздаљина се мења, јер се раздаљина тј. тежина између чворова X и Y променила са 4 на 1. Зато се то и назива “добре вести путују брзо”, јер се дужина променила на боље.

Следећи пример приказује шта се дешава када се дужина погорша:

Слика 37. Табела раздаљина

Дакле, у овом случају дужина између X и Y се променила са 1 на 60. Ово погоршање утиче на целокупну ефикасност алгоритма, и може се назвати "лоше вести путују споро".

Page 37: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

У крајњој дистанци, то доводи до проблема који се зове "бројање до бесконачности", што ће бити објашњено у следећем примеру.

Један од највећих проблема са DVA алгоритмима се зове "бројање до бесконачности".Проблем ћемо најбоље уочити у следећем примеру:

А Б В Г

А 0,- 1,А 2,Б 3,Ц

Б 1,Б 0,- 2,Ц 3,Д

В 2,Б 1,Ц 0,- 1,Ц

Г 3,Б 2,Ц 1,Д 0,-

Слика 38. Мрежни граф и табела рутирања

Претпоставимо да је веза између А и Б пресечена. У том моменту, рутер Б исправља своју табелу. После специфичног времена, рутери међусобно размењују њихове табеле, тако да рутер Б прима табелу рутера В. Пошто рутер В нема информације о раскиду између А и Б, он саопштава да је повезан са А тежином 2 (1 од В до Б, и 1 од Б до А). Дакле, он нема информацију о раскиду између А и Б. Б прима ову табелу и закључује да постоји веза између В и А, тако да исправља своју табелу и мења вредност "бесконачно" у 3 (1 за Б до В, и 2 за В до А, као што му је В саопштио). Поново, рутери размењују своје табеле. Када В прими табелу од Б, уочава да је Б променио тежину за везу до А са 1 на 3, тако да В унапређује своју табелу и мења тежину за везу до А на 4 (1 за В до Б, и 3 за Б до А, како је Б саопштио). Овај процес се наставља све док сви чворови спознају да је тежина везе до А бесконачна. Ова ситуација је приказана у следећој табели. У овом случају, експерти кажу да DVА алгоритми имају спору конвергенцију (slow convergence rate).

 Б В Г

Сума тежина након раскида А везе ,А 2,Б 3,В

Сума тежина за Б након првог ажурирања 3,В 2,Б 3,В

Сума тежина за А након другог ажурирања 3,В 4,Б 3,В

Сума тежина за А након трећег ажурирања 5,В 4,Б 5,В

Сума тежина за А након четвртог ажурирања

5,В 6,Б 5,В

Сума тежина за А након петог ажурирања 7,В 6,Б 7,В

Page 38: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Сума тежина за А након Н-тог ажурирања …. …. ….

………………………………………. ……. … ……

Слика 39. Проблем “бројање до бесконачности”

Један од начина да се овај проблем реши јесте да рутери шаљу информације само до суседних рутера чије везе нису ексклузивне до дестинација. На пример, у овом случају, В не би требао да шаље до рутера Б никакве информације о рутеру А, зато што је пут преко Б једини пут до А.

Такође, развијени су и алгоритми који решавају овај проблем. Називи тих алгоритама (коришћених од стране RIP протокола) су split horizon (раздвојени хоризонти) и triggered updates.

Алгоритам "раздвојени хоризонти" се користи за избегавање проблема изазваних укључивањем путања у нове информације послате рутерима од којих је путања и добијена. То се постиже избегавањем путања добијених од суседних уређаја у обнављању информација које су послате истом том суседном уређају. У претходном примеру, где је пресечена веза измеду А и Б, и ако А жели да стигне до нпр. Г, онда А треба да обавести Б да он не може да стигне до Г, тако да ће Б знати да не постоји путања од А до Г. Ово је случај за тачка-тачка везе. Али постоји могућност да су А и Г повезани преко неке brodcast мреже, на пример Ethernet, и да постоје други пролази између те две локације. У том случају, А треба да објави неповезаност са Г свим gateway уређајима на тој мрежи. Ти остали gateway уређаји сами могу допрети до дестинације Г, али никад преко А, јер је веза прекинута. Овај начин је добар јер се шаље brodcast информација свим рутерима, што умногоме поједностављује цео процес. На пример, ако имамо неки кампус чија кичма (backbone) је повезана са различитим зградама, у свакој згради се налази gateway који повезује кичму са локалним мрежама. Ако настане неки проблем са кичмом, рутери међусобно размењују информације, и локалне мреже морају знати једино да ли су прикључени на њу.

Алгоритам "раздвојеног хоризонта" је добар у случају ако имамо само два gateway уређаја. Замислимо следећи проблем: станица А верује да има сигурну путању кроз Б, Б кроз В, а В кроз Г. Алгоритам "раздвојени хоризонт" не може спречити појаву петље у овом примеру. Ту се примењује тзв. тригеровање (triggered updates).

Овај алгоритам за отклањање проблема код рутирања се заснива на правилу да сваки пут кад рутер мења метрику за рутирање, потребно је да пошаље поруку о томе истог момента, иако можда није време за слање регуларних порука. На пример, претпоставимо да путања до тачке П иде кроз рутер М. Ако неко ново обавештење дође од рутера М, онда рутер П мора да верује новој информацији. Ако нова информација доноси неке новине у алгоритму, рутер П шаље свим својим станицама нове информације. Даље ове станице (или рутери) шаљу нове информације својим суседним станицама, и тако даље. Резултат је каскада тригерованих добављања нових информација. Лако је приказати који рутери и које станице су обухваћене овим алгоритмом. Претпоставимо да се прекинула путања између рутера А и Б. А рутер ће послати нове информације свим суседним рутерима. Наиме, суседни рутери који ће једини веровати новим информацијама су они на путањи између А и Б. Остали рутери (који нису на овој путањи) неће прихватити ову нову информацију јер ће је сматрати лошијом од њихових тренутних, тако да ће је игнорисати.

Page 39: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Суседни рутери који су на путањи од А до Б ће прихватити нове информације и послати њиховим суседним станицама. Поново, само станице које се налазе на датој путањи ће узимати у обзир нове информације. С тога, нове информације о путањама ће бити прослеђиване кроз све путеве који воде до рутера 2, унапређујући метрику до бесконачности. Ова пропагација ће се завршити док не дође до дела мреже чија дестинација до рутера Б води неким другим путем.

Ако би систем (тј. мрежа) био у могућности да ништа не ради док се врши ажурирање нових информација, проблем бројања до бесконачности не би постојао. Истовремено, лоше путање би биле елиминисане и никакве петље које успоравају или заустављају рутирање не би биле формиране.

Нажалост, ствари нису увек тако добре. Наиме, док се тригероване информације моментално шаљу, и регуларни update се дешава у исто време. Рутери који су примили регуларне информације, а нису примили нове (тригероване) информације, ће осталим рутерима и станицама слати податке о путањама које не постоје. Могуће је и да рутер који је примио тригероване информације поново добије неки нормални update од рутера који није примио тригероване информације. Ово може поново успоставити погрешну и нетачну путању. Ако се тригерски update обави довољно брзо, ово се неће десити. Ипак, бројање до бесконачности је још увек могуће.

Компарација глобалних LSA (Link state)и локалних DVA (Distance vector) алгоритама:

Што се тиче LSA алгоритама они су ефикаснији по питању потрошње ресурса мреже (мање троше пропусног опсега) јер се update-и шаљу ређе периодично, а апериодично само кад има промене. При томе ради додатне уштеде може да се делегира ‘надређени’ рутер који је задужен за прослеђивање података (пакети које генерише протокол рутирања) ка другим рутерима. Проблем је , у току слања података се користи плављење што у случају честих размена порука може довести до прекомерне потрошње опсега, па LSA није практичан за случајеве кад су честе промене у мрежи. Друга мана је повећано процесирање порука унутар рутера поготово при прорачуну табела јер се она врши на основу читаве топологије мреже. Предност поред ефикасног трошења пропусног опсега у случају стабилних мрежа где су промене ретке је и брза реакција на промене у мрежи (због механизма плављења), као и флексибилнија дефиниција цене линка која може узети шири опсег параметара као проток, кашњење, цена саме експлоатације линка итд.

Код DVA алгоритма је предност што су једноставнији за имплементацију и погоднији су за мале мреже и због ограничења у броју хопова. Мана спора реакција на промене у мрежи, опасност од појаве бројања до бесконачности. Такође, за разлику од LSA алгоритама не одају информације о интерној структури мреже (код LSA се то дешава јер сваки рутер мора да има комплетну информацију о топологији мреже) па се они користе за међуповезивање различитих провајдера (BGP протокол). Код великих мрежа су у предности LSA алгоритми поготово због дефинисања тзв. зона чиме се велика мрежа дели на мање подцелине – ово је неопходно због брзине калкулисања табела рутирања на основу топологије мреже јер ако је превелик број чворова (рутера) онда прорачун може бити спор и захтевати доста ресурса рутера, али и због ограничења у погледу хопова код DVA алгоритама. Међутим за мање мреже су погоднији DVA због једноставности иако нема разлога да се не користе и LSA алогоритми.

Page 40: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

4.3 Хијерархијско рутирање

Као што смо могли уочити, и у DVА и у LSA алгоритмима сваки рутер мора да запамти неку информацију о осталим рутерима. Када велицина мреже порасте, број рутера у мрежи се повећава. Имплицитно, величине табела рутирања такође расту и рутери не могу ефикасно распоређивати саобраћај у мрежи. Да би се то отклонило користи се тзв. хијерархијско рутирање. Погледајмо следећи пример:

Користићемо DVA (distance vector) алгоритам за проналажење најбоље путање између два чвора. У овом примеру сваки чвор у мрежи мора да запамти табелу рутирања са 17 записа. Дат је типичан граф мреже и табела рутирања за рутер А:

Дестинација Линија Тежина

А .... ....

Б Б 1

В В 1

Г Б 2

Д Б 3

\ Б 3

Е Б 4

@ Б 5

З В 5

И В 6

Ј В 5

К В 4

Л В 4

Page 41: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Q В 3

М В 4

Н В 2

W В 3

Слика 40. Табела рутирања рутера А

У хијерархијском рутирању, рутери су класификовани у групе познате као региони. Сваки рутер има само информације о свом региону и нема информација о осталим регионима. Рутери чувају само један запис у њиховим табелама о осталим регионима. На пример, мрежу смо поделили у 5 региона:

Слика 41. Регије код хијерархијског рутирања

Ако рутер А жели да пошаље пакете према било ком рутеру у регији 2 (Г, Д, \ или Е) он их шаље према Б, и тако даље. Као што се може видети, у овој врсти рутирања табеле могу бити укратко приказане што додатно повећава ефикасност мреже. Претходни пример приказује дво- хијерархијско рутирање. Може се користити нпр. тро-нивовско и четворо-нивовско рутирање.

У тро-нивовском рутирању мрежа је подељена у одређени број група (clusters). Свака група је направљена од одређеног броја регија, а свака регија се састоји од одређеног броја рутера. Хијерархијско рутирање се највише примењује код Интернета, и садржи неколико протокола.

Следећи пример илуструје примену хијерархијског рутирања код мрежа које чине више аутономних система. Ту разликујемо intra-AS (унутар аутономног система) рутирање, и inter-AS (рутирање између аутономних система).

Page 42: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Слика 42. Хијерархијско рутирање код аутономних система

Дестинација Линија ТежинаА ..... ....Б Б 1В В 1

Регион 2 Г 2Регион 3 Д 2Регион 4 Д 3Регион 5 Д 4

Page 43: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

5.5. Примена рутирања Примена рутирања

Постоји једна специјална врста табеле рутирања која се зове подразумевани пролаз ("Default Gateway"). То подразумева следећу ситуацију: "Ако не постоји дефинисана друга путања за дестинацију, пошаљи пакет до овог gateway-а за испоручење". Ако систем рутирања процесуира табелу рутирања и не може наћи ни један други податак који одговара дестинацији за пакет, прослеђује се до овог default gateway-a. На мрежи која је спојена на Интернет, default gateway је обично адреса рутера који се налази код Интернет провајдера.

5.1 Табеле рутирања код OS MS Windows

На већини Microsoft Windows система који користе TCP/IP, команда route ping ће приказати тренутну табелу рутирања. Следи пример за систем Win NT 4.0 који има једну везу са Ethernet мрежним сегментом са IP адресом 205.217.146.100 и мрежном маском 255.255.255.0:

Network Address Netmask Gateway Address Interface Metric

0.0.0.0 0.0.0.0 205.217.146.1 205.217.146.200 1 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1 205.217.146.0 255.255.255.0 205.217.146.200 205.217.146.200 1 205.217.146.200 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1 1 205.217.146.255 255.255.255.255 205.217.146.200 205.217.146.200 1 224.0.0.0 224.0.0.0 205.217.146.200 205.217.146.200 1 255.255.255.255 255.255.255.255 205.217.146.200 205.217.146.200 1

Мрежне адресе и колона са маскама мрежа приказују вредности које су коришћене за одређивање да ли дестинација одговара запису у табели рутирања. Адресе пролаза (Gateway Address) и колоне са интерфејсима (Interface) показују где пакети треба да буду послати, док одељак метрика (Metric) приказује колико је "скупо" да се пошаље пакет, односно колико захтевна је та радња.

Прва линија ове табеле рутирања је тзв. подразумевана вредност пролаза ( Default Gateway). Адреса пролаза (Gateway Address) је адреса рутера са IP адресом 205.216.146.1, и он је на мрежу спојен преко интерфејса са адресом 205.217.146.200 . На Microsoft Windows TCP/IP систему овај запис је уобичајено уписан од стране системског администратора у Default Gateway пољу када је TCP/IP конфигурисан на систему. Друга линија је тзв. путања повратне петље (loopback route). Адреса 127.0.0.1 у пролазу и интерфејсу је специјална вредност која се односи на локални хост-рачунар. На Microsoft TCP/IP системима овај запис је аутоматски конфигурисан од стране TCP/IP софтвера.

Трећа линија дефинише опсег адреса у локалном мрежном сегменту. Ово показује да било која адреса у мрежи 205.217.146.0 класе Ц може бити нађена у мрежном сегменту спојеном на интерфејс са адресом 205.217.146.200. На Microsoft Windows TCP/IP систему овај запис је додат кад је интерфејсу додељена IP адреса 205.217.146.200 са маском мреже (netmask) 255.255.255.0. TCP/IP софтвер кориси маску мреже у комбинацији са IP адресом да добије адресу мреже 205.217.146.0.

Page 44: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Четврта линија показује како табела рутирања Microsoft-a дефинише да је 205.217.146.200 адреса локалног хост-рачунара. На Microsoft Windows TCP/IP систему овај запис је такође додат када је интерфејсу додељена IP адреса. 255.255.255.255 маска идентификује да је ова путања примењена само за пакете адресиране на појединачну адресу 205.217.146.200. 127.0.0.1 адреса пролаза и интерфејса (Gateway and Interface) пролази све пакете за ову адресу до локалног хост-рачунара.

Пети запис у листи је тзв. објављена адреса (announce address) за локалну мрежу. Ово је запис који се аутоматски додељује интерфејсу на Windows TCP/IP систему приликом доделе IP адресе.

Шеста линија је тзв. мулти-каст адреса (multicast address). Ова путања је за специјалне апликације које шаљу информације на више од једне дестинације.

Седма линија је још једна линија која је уникатна за табеле рутирања Microsoft-a. У табели датој примером сви записи имају за метрику број 1. Метрика ( metric) је вредност која приказује цену (вредност) путање. Сврха метрике је да помогне систему за рутирање да одлучи коју путању да користи ако постоји више од једне путање до одређене дестинације. Метрика упућује на број скокова потребних да би се дошло до дестинације. На пример, ако је систем спојен на две различите мреже, и трећа мрежа је доступна преко било које од њих две, постојаће две табеле рутирања са записима за трећу мрежу. Ако је трећа мрежа повезана директно за прву мрежу, метрика на првој путањи ће бити 1. Ако се захтева пролаз кроз четврту мрежу да би се дошло до друге мреже, онда је метрика на другој путањи 2. Ово одражава чињеницу да је прва путања мање "скупа" (expensive) него друга. Метрика се тако користи да мери остале атрибуте за бројање скокова. Ако једна путања пролази кроз директно повезане мреже а друга путања пролази кроз споре телефонске линије, спорија путања ће дати вишу, "скупљу" метрику.

На Microsoft TCP/IP систему табела рутирања је аутоматски уграђена када се конфигурише TCP/IP интерфејс на систему. Администратор мреже може доделити вредности на сваком индивидуалном систему, или ако се користи DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), информација је добијена од DHCP сервера када је систем стартован. Путање се могу додати уз помоћ команде route add, или могу бити добијене од система путем специфичног протокола (Internet Control Message Protocol- ICMP) или протокола рутирања (нпр. RIP). Ако систем има више интерфејса, као на пример NIC (Network Interface Card), дакле мрежне картице спојене на други мрежни сегмент или телефон спојен на мрежу, ту ће бити примењене табеле рутирања. Оне ће приказати IP адресе, мрежне адресе, објављене адресе и инерфејсе.

Додавањем интерфејса не захтева се додавање подразумеваних вредности. Под нормалним условима требало би да постоји само једна подразумевана путања (default route) на било ком TCP/IP систему. Једини случај кад треба да постоји више од једне подразумеване путање је када систем има више од једне могуће путање за спајање са Интернетом. У овом случају, постојаће вишеструке подразумеване путање, наравно са различитим метрикама. Ово може да буде случај када је систем на мрежи која је спојена на Интернет и има резервну конекцију у случају да примарна мрежа откаже (DDR – Dial on Demand Routing). Када примарна путања откаже, могуће је ту путању отказати аутоматски или мануално. Затим се секундарна путања користи од стране система за рутирање.

Page 45: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

5.2 Табеле рутирања код OS UNIX

Ако би у претходно описаном примеру користили UNIX оперативни систем, табеле рутирања би биле другачије али би функционисале принципски исто. На већини UNIX система табеле рутирања се приказују уз помоћ команде netstat- нр. Опција –р говори програму да прикаже табелу рутирања, а опција –n говори да се прикаже нумеричка IP адреса, уместо име домена за систем и мреже. Следећа табела је из Linux UNIX система који има IP адресу 205.217.146.198 и маску мреже 255.255.255.0 :

Kernel routing table

Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface

205.217.146.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 3070 eth0

127.0.0.0 0.0.0.0 255.0.0.0 U 0 0 2130 lo

0.0.0.0 205.217.146.1 0.0.0.0 UG 0 0 2370 eth0

Колона дестинација (Destination) даје мрежну и адресу хост-рачунара за дати унос. Колона пролаза (Gateway) приказује пролазе који се користе да би се достигла дестинација. Genmask колона приказује маску мреже за запис у табели. Колона заставе (Flags) описује статус записа. Вредности ове колоне су следеће:

U- значи да се ова путања може користити G- дестинација је пролаз (gateway) H- дестинација је хост-рачунар R- путања ће бити поново успостављена након што истекне време D- ова путања је направљена динамички (редирекцијом) M- путања је модификована динамички (редирекцијом)

Колона Метрика (Metric) даје релативну метрику за тренутну путању. Колона коришћења (Use) приказује колико много пакета је преношено коришћењем ове путање. Интерфејс (Interface) колона показује физичке интерфејсе који су коришћени за ову путању. У овој табели eth0 је Ethernet port #0, док је lo локална повратна петља (loopback).

Прва линија табеле приказује опсег валидних IP адреса на мрежи директно конектованих на интерфејс eth0.

Друга линија приказује локалну повратну петљу.

Трећа линија је подразумевана путања (default route). Она показује да је то пролаз (Gateway) са IP адресом 205.217.146.1, и да се налази на локалном мрежном сегменту који је спојен на интерфејс eth0. Табела рутирања приказана на UNIX систему има мање записа него она приказана на Microsoft Windows оперативном систему. Ово је делимично зато што UNIX систем нема неке записе, као што су мулти-каст путања, коју Microsoft TCP/IP додаје као подразумевану. Такође, UNIX netstat команда не приказује неке

Page 46: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

информације као што су IP адресе локалног интерфејса и мрежне објављене адресе. UNIX табела даје више информација по линији него табела приказана под Microsoft TCP/IP, приказујући специфични статус и корисне информације.Као и табела Microsoft-a, ако се додају неки интерфејси и табеле, додаће се и записи у UNIX табелама рутирања.

Page 47: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

6.6. PING, TRACE ROUTE PING, TRACE ROUTE

Када подешавамо међумрежно рутирање или тестирамо постојећу путању за неке проблеме, постоје две алатке које су доступне на TCP/IP системима помоћу којих се то може урадити. То су Ping и Trace Route. Коришћење ових алатки може помоћи код идентификације ако постоји проблем и може помоћи у сужавању региона да би се решио проблем. Већина оперативних система и програмабилних рутера који подржавају TCP/IP имају неке верзије ping програма. Trace Route није толико комотан као ping , али се такође налази на већини рутера и оперативних система које подржавају TCP/IP.

6.1 Pinд

Израз Ping је позајмљен из поморства, из поступка у коме сонар на броду емитује звучне таласе (звучи као "пинг") на основу којих се лоцирају друга пловила или евентуалне препреке.

Ping програм шаље ехо поруку на специфичну адресу. Ако је систем на тој адреси доступан и ако функционише, он мора да узврати ехо поруком систему који је послао. Већина ping програма ће приказати информацију о томе колико дуго је требало поруци да пређе од изворишта до дестинације и назад. Ping програми обично дозвољавају дефинисање параметара да би се променила операција програма. Ово може обухватати број порука које су послате, време између слања пакета, величину пакета и узорак података који су послати.

Под Microsoft Windows TCP/IP -ом, ping програм обично шаље четири поруке. Следећи пример илуструје извршену ping команду на Microsoft Windows NT 4.0 систему:

Pinging ns1.wlw.com [205.217.146.198] with 32 bytes of data:

Reply from 205.217.146.198: bytes=32 time<10ms TTL=255

Reply from 205.217.146.198: bytes=32 time<10ms TTL=255

Reply from 205.217.146.198: bytes=32 time<10ms TTL=255

Reply from 205.217.146.198: bytes=32 time<10ms TTL=255

На Linux UNIX систему ping програм ће наставити да шаље пакете све док се то не прекине коришћењем команде Ctrl-C, осим ако бројање пакета није специфицирано са –C опцијом.

Следећи пример илуструје коришћење ping команде на Linux систему:

PING zeus.wlw.com (205.217.146.200): 56 data bytes

64 bytes from 205.217.146.200: icmp_seq=0 ttl=128 time=2.8 ms

64 bytes from 205.217.146.200: icmp_seq=1 ttl=128 time=2.0 ms

64 bytes from 205.217.146.200: icmp_seq=2 ttl=128 time=2.0 ms

64 bytes from 205.217.146.200: icmp_seq=3 ttl=128 time=2.0 ms

64 bytes from 205.217.146.200: icmp_seq=4 ttl=128 time=2.0 ms

Page 48: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

64 bytes from 205.217.146.200: icmp_seq=5 ttl=128 time=2.0 ms

^c

--- zeus.wlw.com ping statistics ---

6 packets transmitted, 6 packets received, 0% packet loss

round-trip min/avg/max = 2.0/2.1/2.8 ms

Приметимо да UNIX верзија ping-а даје информације тек кад је прекинута.

6.2 Trace Route (праћење путање)

Trace Route је програм који није толико раширен као Ping, али се налази на већини TCP/IP система. Trace Route користи исти тип ехо-поруке као и Ping, али те поруке користи на другачији начин. Један од параметара у TCP/IP пакету је тзв. Time-To-Live (TTL), дакле време постојања поруке. Овај параметар говори колико рутера (или gateway -а, пролаза) порука може да прође пре него је уништена. Сваки gateway који прослеђује поруке умањује (декрементује) TTL бројач. Када бројач доспе до нула порука није више валидна. Затим се порука шаље назад да обавести пошиљаоца да је TTL време истекло. Главни разлог постојања TTL-а је да натера пакет да се уништи ако постане део у некој циркуларној путањи, уместо да настави да кружи по Интернету бесконачно.

Trace Route користи TTL параметре у ехо-поруци да мапира путању одређену од стране поруке која се помера кроз мреже. Ова порука је прво послата са TTL вредношћу 1. Ово ће истећи код првог рутера (или gateway -а). Затим се TTL повећава за један сваки пут кад је порука послата изван, све док не стигне до дестинације. Сваки пут кад се TTL порука врати од стране неког рутера, добијају се две значајне информације: IP адреса gateway -а где је истекла порука, и време које је потребно да порука направи пун круг до тог gateway-а и назад до пошиљаоца. Ова информација је обично приказана у праћењу путање. Ово омогућава да се направи означена путања направљена од стране пакета, корак по корак, од извора до дестинације. Ако је циљ недоступан, Trace Route ће обично приказати сваки корак путање до тачке где је порука враћена. Већина ових програма омогућава максимално 30 скокова пре него се прекине процес. Овај максимум обично може бити промењен од стране корисника.

Већина програма за праћење путање ће послати најмање три поруке на сваки корак путање, враћајући информације за сваки од ових покушаја. Ако порука није враћена, недостајућа порука је обично идентификована као звездица (*) уместо одговарајућег времена потребног да се направи цео круг.

Trace Route програми ће обично прихватити дестинацију дату или у форми нумеричке IP адресе или као DNS име домена. Ако је дата IP адреса, програм ће обично вратити и име које је повезано са том адресом. Ако је задато DNS име систем ће вратити IP адресе. Како програм приказује сваки скок путање, обично ће приказати IP адресу и било које име домена које је повезано са том адресом.

На систему који користи Microsoft Windows TCP/IP, програм се зове tracert. Следећи пример је рађен на Windows NT 4.0 систему и приказује изглед када је путања на четвртом скоку:

Page 49: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

D:\>tracert ns1.berkeley.edu

Tracing route to ns1.berkeley.edu [128.32.136.9]

over a maximum of 30 hops:

1 20 ms <10 ms 10 ms router.wlw.com [205.217.146.1]

2 140 ms 40 ms 40 ms 204.153.64.50

3 40 ms 40 ms 40 ms 204.153.64.1

4 * * * Reljuest timed out.

5 * * * Reljuest timed out.

6 * * ^C

Следећи пример је исти пример али са приказаним свим путањама до дестинације:

D:\>tracert ns1.berkeley.edu

Tracing route to ns1.berkeley.edu [128.32.206.9]

over a maximum of 30 hops:

1 20 ms <10 ms 10 ms router.wlw.com

[205.217.146.1]

2 40 ms 40 ms 40 ms wwi_isdn_a01.wwi.net

[204.153.64.50]

3 41 ms 50 ms 210 ms wwi_7000.wwi.net

[204.153.64.1]

4 50 ms 50 ms 40 ms 904.Hssi4-0.GW1.KCY1.ALTER.NET

[137.39.151.17]

5 180 ms 380 ms 291 ms Fddi0-0.CR1.KCY1.Alter.Net

[137.39.37.225]

6 150 ms 70 ms 80 ms 126.Hssi6-0.CR1.DCA1.Alter.Net

[137.39.59.29]

7 90 ms 80 ms 90 ms 101.Hssi4-0.CR1.TCO1.Alter.Net

[137.39.69.85]

8 140 ms 451 ms 110 ms 411.atm10-0.br1.tco1.alter.net

[137.39.13.13]

9 751 ms 141 ms 80 ms Sprint-TCO1-gw.ALTER.NET

[137.39.103.18]

10 80 ms 70 ms 81 ms sl-dc-1-F/T.sprintlink.net

[198.67.0.7]

11 370 ms 401 ms 320 ms sl-stk-2-H2/0-T3.sprintlink.net

[144.228.10.105]

12 260 ms 111 ms 100 ms sl-stk-16-F0/0.sprintlink.net

Page 50: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

[144.228.40.16]

13 260 ms 130 ms 110 ms sl-csuberk-1-H1/0-T3.sprintlink.net

[144.228.146.50]

14 220 ms 110 ms 110 ms inr-666-dmz.berkeley.edu

[198.128.16.21]

15 110 ms 110 ms 120 ms inr-107-styx.Berkeley.EDU

[128.32.2.1]

16 110 ms 120 ms 121 ms inr-100.Berkeley.EDU

[128.32.235.100]

17 191 ms 140 ms 150 ms ns1.Berkeley.EDU

[128.32.206.9]

Trace complete..

На систему који користи Linux UNIX програм се назива traceroute. Следећи пример је на Linux систему који приказује путању на четвртом скоку:

ns1:c# traceroute ns1.berkeley.edu

traceroute to ns1.berkeley.edu (128.32.206.9), 30 hops max, 40 byte packets

1 router.wlw.com (205.217.146.1) 3.128 ms 2.94 ms 2.699 ms

2 204.153.64.50 (204.153.64.50) 124.093 ms 33.994 ms 33.285 ms

3 204.153.64.1 (204.153.64.1) 49.623 ms 104.921 ms 35.334 ms

4 * * *

5 * * *

^c

Следећи је пример који приказује исту путању као и прошли пример, али сад са свим путевима до дестинације:

ns1:c# traceroute ns1.berkeley.edu

traceroute to ns1.berkeley.edu (128.32.136.9), 30 hops max, 40 byte packets

1 router.wlw.com (205.217.146.1) 3.192 ms 2.853 ms 2.83 ms

2 wwi_isdn_a01.wwi.net (204.153.64.50) 37.2 ms 33.519 ms 33.809 ms

3 wwi_7000.wwi.net (204.153.64.1) 35.617 ms 35.857 ms 35.658 ms

4 904.Hssi4-0.GW1.KCY1.ALTER.NET (137.39.151.17) 41.283 ms 173.836 ms 48.061 ms

5 Fddi0-0.CR1.KCY1.Alter.Net (137.39.37.225) 37.197 ms 60.388 ms 37.575 ms

6 126.Hssi6-0.CR1.DCA1.Alter.Net (137.39.59.29) 79.932 ms 67.333 ms 66.861 ms

7 101.Hssi4-0.CR1.TCO1.Alter.Net (137.39.69.85) 242.576 ms 73.019 ms 74.759 ms

8 411.atm10-0.br1.tco1.alter.net (137.39.13.13) 448.886 ms 384.883 ms 418.54 ms

9 Sprint-TCO1-gw.ALTER.NET (137.39.103.18) 152.252 ms 201.521 ms 248.778 ms

10 sl-dc-1-F/T.sprintlink.net (198.67.0.7) 417.669 ms 72.166 ms 71.769 ms

11 sl-stk-2-H2/0-T3.sprintlink.net (144.228.10.105) 120.468 ms 448.901 ms 488.277 ms

Page 51: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

12 sl-stk-16-F0/0.sprintlink.net (144.228.40.16) 108.583 ms 118.499 ms 104.628 ms

13 sl-csuberk-1-H1/0-T3.sprintlink.net (144.228.146.50) 233.624 ms 138.528 ms 109.856 ms

14 inr-666-dmz.berkeley.edu (198.128.16.21) 110.952 ms 339.673 ms 122.125 ms

15 inr-107-styx.Berkeley.EDU (128.32.2.1) 112.056 ms 199.265 ms 172.471 ms

16 inr-101.Berkeley.EDU (128.32.235.101) 126.278 ms 169.483 ms 115.056 ms

17 ns1.Berkeley.EDU (128.32.136.9) 107.024 ms 250.979 ms 127.702 ms

ns1:c#

Ping и Trace Route су доста корисни код отклањања проблема са TCP/IP комуникацијама. Они дозвољавају мрежном администратору да тестира да ли је удаљени систем достижан, и ако није где су везе у прекиду. Информације добијене од ових програма такође могу бити и лажне. Ако је удаљени систем заштићен од стране сигурностног firewall-а, често је могуће до тог система допрети помоћу електронске поште, HTTP -а и осталих стандардних протокола, док су Ping и Trace Route стопирани на заштити (firewall). Такође, ако постоји више од једне путање до удаљеног рачунара, понекад се може десити да порука доспе до удаљеног рачунара док се повратна порука враћа другачијом путањом и забележи другачије параметре. За ефектно решавање TCP/IP проблема на путањама које пролазе кроз више мрежа често је неопходно имати искусне мрежне инжењере у свим мрежама кроз које пролази порука.

Page 52: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

ЗакључакЗакључак

Проблем разматран у овом раду превазилази његове оквире. Само кроз овакав рад, није било могуће да се сагледају сва питања које обухвата тема Aлгоритми за рутирање у савременим рачунарским мрежама или да се дају адекватни одговори на њих, а исто тако и да се истакне, како значај тако и правац овог дела рачунарских мрежа. У тренутку доношења одлуке да прихватим овај рад био сам свестан тежине и (пре)амбициозности, јер је за овакав подухват потребно више времена и добро познавање стања рачунарских мрежа. Пракса и доказује, да је овај посао и дугорочног карактера, а изузетно завистан од окружења. Праћење развоја информатике и њено усавршавање треба да се спроводи на свим нивоима командовања а највећу одговорност за то треба да имају органи на највишим нивоима.

Овај рад је имао и за циљ да мотивише органе на највишем нивоу да се баве овом и сличном проблематиком у области Информатике јер се увелико води информатички “рат” који је захватио обим светских размера а све више преузима улогу и у највећим војним силама.

Page 53: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

ЛитератураЛитература

1. Литература коришђена при изради рада:

[1] Аndrew S. Tanenbaum, Рачунарске мреже, Превод четвртог издања, Микро књига, Београд

[2] CCDA Self-Study: Designing for Cisco Internetwork Solutions (DESGN) 640-861

[3] Cisco Systems, Inc, Gigabit Campus Network Design - Principles and Architecture, White Paper, 1999

[4] Cisco Systems, Inc, Network Design and Case Studies (CCIE Fundamentals), 2nd Edition, Cisco Press, 2001

[5] Gupta S, Engineering a campus network, Kanpur campus, India, Indian Express Group (Mumbai, India), 2001

[6] Haviland Geoff, Designing High-Performance Campus Intranets with Multilayer Switching, White Paper, Cisco Systems, Inc, 1998

[7] MSCE уџбеник за припрему испита - Основе умрежавања плус, Треће издање, CET Computer Equipment and Trade, Чачак

[8] Rolf Oppliger, Security Technologies for the World Wide Web, Second Edition, Artech House, 2003

[9] Sivakumar G., Design and Implementation of Campus Network and Computing Infrastructure, Indian Institute of Technology, Bombay, 2005

[10] Terry William Ogletree, Надоградња и поправка мрежа, Превод трећег издања, CET Computer Equipment and Trade, Чачак

[11] William Stallings, Cryptography and Network Security Principles and Practices, Fourth Edition, Prentice Hall, NJ, 2005

2. Сајтови коришћени при изради рада

www.cisco.netacad.netwww.ieee.orgwww.wikipedia.org

Page 54: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Списак сликаСписак слика

Слика 1. Топологија магистрале..................................................................................................7

Слика 2. Топологија звезде...........................................................................................................7

Слика 3. Топологија прстена........................................................................................................8

Слика 4. Топологија у облику мреже (случај потпуне мреже)..................................................9

Слика 5. Топологија стабла...........................................................................................................9

Слика 6. Топологија хијерархијске звезде................................................................................10

Слика 7. Топологија бежичне звезде.........................................................................................10

Слика 8. Fujitsu Geo Stream R980 индустријски рутер............................................................11

Слика 9. Приказ OSI референтног модела и рутера.................................................................11

Слика 10. Табела слојева OSI модела........................................................................................12

Слика 11. TCP/IP и OSI модел....................................................................................................13

Слика 12. Картица мрежног интерфејса....................................................................................14

Слика 13. Мрежни мост врши сегментацију саобраћаја..........................................................14

Слика 14. Одређивање путања унутар свича према одредишним адресама..........................16

Слика 15. Мрежни свич...............................................................................................................17

Слика 16. Модели преноса фрејмова кроз свич........................................................................18

Слика 17. Мрежни рутер, унутрашње компоненте..................................................................19

Слика 18. Пример табеле рутирања (табела са Cisco рутера).................................................21

Слика 19. Пример одређивања статичке путање......................................................................22

Слика 20. Пример одређивања динамичке путање...................................................................23

Слика 21. Аутономни системи и екстерни протокол...............................................................25

Слика 22. IGP и EGP протоколи рутирања...............................................................................25

Слика 23. Превођење адреса.......................................................................................................26

Слика 24. Табела протокола рутирања формирана на основу класификације......................26

Слика 25. Илустрација рутирања..............................................................................................29

Слика 26. Дијкстра алгоритам....................................................................................................31

Слика 27. Т-чвор..........................................................................................................................32

Слика 28. Т-чвор..........................................................................................................................32

Слика 29. Т-чвор..........................................................................................................................32

Слика 30. Т-чвор..........................................................................................................................33

Слика 31. Типичан граф рутирања.............................................................................................33

Слика 32. Tабела рутирања за рутер И......................................................................................34

Слика 33. Пример табеле раздаљина.........................................................................................35

Слика 34. Дијаграм тока..............................................................................................................35

Page 55: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Слика 35. Формирање табеле раздаљина..................................................................................36

Слика 36.Табела раздаљина........................................................................................................37

Слика 37. Табела раздаљина.......................................................................................................37

Слика 38. Мрежни граф и табела рутирања..............................................................................38

Слика 39. Проблем “бројање до бесконачности”.....................................................................39

Слика 41. Регије код хијерархијског рутирања........................................................................42

Слика 42. Хијерархијско рутирање код аутономних система.................................................43

Page 56: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

Списак скраћеницаСписак скраћеница

Скраћеница Тумачење

AR All-Route

AURP AppleTalk Update Routing Protocol

BGP4 Border Gateway Protocol Version 4

CA Collision Avoidance

CD Collision Detection

DUAL Diffusing Update Algorithm

DVА Distance Vector Algorithm

EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

EIGRP Enchanced Interior Gateway Protocol

FTP File Transfer Protocol

HTTP Hyper Text Transfer Protocol

IGRP Interior Gateway Protocol

IP Internet Protocol

IS-IS Intermediate System to Intermediate System

ISO International Organisation for Standardisation

LAN Local Area Network

LSP Link-State Packet

LSА Link State Algorithm

MAC Media Access Control Adress

MAN Metropolien Area Network

NAT Network Adress Translation

NCP Network Control Protocol

NIC Network Intrface Card

NLSP NetWare Link Services Protocol

NLSP NetWare Link State Protocol

NSF National Science Fondation

NVRAM Nonvolatile Random-Access Memory

OSI Open Systems Interconnection

OSPF Open Shortest Path First

PAN Personal Area Network

Page 57: Algoritmi Za Rutiranje u Savremnim Racunarskim Mrezama

POST Power-On Self Test

RAM Random-Access Memory

RIP Routing Information Protocol

ROM Read-Only Memory

RTM Router Table Protocol

RTMP Routing Table Maintenance Protocol

SMTP Simple Mail Transfer Protocol

SPF Shortest Path First

SR Single-Route

TCP Transmission Control Protocol

WAN Wide Area Network