網路遮罩 路由匯總

善用路由匯總 提升路徑比對速度

2012-10-05
隨著網路設計日趨複雜,子網路數量大幅增加,路由器的路由表資料量也將急速暴增,此一現象將導致比對路由路徑的速度變慢。其中的關鍵在於如何減少路由表資料的數量,以下將說明相關技術以資因應。
把172.16.32.0/24和172.16.128.0/24這兩個子網路路由資訊結合成一筆172.16.0.0/16這樣的路由,就是路由匯總的功能。

Classless的路由協定如RIPv2、OSPF、IS-IS以及EIGRP路由協定等等,都支援路由匯總,當然也支援VLSM。而Classful的路由協定,例如RIPv1及IGRP路由協定則不支援路由匯總,因為已經自動做了相對應的匯總動作。

路由匯總的詳細資訊以及運作方式都被定義在RFC 1518(An Architecture for IP Address Allocation with CIDR)之中,有興趣的讀者可以前往查看並且研讀。

路由匯總的計算方式

了解路由匯總的目的與運作方式之後,應該已經大略明白如何計算路由匯總的資料了。不過,下面還是用一個例子進行說明。 假設有個路由器收到以下這些子網路的路由資訊更新:

 

則路由匯總之後的資料應該是如何呢?先把這些資料轉成二進位:

 

轉換之後,可以輕易地發現,前面粗體字部分在這八個子網路中都是一樣的,所以這些相同的部分就是路由匯總後的結果,也就是:

 

而因為相同的部分有21個數字,所以遮罩就是21,因此最後路由匯總的結果就是:

 

現在讀者也能完全了解路由匯總了,接著介紹多變長度子網路遮罩下的路由匯總。

多變長度子網路遮罩的路由匯總

利用下面這個網路架構圖來說明多變長度子網路遮罩的路由匯總如何計算。

 

假設路由器E、F及路由器H會把路由資訊傳送給路由器G,然後路由器G把路由資訊傳送給路由器Z,從中可以發現,路由器E所連接的子網路遮罩是26,而路由器F和路由器H所連接的子網路遮罩是20,因此這個網路架構是多變長度子網路遮罩。底下來看看如何在這個多變長度子網路遮罩的環境中做到路由匯總。

首先,匯總路由器E所連接的子網路,若將路由器E所連接的子網路172.16.32.64/26和172.16.32.128/26轉換成二進位的話,則如下列所示:

 

可以發現匯總起來的結果是:

 

所以路由器E傳送給路由器G的路由匯總資料是172.16.32.0/24,因此現在路由器G會收到的路由資料如下:

 

若將這些資料轉換成二進位,則如下列所示:

 

即使這三筆路由資料各使用不同的子網路遮罩,但從以上的二進位表示法中可以很清楚地顯示出,相同之處只有最前面的部分,後面完全不同:

 

所以這三筆路由資料經過路由匯總後的結果應該是:

 

看到這裡,想必各位讀者應該都已經完全明白在多變長度子網路遮罩的環境中如何做到路由匯總。

設計路由匯總所必須考慮的因素

從上面這些介紹,可以清楚發現路由匯總可以有以下這些好處:

1. 有效地減少路由更新的頻率。
2. 減少不必要的網路流量。
3. 減少路由表所佔據的記憶體使用量。

但是,在使用路由匯總的同時,以下這些因素也是網路管理人員必須考量的:

1. 所有不同的IP位址都必須擁有某一定程度之相同的位元。這裡所指的相同的位元都必須是從左邊考量過來,也就是所謂的Highest Order Bits。
2. 路由的決定必須取決於整個完整的位址,也就是整個32位元的位址。
3. 路由協定必須傳送子網路遮罩的長度資訊。

Cisco設備對於路由匯總的管理

基本上,Cisco網路設備對於路由匯總的管理,有以下兩種不同的方法:

1. 傳送路由匯總資料。
2. 從路由匯總資料中選取路由。


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