Множественная адресация - Multihoming

Множественная адресация это практика подключения хозяин или компьютерная сеть к более чем одной сети. Это может быть сделано для повышения надежности или производительности.

Типичная сеть хоста или конечного пользователя подключена только к одной сети. Во многих случаях может быть полезно подключить хост или сеть к нескольким сетям, чтобы повысить надежность (в случае сбоя одного канала пакеты все равно можно маршрутизировать через остальные сети) и повысить производительность (в зависимости от пункта назначения, может быть более эффективным маршрутизация через одну сеть или другую).

Варианты

Есть несколько разных способов выполнения множественной адресации.

Хост-множественная адресация

Один хост может быть подключен к нескольким сетям. Например, мобильный телефон может быть одновременно подключен к Wi-Fi сеть и 3G сети, а настольный компьютер может быть подключен как к домашней сети, так и к VPN. Хосту с несколькими сетями обычно назначают несколько адресов, по одному на каждую подключенную сеть.

Классическая множественная адресация

В классической множественной адресации[1][2] сеть подключена к нескольким провайдерам и использует свой собственный диапазон адресов (обычно от Независимый поставщик (PI) диапазон). Граничные маршрутизаторы сети обмениваются данными с поставщиками, используя динамическая маршрутизация протокол, обычно BGP, который объявляет диапазон адресов сети всем провайдерам. Если один из каналов выходит из строя, протокол динамической маршрутизации распознает сбой в течение секунд или минут и перенастраивает его. таблицы маршрутизации использовать оставшиеся ссылки прозрачно для хостов.

Классическая множественная адресация обходится дорого, поскольку требует использования адресного пространства, приемлемого для всех провайдеров. Автономная система (AS) номер и протокол динамической маршрутизации. Поскольку многосетевое адресное пространство не может быть агрегировано, это вызывает рост глобальной таблицы маршрутизации.[3]

Множественная адресация с несколькими адресами

В этом подходе сеть подключена к нескольким поставщикам и назначается несколько диапазонов адресов, по одному для каждого поставщика. Хостам назначается несколько адресов, по одному для каждого провайдера.[4]

Множественная адресация с несколькими адресами дешевле, чем классическая множественная адресация, и может использоваться без какого-либо сотрудничества с поставщиками (например, в домашней сети), но требует дополнительных технологий для выполнения маршрутизации:[5]

  • для входящего трафика хосты должны быть связаны с несколькими A или AAAA Записи DNS чтобы они были доступны через всех провайдеров;
  • для исходящего трафика такая техника, как маршрутизация от источника должны использоваться для маршрутизации пакетов через правильного поставщика, и хосты должны реализовывать разумные политики выбора адреса источника.

Предостережения

Когда для повышения надежности используется множественная адресация, необходимо избегать любых единая точка отказа (SPOF):

  • Связь с восходящим потоком: У данного центра сетевых операций должно быть несколько восходящих ссылок на независимый провайдеры. Кроме того, чтобы уменьшить возможность одновременного повреждения всех восходящих каналов, физическое расположение каждого из этих восходящих каналов должно быть физически различным: достаточно далеко друг от друга, чтобы часть оборудования (например, экскаватор ) не разорвет случайно все соединения одновременно.
  • Маршрутизаторы: Маршрутизаторы и переключатели должны быть расположены так, чтобы ни одна часть сетевого оборудования не контролировала весь сетевой доступ к данному хосту. В частности, нередки случаи, когда несколько восходящих каналов Интернет сходятся на одном граничном маршрутизаторе. В такой конфигурации потеря этого единственного маршрутизатора приводит к отключению восходящего канала Интернет, несмотря на то, что в противном случае используются несколько интернет-провайдеров.
  • Подключение к хосту: "Надежный" хост должен быть подключен к сети через несколько сетевые интерфейсы, каждый из которых подключен к отдельному маршрутизатору или коммутатору. В качестве альтернативы и предпочтительно функция данного хоста может дублироваться на нескольких компьютерах, каждый из которых подключен к другому маршрутизатору или коммутатору.
  • Ссылки на объекты: Хост не только должен быть доступен, но во многих случаях на него также должны быть "ссылки", чтобы быть полезным. Для большинства серверов это, в частности, означает, что разрешение имени чтобы этот сервер работал. Например, если отказ одного элемента мешает пользователям правильно разрешить DNS-имя этого сервера, то сервер фактически недоступен, несмотря на его состояние подключения.

За счет увеличения количества используемых интерфейсов и каналов и уменьшения детерминированности маршрутизации, множественная адресация усложняет администрирование сети.[нужна цитата ].

IPv4

Классическая множественная адресация - доминирующий метод для IPv4. Для этого требуется, чтобы сеть имела собственный диапазон общедоступных IP-адресов и общедоступный номер AS.

Хотя для IPv4 реализована множественная адресация с несколькими адресами,[6] он обычно не используется, поскольку реализации хоста плохо справляются с несколькими адресами на интерфейс, что требует использования «виртуальных интерфейсов».[7]

Также возможно реализовать множественную адресацию для IPv4, используя несколько NAT шлюзы.[8]

IPv6

В IPv6 можно использовать как классическую множественную адресацию, так и множественную адресацию с несколькими адресами.

Классическая множественная адресация

Независимое от провайдера адресное пространство (PI) доступен в IPv6.[9] Преимущество этого метода заключается в том, что он работает как IPv4, поддерживает балансировку трафика между несколькими поставщиками и поддерживает существующие сеансы TCP и UDP с помощью переключений. Критики говорят, что увеличенный размер таблиц маршрутизации, необходимых для обработки множественной адресации таким образом, перегрузит современное оборудование маршрутизатора. Сторонники говорят, что новое оборудование сможет справиться с увеличением за счет более дешевой памяти, которая, согласно Закон Мура. Сторонники также говорят, что это единственное жизнеспособное решение прямо сейчас, и хуже лучше Философия поддерживает идею о том, что лучше развернуть несовершенное решение сейчас, чем идеальное решение, когда уже слишком поздно.

Поскольку многие интернет-провайдеры отфильтровывают объявления о маршрутах с небольшими префиксами, для этого обычно требуется большое выделение IP-адресов размером с размер интернет-провайдера, например / 32, для обеспечения глобальной доступности. Использование таких больших префиксов - неэффективное использование адресного пространства IPv6; префиксов всего около 4 млрд / 32. Однако с прагматической точки зрения выделение / 32 эквивалентно по стоимости глобального адресного пространства выделению одного адреса IPv4, и это может быть приемлемо, если, как кажется вероятным в обозримом будущем, количество многосетевых сайтов может быть пронумеровано. только в миллионах, в отличие от многих миллиардов конечных точек без нескольких подключений, которые, как ожидается, будут составлять подавляющее большинство конечных точек IPv6.[нужна цитата ] Немного региональные интернет-регистры (RIR), такие как RIPE, начали выделять / 48 из определенного префикса для этой цели. RIPE выделяет независимые от провайдера адресные пространства IPv6 / 48 или короче с 2001: 0678 :: / 29.

Множественная адресация с несколькими адресами

Для IPv6 реализована множественная адресация с несколькими адресами.[6][10] Для исходящего трафика это требует поддержки на хосте, независимо от протокола (Многопутевый TCP, SCTP и т. д.) или специфичных для IPv6 (например, SHIM6 ).

Другие решения

  • Автоматическая перенумерация.[6][11] Если один восходящий канал выходит из строя, все адреса в сети будут перенумерованы в новую подсеть / 48. Для перенаправления трафика в другую подсеть / 48 необходимо обновить записи DNS и брандмауэра. Это изменение нумерации нарушит текущие сеансы TCP и UDP.
  • Протокол разделения локатора / идентификатора (LISP)

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Ильич ван Бейнум, Взгляд на множественную адресацию и BGP
  2. ^ Пример конфигурации для BGP с двумя разными поставщиками услуг (множественная адресация)
  3. ^ http://bgp.potaroo.net/
  4. ^ Масштабируемая поддержка многосетевого подключения нескольких провайдеров. Дои:10.17487 / RFC2260. RFC 2260.
  5. ^ Постановка проблемы для выбора адреса по умолчанию в многопрефиксных средах: операционные проблемы правил по умолчанию RFC 3484. Дои:10.17487 / RFC5220. RFC 5220.
  6. ^ а б c Матье Бутье; Юлиуш Хробочек (2015), «Маршрутизация с учетом источника», Proc. Сеть IFIP 2015, arXiv:1403.0445, Bibcode:2014arXiv1403.0445B
  7. ^ https://tools.ietf.org/html/draft-wr-mptcp-single-homed-07
  8. ^ Векторная маршрутизация (PDF)
  9. ^ https://www.ripe.net/participate/policies/proposals/2006-01
  10. ^ https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-rtgwg-dst-src-routing-02
  11. ^ https://tools.ietf.org/html/rfc5887

дальнейшее чтение