Co to jest protokół bramy wewnętrznej?

Protokół wewnętrznej bramy (IGP) to metoda wykorzystywana przez administratorów sieci do obsługi routingu ruchu w sieci komputerowej z jednej części kontrolowanej sieci do drugiej. Protokół bramy wewnętrznej jest konieczny tylko wtedy, gdy istnieje wiele routerów, przez które trzeba przejść, aby ruch mógł ominąć sieć. W przypadkach, w których niezbędny jest protokół IGP, sieć jest określana jako system autonomiczny (AS). Protokół IGP jest zatem odpowiedzialny za upewnienie się, że wszystkie routery w AS wiedzą, jak przenosić ruch między sobą do swoich miejsc docelowych. Różni się to od protokołu bramy zewnętrznej, który jest odpowiedzialny za kierowanie ruchem wychodzącym lub wchodzącym do określonego AS.

Protokół bramy wewnętrznej jest uważany za protokół routingu dynamicznego ze względu na jego zdolność do automatycznego aktualizowania informacji o routingu dla każdego routera. W porównaniu z metodą statyczną, w której administrator musi ręcznie aktualizować każdy router, protokół IGP jest znacznie bardziej przydatny w przypadku większej sieci routerów; metoda statyczna jest najlepsza w przypadku mniejszych sieci lub sieci z jednym routerem. Istnieje kilka typów protokołów bram wewnętrznych, które podlegają kilku ogólnym klasyfikacjom.

Protokół routingu działający na podstawie wektora odległości jest oparty na algorytmie, w którym każdy router w systemie AS oblicza najkrótszą ścieżkę do miejsca docelowego, zliczając liczbę innych routerów, przez które muszą przejść dane, aby dotrzeć do miejsca docelowego. Routery będą wysyłać do siebie komunikaty, aby wykreślić ścieżkę, w której każdy napotkany router liczy się jako jeden „przeskok” wzdłuż ścieżki. Ścieżka z najmniejszą liczbą przeskoków jest wtedy znana routerowi jako preferowana trasa, którą mają przejąć pakiety danych. Jeśli router na tej ścieżce przejdzie w tryb offline, będzie szukał trasy o najniższej liczbie przeskoków i tak dalej.

Jedną z wad jest to, że protokoły bram wewnętrznych oparte na routingu opartym na wektorze odległości mogą mieć problemy z opóźnieniem. Za każdym razem, gdy nowy router jest dodawany lub usuwany z AS, wszystkie routery muszą ponownie zbiegać się, aby określić najkrótszą ścieżkę. Opóźnienie występuje, ponieważ routery czekają trzy minuty, zanim zrezygnują z preferowanej ścieżki i rozpoczną proces konwergencji, szukając nowej ścieżki. Routing IGP oparty na wektorze odległości również nie ma wiedzy o tym, czy łącze do konkretnego routera jest szybsze niż inne, a idealną ścieżką jest tylko liczba przeskoków między sobą.

Innym typem protokołu bramy wewnętrznej jest metoda stanu łącza. W protokole stanu łącza każdy router w systemie AS udostępnia nieco więcej informacji. Gdy każdy router komunikuje się z innym, tworzą bazę danych zawierającą informacje o innych routerach w systemie AS, w tym o szybkości, z jaką odbywa się komunikacja między routerami. Baza danych jest następnie przetwarzana w każdym routerze i opracowywane są tablice routingu. Dzięki protokołowi IGP według stanu łącza, AS może podlegać szybkim zmianom i jest w stanie szybko przekierować trasę do różnych innych routerów, jeśli jedna z tras stanie się niedostępna; zbieżność w protokole routingu według stanu łącza następuje w ciągu kilku sekund, a nie minut.

Protokoły bram wewnętrznych według stanu łącza mają również wadę polegającą na tym, że mają tendencję do wykorzystywania większych zasobów obliczeniowych w porównaniu z ich kuzynami opartymi na wektorze odległości. Routery w AS wykonują wiele obliczeń w locie podczas konwergencji, a także gromadzą i przechowują wiele informacji, więc zwykle zużywają więcej mocy procesora i pamięci. Jeśli sieć korzystająca z metody stanu łącza doświadcza częstego usuwania lub dodawania routerów, może to być uciążliwe, ponieważ konwergencja szybko zaleje routery AS nowymi informacjami. Jako obejście, routery są podzielone na hierarchie, w których zbiegają się tylko routery z określonej grupy. Router szkieletowy, zwany routerem brzegowym obszaru (ABR), łączy się następnie z innymi routerami ABR, aby uzyskać pełną konwergencję w systemie AS.
Połączenie tych dwóch typów to rozszerzony protokół routingu bramy wewnętrznej (EIGRP). Chociaż protokół EIGRP jest zastrzeżony dla routerów Cisco Systems, uwzględnia obie metodologie. W AS EIRGP routery przechowują wiele możliwych tras do miejsca docelowego i używają najpierw najlepszej trasy, chyba że trasa ta staje się niedostępna. W tym momencie router natychmiast wraca na trasę drugorzędną. Oprócz liczby przeskoków obliczonej w trasie, protokół EIGRP przechowuje również informacje o przepustowości i prędkości między przeskokami.