Marshrutlash

Paket 192.168.1.10 dan 93.184.216.34 ga ketyapti. Orada o'nlab qurilma bor va ularning hech biri butun yo'lni bilmaydi.

Har biri faqat bitta savolga javob beradi: keyingi qadam kim?

Marshrutlash jadvali #

Har bir kompyuterda va har bir marshrutizatorda jadval bor. Undagi har qator: "bu tarmoqqa borish uchun - mana bunga ber".

import ipaddress

# Marshrutlash jadvali: (tarmoq, keyingi qadam, interfeys)
JADVAL = [
    ("192.168.1.0/24", None, "eth0"),        # to'g'ridan-to'g'ri ulangan
    ("192.168.2.0/24", "192.168.1.1", "eth0"),
    ("10.0.0.0/8", "192.168.1.1", "eth0"),
    ("10.5.0.0/16", "192.168.1.9", "eth0"),  # aniqroq yo'l
    ("0.0.0.0/0", "192.168.1.1", "eth0"),    # standart yo'l
]


def yol_topish(manzil):
    m = ipaddress.IPv4Address(manzil)
    mos = []
    for tarmoq, keyingi, interfeys in JADVAL:
        t = ipaddress.IPv4Network(tarmoq)
        if m in t:
            mos.append((t.prefixlen, tarmoq, keyingi, interfeys))
    if not mos:
        return None
    # ENG UZUN prefiks yutadi
    return max(mos)


for manzil in ["192.168.1.50", "10.5.7.2", "10.9.0.1", "93.184.216.34"]:
    uzunlik, tarmoq, keyingi, interfeys = yol_topish(manzil)
    qadam = keyingi if keyingi else "to'g'ridan-to'g'ri"
    print(f"{manzil:<15} -> {tarmoq:<15} /{uzunlik:<2} {qadam}")

192.168.1.50    -> 192.168.1.0/24  /24 to'g'ridan-to'g'ri
10.5.7.2        -> 10.5.0.0/16     /16 192.168.1.9
10.9.0.1        -> 10.0.0.0/8      /8  192.168.1.1
93.184.216.34   -> 0.0.0.0/0       /0  192.168.1.1

Eng uzun prefiks qoidasi #

Diqqat qiling: 10.5.7.2 ikkita qatorga mos keldi - 10.0.0.0/8 ham, 10.5.0.0/16 ham uni o'z ichiga oladi.

Tanlov qoidasi bitta va u juda muhim: eng uzun prefiks yutadi. /16 /8 dan aniqroq, demak u tanlanadi.

Standart yo'l #

Oxirgi qator - 0.0.0.0/0 - alohida diqqatga loyiq. Uning prefiksi nol bit, ya'ni u hamma manzilga mos keladi.

Prefiksi eng qisqa bo'lgani uchun u har doim oxirgi tanlov bo'ladi: boshqa hech narsa mos kelmasa, paket shu yo'ldan ketadi.

Uni standart shlyuz (default gateway) deb atashadi. Uy tarmog'ingizda bu - routeringiz.

ip route

route print

TTL - cheksiz aylanishdan himoya #

Marshrutlash jadvallari noto'g'ri sozlansa, paket halqa ichiga tushib qolishi mumkin: A B ga yuboradi, B A ga qaytaradi, va hokazo.

Buning oldini olish uchun har IP paketda TTL (*time to live*) maydoni bor. Har marshrutizator undan bittani ayiradi. Nolga yetsa - paket tashlanadi.

# Har marshrutizator TTL ni bittaga kamaytiradi
YOL = ["uy-routeri", "provayder-1", "magistral", "chet-el-tuguni",
       "manzil-serveri"]


def jonat(ttl):
    print(f"TTL = {ttl} bilan jo'natildi")
    for tugun in YOL:
        ttl -= 1
        if ttl == 0:
            print(f"  {tugun}: TTL tugadi -> paket tashlandi")
            print(f"  {tugun}: ICMP 'vaqt tugadi' javobi qaytariladi")
            return tugun
        print(f"  {tugun}: TTL = {ttl}, uzatildi")
    print("  manzilga yetib bordi")
    return None


# traceroute aynan shunday ishlaydi: TTL ni 1 dan oshirib boradi
for ttl in [1, 2, 3]:
    kim = jonat(ttl)
    print(f"  => {ttl}-qadamdagi qurilma: {kim}")
    print()

jonat(10)

TTL = 1 bilan jo'natildi
  uy-routeri: TTL tugadi -> paket tashlandi
  uy-routeri: ICMP 'vaqt tugadi' javobi qaytariladi
  => 1-qadamdagi qurilma: uy-routeri

TTL = 2 bilan jo'natildi
  uy-routeri: TTL = 1, uzatildi
  provayder-1: TTL tugadi -> paket tashlandi
  provayder-1: ICMP 'vaqt tugadi' javobi qaytariladi
  => 2-qadamdagi qurilma: provayder-1

TTL = 3 bilan jo'natildi
  uy-routeri: TTL = 2, uzatildi
  provayder-1: TTL = 1, uzatildi
  magistral: TTL tugadi -> paket tashlandi
  magistral: ICMP 'vaqt tugadi' javobi qaytariladi
  => 3-qadamdagi qurilma: magistral

TTL = 10 bilan jo'natildi
  uy-routeri: TTL = 9, uzatildi
  provayder-1: TTL = 8, uzatildi
  magistral: TTL = 7, uzatildi
  chet-el-tuguni: TTL = 6, uzatildi
  manzil-serveri: TTL = 5, uzatildi
  manzilga yetib bordi

traceroute softromeda.com

Marshrutlar qayerdan keladi? #

Uy tarmog'ida hammasi oddiy: ikkita qator yetadi. Internet magistralida esa jadvalda 900 mingdan ortiq qator bo'ladi va u doimiy o'zgarib turadi.

Bunday jadvallarni qo'lda yozib bo'lmaydi - shuning uchun marshrutizatorlar bir-biri bilan gaplashib, yo'llarni almashadi. Internet miqyosida bu ish BGP protokoli orqali bajariladi.

Marshrutizator va kalit farqi #

Oxirgi qator muhim: marshrutizator tarqatish paketlarini o'tkazmaydi. Aynan shuning uchun ARP faqat bitta tarmoq ichida ishlaydi.

Uydagi "router" qutisi aslida bir necha qurilma bir tanada: marshrutizator, kalit, Wi-Fi nuqtasi va ko'pincha modem.

Xulosa #

• Hech bir qurilma butun yo'lni bilmaydi - har biri faqat keyingi qadamni biladi.
• Marshrutlash jadvali: qaysi tarmoq uchun kimga berish kerak.
• Bir necha qator mos kelsa - eng uzun prefiks yutadi.
• 0.0.0.0/0 - standart yo'l, prefiksi eng qisqa, shuning uchun oxirgi tanlov.
• Standart yo'lning keyingi qadami - standart shlyuz, uydagi routeringiz.
• TTL har qadamda bittaga kamayadi va nolga yetganda paket tashlanadi.
• traceroute TTL ni 1 dan oshirib borib, yo'ldagi qurilmalarni topadi.
• Marshrutlar uch xil: bevosita ulangan, statik va dinamik (BGP, OSPF).
• Internet magistralidagi jadvalda 900 mingdan ortiq qator bor.
• Marshrutizator tarqatish paketlarini o'tkazmaydi - shuning uchun ARP faqat LAN ichida ishlaydi.

Keyingi bo'limda IPv4 manzillari nima uchun tugaganini va IPv6 ularni qanday almashtirayotganini ko'ramiz.