De Mooiste Dorpen van Nederland: Een Reis door Sprookjesachtige Plaatsen en Charmanter Vestingstadjes
juli 16, 2025
Inleiding
Het beheren van netwerken is een essentiële taak binnen ICT-omgevingen, en daartoe worden diverse protocollen gebruikt om de communicatie tussen apparaten en netwerken te faciliteren. In dit artikel worden twee van deze protocollen in detail besproken: het IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) en het BFD (Bidirectional Forwarding Detection) protocol. Deze protocollen spelen een cruciale rol bij het bepalen van de efficiëntie en betrouwbaarheid van netwerkverbindingen.
Deze analyse is gebaseerd op gegevens uit technische documentatie van Cisco, met betrekking tot de structuur, werking en toepassing van deze protocollen. De nadruk ligt op de functionele aspecten zoals het routeren van pakketten, het berekenen van metrieken, en het gebruik van parameters zoals vertraging, bandbreedte en betrouwbaarheid.
Door deze protocollen goed te begrijpen, kunnen netwerkbeheerders betere beslissingen nemen over de optimalisatie van hun netwerk, het voorkomen van storingen en het verbeteren van de prestaties.
In het volgende gedeelte zullen we de structuur en werking van IGRP en BFD verder analyseren, inclusief de berekening van metrieken en het gebruik van pollingintervallen, zoals beschreven in de bronnen.
IGRP-protocollenspecificatie en werking
Het IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) is een dynamisch routingsprotocol dat wordt gebruikt binnen een enkel netwerk of autonom domein. Het protocol is ontworpen om routers te helpen met het bepalen van de beste route tussen bron- en bestemmingsapparaten, op basis van meerdere metrieken zoals vertraging, bandbreedte, betrouwbaarheid en kanaalbezetting.
Structuur van een IGRP-routeringsinvoer
Elke invoer in een IGRP-routeringstabel bevat specifieke velden die informatie geven over de route en de toestand van het netwerk. Hieronder volgt een overzicht van deze velden:
- Number: Hier wordt het IP-adres van de bestemming weergegeven. Alleen de eerste drie bytes van het IP-adres worden opgeslagen, behalve in interne routes, waarin de laatste drie bytes worden gebruikt.
- Delay: Uitgedrukt in tientallen microseconden, geeft deze waarde de vertraging aan die optreedt bij het verwerken van pakketten. Dit bereik loopt van 10 microseconden tot 168 seconden.
- Bandwidth: De bandbreedte wordt uitgedrukt in bits per seconde (bps) en is geschaald met een factor van 10^10. Dit betekent dat een bandbreedte van 10 Mbps bijvoorbeeld als 1.000.000.000 / 10.000.000 = 100 wordt weergegeven.
- MTU (Maximum Transmission Unit): De grootte van de grootste pakketten die over een verbinding kunnen worden verzonden, uitgedrukt in bytes.
- Reliability: Het percentage pakketten dat succesvol is verzonden en ontvangen, weergegeven als een waarde van 0 tot 255.
- Load: Het percentage van het kanaal dat bezet is door verkeer, ook uitgedrukt als een waarde van 0 tot 255.
- Hopcount: Het aantal routers die een pakket passeert voordat het bij de bestemming aankomt.
Deze velden worden gebruikt om de prestaties van een route te bepalen en eventueel aan te passen op basis van veranderende netwerkomstandigheden.
Het gebruik van service-ondersteuning
IGRP houdt rekening met verschillende service-typten die door pakketten worden gespecificeerd. Voor elk type service worden aparte setten gegevens beheerd. Dit betekent dat de routeringstabel meerdere routes kan bevatten voor dezelfde bestemming, afhankelijk van het type service.
Bijvoorbeeld, als een pakket van een bepaalde service aankomt, wordt er een specifieke route gekozen die geschikt is voor deze service, gebaseerd op de metrieken die zijn gedefinieerd voor dat type verkeer. Dit maakt het mogelijk om verkeer efficiënter te routeren, afhankelijk van de vereisten van de toepassing.
Metriekberekening in IGRP
De keuze van de beste route in IGRP hangt af van de berekening van een samengestelde metriek. Deze metriek is een combinatie van meerdere factoren zoals vertraging, bandbreedte, betrouwbaarheid en kanaalbezetting.
Samengestelde metriekformules
De samengestelde metriek wordt berekend aan de hand van een formule die meerdere componenten bevat. Een voorbeeldformule is:
$$ \text{Composite Metric} = (K1 / Be) + (K2 \times Dc) $$
Hierin zijn: - K1 en K2: Constanten die worden gebruikt om de relatieve gewichtingsfactor van elke parameter aan te passen. - Be: De effectieve bandbreedte, berekend als de beschikbare bandbreedte vermenigvuldigd met de fractie van het kanaal dat vrij is. - Dc: De samengestelde vertraging, berekend als de som van schakelvertraging, circuitvertraging en transmissievertraging.
Deze berekening maakt het mogelijk om de prestaties van een route te bepalen en eventueel aan te passen op basis van veranderende omstandigheden. Bijvoorbeeld, als een route met een hoge vertraging wordt gevonden, kan deze route worden vervangen door een route met lagere vertraging, zolang de bandbreedte voldoende is.
Samengestelde vertraging
De samengestelde vertraging (Dc) wordt berekend als de som van drie componenten:
$$ Dc = Ds + Dcir + Dt $$
Hierin is: - Ds: Schakelvertraging, de tijd die nodig is voor een pakket om door een router te gaan. - Dcir: Circuitvertraging, de tijd die nodig is voor een bit om een circuit te doorlopen. - Dt: Transmissievertraging, de tijd die nodig is voor een pakket om door het kanaal te gaan, afhankelijk van de grootte van het pakket en de bandbreedte.
In de praktijk worden voor elk type netwerktechnologie standaardvertragingswaarden gebruikt. Bijvoorbeeld, wordt er een standaardvertraging gedefinieerd voor Ethernet-verbindingen en voor seriële lijnen bij verschillende bitsnelheden.
IGRP-updateberichten en checksums
Bij het verwerken van updateberichten in IGRP wordt een checksum gebruikt om te controleren of de inhoud van het bericht correct is. De checksum wordt berekend over de IGRP-header en de daaraan gekoppelde routinginformatie.
Checksumberekening
De checksum wordt berekend met behulp van een IP-checksumalgoritme, vergelijkbaar met het algoritme dat wordt gebruikt in UDP. Tijdens de berekening wordt het checksumveld tijdelijk op nul gezet. De checksum bevat niet de IP-header en ook geen virtuele header zoals in UDP en TCP. Dit maakt het mogelijk om fouten in de IGRP-header of de routinginformatie te detecteren.
Updateberichten
Een IGRP-updatebericht bevat een header gevolgd door meerdere routinginvoeren. De grootte van het updatebericht is beperkt tot 1500 bytes, inclusief de IP-header. Hierdoor kunnen maximaal 104 invoeren in een enkel updatebericht worden opgenomen. Als meer invoeren nodig zijn, worden meerdere updateberichten verzonden.
Bij het verwerken van updateberichten worden de invoeren één voor één geëvalueerd. Er is geen voordeel aan het gebruik van een enkel, gefragmenteerd bericht in plaats van meerdere onafhankelijke updateberichten.
BFD-protocollen en pollinginterval
Het BFD-protocollen wordt gebruikt om de toestand van een netwerkverbinding snel en efficiënt te bepalen. Het protocol werkt samen met routers en andere netwerkapparatuur om storingen op te sporen en routes aan te passen wanneer nodig.
Pollinginterval en multiplier
Het BFD-protocol gebruikt een pollinginterval om te controleren of pakketten succesvol worden verzonden. Het interval is standaard ingesteld op 600.000 milliseconden (600 seconden), wat overeenkomt met 10 minuten.
De multiplier bepaalt het aantal emmers dat wordt gebruikt voor het berekenen van gemiddelde latentie, jitter en verlies. Bij een multiplier van 6 worden 6 emmers gebruikt, wat overeenkomt met een totaal berekeningsinterval van 1 uur (600.000 ms × 6 = 3.600.000 ms).
App-route-interval
Het app-route-interval wordt berekend als het product van het pollinginterval en de multiplier. Dit interval wordt gebruikt door App-Aware Routing (AAR) om veranderingen in het gegevensvlak te detecteren. Door de statistieken van dit interval te analyseren, kan het netwerk bepalen of het verkeer voor specifieke toepassingen moet worden aangepast.
SLA-klassen en AAR-beleid
Om het Edge-apparaat te laten profiteren van de app-route-statistieken, moeten SLA-klassen (Service Level Agreement) worden gespecificeerd in het AAR-beleid. Deze SLA-klassen bepalen de maximale aanvaardbare pakketjitter, verlies en latentie voor specifieke toepassingen. Op basis van deze SLA's kan het netwerk verkeer op de juiste manier routeren.
Conclusie
In dit artikel is een overzicht gegeven van de werking en toepassing van het IGRP- en BFD-protocollensystemen, met name met betrekking tot de berekening van metrieken, het gebruik van pollingintervallen en de structuur van routeringsinvoeren. Deze protocollen spelen een essentiële rol in het beheren van netwerken en het bepalen van de efficiëntie van verbindingen.
Het gebruik van IGRP maakt het mogelijk om routes te bepalen op basis van meerdere metrieken, waardoor verkeer kan worden gerouteerd op een manier die geschikt is voor de vereisten van de toepassing. Het BFD-protocollensysteem draagt bij aan de snelle detectie van storingen en het aanpassen van routes, wat leidt tot een betrouwbaarder en efficiënter netwerk.
Voor netwerkbeheerders is het belangrijk om deze protocollen goed te begrijpen en op een strategische manier toe te passen, om zowel de prestaties als de betrouwbaarheid van het netwerk te optimaliseren.