Pri explicitnom smerovaní (ER – Explicit Routing) je vopred definovaná LSP, ktorá má presne určený zoznam smerovačov, cez ktoré pôjde. Na základe definovaného tvaru topológie MPLS siete je vytvorená trasa, ktorá môže ale aj nemusí byť optimálna. V tomto prípade riadiace pracovisko môže pre niektoré toky vytvoriť novú LSP a tým rovnomerne rozmiestniť záťaž na celú sieť, pretože v niektorých častiach siete sú niektoré linky veľmi vyťažené a v iných častiach naopak.
Explicitné smerovanie je v podstate postup ako najjednoduchšie podniknúť presný postup krokov zo vstupu siete na výstup. LSP v MPLS môže byť nastavená k sledovaniu explicitnej cesty, t.j. zoznam IP adries. Avšak, táto trasa nemusí byť úplne špecifikovaná. Napríklad trasa môže byť presne určená iba pre niekoľko skokov (hops) celej cesty. Po poslednom určenom skoku trasy bol zvyšok LSP dosiahnutý napr. použitím hop-by-hop smerovania.
Ďalšia možnosť vytvorenia explicitnej cesty je, že trasa prechádzy cez tzv. „abstraktný uzol“. Abstraktný uzol môžeme charakterizovať ako oblasť uzlov v sieti, ktorej interná topológia je neznáma pre vstupný uzol LSP a v ktorej nie je vopred definované smerovanie. Smerovanie v rámci tejto časti siete sa môže vykonať napríklad hop-by-hop smerovaním.
Explicitná cesta môže byť klasifikovaná ako prísna (strict), alebo voľná (loose). Prísna cesta musí obsahovať iba tie uzly, ktoré sú špecifikované v explicitnej ceste. Voľná cesta musí obsahovať predpísané skoky a musí udržiavať zoradenia, ale môže zahŕnať aj ďalšie skoky, ktoré sú nevyhnutné na dosiahnutie predpísaných skokov.
Ak je LSP vytvorená na základe iných požiadaviek, napríklad QoS, alebo CoS (Class of Services), potom toto smerovanie nazývame ako vynútené smerovanie. Lepšou analýzou vytvárania LSP na základe požiadaviek s lepším využitím vlastností sietí sa zaoberá Traffic Engineering. Na vytvorenie trasy LSP pre dané požiadavky QoS a CoS, sa používajú signalizačné protokoly ako napríklad CR-LDP, RSVP-TE. Úlohou týchto signalizačných protokolov je vytvoriť LSP, ako aj rozšíriť potrebné informácie o danej LSP medzi uzlami, ktoré sa priamo zúčastňujú na vytvorení danej LSP.
Vynútené smerovanie
Vynútené smerovanie (Constraint-Based Routing, CR) neurčuje trasu len na základe topológie siete (t.j. Distance vector algoritmus), ale tiež používa jednoduchú metriku, ako napríklad šírka pásma, cena a jitter. Pretože CR pri zostavovaní trasy berie do úvahy viacej parametrov, môže nájsť dlhšiu, ale čiastočne zaťaženú trasu, ktorá je vhodnejšia než veľmi zaťažená najkratšia trasa. Prevádzka siete je odteraz viac rovnomerne rozložená.
Požitie vynúteného smerovania naznačuje, že každý smerovač musí vypočítať svoju smerovaciu tabuľku častejšie ako v prípade klasického smerovania použitého v IP sieti a to kôli možným zmenám jednotlivých parametrov, ktoré sa menia v závislosti od momentálneho stavu siete.
Vynútené smerovanie môže byť dvoch typov: online a offline. Online vynútené smerovanie dovolí smerovačom počítať trasy pre cesty LSP. V offline vynútenom smerovaní, offline server počíta trasy pre LSP pravidelne. Pravidelnosť je nastavovaná administrátorom, ktorá môže byť nastavená na základe hodín, alebo dní.
Smerovacie protokoly
Border Gateway Protocol (BGP)
BGP umožňuje smerovanie medzi viacerými autonómnymi systémami alebo doménami a poskytuje informácie o smerovaní a dostupnosti ostatným BGP systémom.
BGP bol vyvinutý aby nahradil svojho predchodcu EGP (Exterior Gateway Protocol) ako efektívnejší štandard v medzidoménovom smerovaní v celosvetovej sieti Internet. Chrbticové smerovače (core router) môžu použiť BGP na smerovanie prevádzky medzi autonómnymi systémami.
Príklad použitia BGP protokolu
BGP umožňuje 3 druhy smerovania:
- Smerovanie medzi autonómnymi systémami – Nastane medzi dvoma alebo viacerými BGP smerovačmi v samostatných systémoch. Seberovné smerovače používajú BGP na získanie informácií o topológii siete. BGP susedia zabezpečujúci komunikáciu medzi autonómnymi systémami musia byť pripojení na tú istú fyzickú sieť. Tento typ smerovania sa používa napr. v sieti Internet, ktorá pozostáva z viacerých samostatných systémov a administratívnych domén. Cieľom je nájsť optimálnu smerovaciu cestu v rámci Internetu.
- Smerovanie v rámci samostatného systému – Nastane medzi dvoma alebo viacerými BGP smerovačmi v rámci toho istého systému. Dané smerovače používajú BGP na získanie úplnej informácie o topológii siete. BGP sa používa na určenie, ktorý smerovač bude slúžiť ako "spájací bod" (connection point) pre externý systém.
- Smerovanie cez samostatný systém – Nastane medzi dvoma alebo viacerými rovnocennými BGP smerovačmi, ktoré komunikujú cez samostatný systém, ktorý nepoužíva BGP. V danom systéme nevzniká žiadna BGP komunikácia a ani nie je smerovaná do niektorého z uzlov daného autonómneho systému. BGP musí spolupracovať s ľubovoľným protokolom použitým v danom systéme a úspešne preniesť všetky BGP dáta cez daný systém.
Ako každý smerovací protokol, tak aj BGP si uchováva svoje smerovacie tabuľky, pravidelne ich aktualizuje a určuje smerovanie na základe smerovacích požiadaviek. Základnou funkciou BGP systému je vymieňať si informácie o dostupnosti jednotlivých uzlov, vrátane zoznamu systémových ciest s ostatnými BGP systémami. Z týchto informácií možno zostrojiť graf prepojení systému, z ktorého možno odstrániť uzavreté slučky. Každý BGP smerovač obdrží smerovaciu tabuľku všetkých možných ciest do príslušnej siete. Avšak smerovač túto tabuľku neobnoví, namiesto toho si ju zapamätá, až kým nedostane pokyn na jej obnovenie.
BGP zariadenia si vymieňajú smerovacie informácie na začiatku výmeny dát. Keď je smerovač po prvýkrát pripojený do siete, BGP smerovače si vymenia svoje celé BGP smerovacie tabuľky. Podobne, keď sa smerovacia tabuľka zmení, smerovač pošle len tú časť svojej tabuľky, ktorá sa zmenila. BGP smerovače pravidelne neposielajú naplánované obnovenia smerovaní, tieto obnovenia oznamujú iba optimálnu cestu do siete.
BGP používa jednoduchý systém na určenie najlepšej cesty do danej siete. Tento systém spočíva v priradení ľubovoľného čísla ku každej ceste, ktorá potom určuje jej prioritu. Hodnotu priority určuje sieťový administrátor na základe rozličných kritérií (stabilita, rýchlosť, oneskorenie, cena…).
Routing Information Protocol (RIP)
RIP je distance-vector protokol, ktorý používa počet skokov ako metriku. RIP je široko používaný pre smerovanie v globálnom Internete. Patrí medzi IGP (Interior Gateway Protocol) čo znamená, že uskutočňuje smerovanie vo vnútri jednoduchého autonómneho systému. Predchodcom protokolu RIP bol Xerox protokol, GWINFO. Vylepšená verzia protokolu RIP sa nazýva RIP verzie 2 (RIPv2), ktorá umožňuje viac informácií zahrnutých v RIP pakete a poskytuje jednoduchý autentifikačný mechanizmus.
RIP posiela správy o aktualizácií smerovania (routing-update messages) v pravidelných intervaloch alebo vtedy, keď dôjde k zmene topológií siete. Ak smerovač prijme smerovaciu aktualizáciu, ktorá zahŕňa zmeny na vstupe, potom aktualizácia smerovacej tabuľky odráža novú cestu. Hodnota metriky pre cestu je zvýšená o jedna a vysielač je určený ako nasledujúci skok. RIP smerovač udržiava iba najlepšiu cestu (cesta s najnižšou hodnotou metriky) k cieľu. Po aktualizácií smerovacej tabuľky, smerovač ihneď začne vysielať aktualizovanú smerovaciu informáciu iným smerovačom siete. Tieto aktualizácie sú posielané nezávisle od plánovanej aktualizácie, ktoré RIP smerovač posiela.
RIP používa jednoduchú metriku smerovania (počet skokov): meria vzdialenosť medzi zdrojom a cieľom siete. Každému skoku v ceste zo zdroja do cieľa je určená hodnota počtu skokov, ktorá je poväčšine 1. Keď smerovač prijme smerovaciu aktualizáciu, ktorá obsahuje nový alebo zmenený údaj o cieľovej sieti, smerovač pridáva jednu hodnotu metriky indikovanú v aktualizácii a vstupuje do siete v smerovacej tabuľke.
RIP zabraňuje vzniku slučiek (Count to infinity), a to realizáciou limitu (prípustný počte skokov cesty zo zdroja k cieľu). Maximálny počet skokov v ceste je 15. Ak smerovač obdrží smerovaciu aktualizáciu, ktorá obsahuje nový alebo zmenený údaj a ak stúpajúca hodnota metriky o jedna spôsobí nekonečno metriky (t.j. viac ako 16), cieľ siete je považovaný za nedostupný.
Na úpravu prudkých topologických zmien siete, RIP špecifikuje mnoho spôsobov stability, ktoré sú spoločné mnohým smerovacím protokolm. RIP, napríklad implementuje split-horizon a hold-down mechanizmy na zabránenie šírenia nesprávnych smerovacích informácií.
RIP pri svojej činnosti využíva viacero časovačov, ako napr. časovač aktualizácie smerovania (routing-update timer), časovač platnosti cesty (route timeout) a časovač route-flush.
Format paketu RIPv2
Špecifikácia RIPv2 (popísaná v RFC 1723) umožňuje viac informácií zahrnutých v RIP pakete a poskytuje jednoduchý autentifikačný mechanizmus. Paket RIPv2 pozostáva z podobných polí ako paket RIP.
