АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыМатериалы БРЭСпецпроектыСтать автором
Настроить видСменить язык
О РУВИКИ
Ответ на вопрос

Протокол маршрутизации

Pause

Протокол маршрутизации (англ. routing protocol) — сетевой протокол, определяющий, каким образом маршрутизаторы обмениваются друг с другом информацией, позволяющей выбирать пути между узлами в компьютерной сети. Маршрутизаторы осуществляют функции направления трафика в Интернете. Пакеты данных пересылаются через сеть Интернет от одного маршрутизатора к другому, пока не достигнут конечного компьютера назначения. За выбор конкретного маршрута отвечают алгоритмы маршрутизации. Каждый маршрутизатор изначально знает только о сетях, непосредственно к нему подключённых. Протокол маршрутизации сначала распространяет эту информацию между ближайшими соседями, а затем по всей сети. Таким образом, маршрутизаторы получают сведения о топологии сети. Именно способность протоколов маршрутизации динамически адаптироваться к изменяющимся условиям, таким как отказ соединений и компонентов, а также перенаправлять данные в обход препятствий, обеспечивает Интернету высокую отказоустойчивость и доступность[1][2].

Особенности протоколов маршрутизации включают способы предотвращения петель маршрутизации, методы выбора предпочтительных маршрутов с использованием информации о стоимости перехода, время, необходимое для достижения сходимости маршрутизаторов, масштабируемость, а также другие параметры, такие как мультиплексирование передающих узлов и параметры облачных платформ. Дополнительные характеристики, например многоуровневое взаимодействие, могут использоваться для распределения защищённых сетевых шлюзов между авторизованными портами, что также способствует предотвращению проблем с петлями протоколов маршрутизации.

Многие протоколы маршрутизации определяются в документах технических стандартов, известных как RFC, а также в актуальных рабочих черновиках (drafts), таких как draft-ietf-grow-bgpopsecupd-15, который предлагает обновлённые практики для обеспечения безопасности и отказоустойчивости протокола BGP[3].

Для обеспечения безопасности сетевых коммуникаций институтом NIST были финализированы стандарты постквантовой криптографии: ML-KEM (FIPS 203), ML-DSA (FIPS 204) и SLH-DSA (FIPS 205)[4].

Виды

Существует множество видов протоколов маршрутизации, однако в IP-сетях наибольшее распространение получили три основных класса:

  • Протоколы внутреннего шлюза (IGP) типа 1, протокол маршрутизации с отслеживанием состояния каналов, например OSPF и IS-IS.
  • Протоколы внутреннего шлюза (IGP) типа 2, протокол маршрутизации на основе вектора расстояния, например RIP, RIPv2, IGRP.
  • Протоколы внешнего шлюза (EGP) используются для обмена маршрутной информацией между автономными системами в Интернете, например Border Gateway Protocol (BGP), который основан на протоколе маршрутизации по векторам путей. Не следует путать современные внешние протоколы с окончательно устаревшим и неиспользуемым Exterior Gateway Protocol (EGP)[5].
  • Segment Routing (SR-MPLS, SRv6) представляет собой архитектуру маршрутизации от источника и не выделяется в отдельный класс протоколов, а рассматривается как расширение существующих протоколов внутреннего шлюза с отслеживанием состояния каналов (IGP)[6][7].

Соответствие уровню OSI

В соответствии с сетевой моделью OSI, протоколы маршрутизации относятся к протоколам управления 3-го уровня (сетевого), независимо от способа их транспортировки:

  • IS-IS работает на канальном уровне (уровень 2).
  • Open Shortest Path First (OSPF) инкапсулируется в IP, но работает только в подсетях IPv4; версия для IPv6 функционирует на уровне связи, используя только локальные адреса.
  • IGRP и EIGRP инкапсулируются непосредственно в IP; EIGRP использует собственный механизм надёжной передачи, в то время как IGRP подразумевает ненадёжный транспорт.
  • RIP работает поверх UDP; версия 1 используется в режиме широковещания, а версия 2 — с многоадресной рассылкой.
  • BGP работает поверх TCP.
  • Протоколы туннелирования GRE и IP6GRE работают на сетевом уровне[8].

Протоколы внутреннего шлюза

Протокол внутреннего шлюза (IGP, англ. Interior Gateway Protocol) обменяется маршрутной информацией внутри одного маршрутизируемого домена. Примеры IGP:

Согласно RFC 9513, в протоколе OSPFv3 реализована поддержка Segment Routing (SRv6)[13].

Протоколы внешнего шлюза

Протокол внешнего шлюза (EGP, англ. Exterior Gateway Protocol) используется для обмена маршрутной информацией между автономными системами. Примеры:

В качестве альтернатив BGP для обмена маршрутной информацией в частных сетях и облаках выделяют такие решения, как SCION (обеспечивает многопутевую маршрутизацию и криптографическую проверку пути) и noBGP (заменяет традиционное анонсирование маршрутов на доступ между рабочими нагрузками на основе политик)[15][16].

Безопасность и уязвимости

Современные протоколы маршрутизации подвержены ряду уязвимостей, влияющих на глобальную сетевую связность. Протокол BGP уязвим к перехвату маршрутов (BGP-хайджекинг) и утечкам маршрутов (route leaks), что может приводить к масштабным сбоям и потере трафика. Для предотвращения инцидентов применяется инфраструктура RPKI, однако её глобальное внедрение остаётся непоследовательным[17].

Для защиты от атак на BGP применяются следующие методы:

  • Механизм BGP Role (RFC 9234), который вводит атрибут «Only to Customer» (OTC) для предотвращения утечек маршрутов[18].
  • Системы мониторинга и автоматического реагирования (например, ARTEMIS), способные обнаруживать и нейтрализовать перехват префиксов в течение минуты[19].
  • Архитектура SCION, обеспечивающая сквозную криптографическую проверку пути. При этом внедрение стандарта BGPsec признано нецелесообразным из-за высоких вычислительных накладных расходов и необходимости одновременного обновления оборудования[20].[21]

Магистральные протоколы туннелирования, такие как GRE и IPv4-in-IPv6, не имеют встроенной аутентификации и шифрования, что делает их уязвимыми для DoS-атак с усилением трафика. Основными методами защиты являются внедрение IPsec или полная блокировка данных протоколов на уровне межсетевого экрана, если их использование не требуется[22].[23]

Аномальная маршрутизация и обход DPI

Для обхода систем глубокого анализа трафика (DPI) и интернет-цензуры применяются методы нестандартной обработки пакетов, маскировки и обфускации, которые делают защищённое соединение неотличимым от обычного веб-сёрфинга[24]. К основным принципам работы аномальной маршрутизации и обхода блокировок относятся:

  • Инкапсуляция и туннелирование: трафик оборачивается в SSL/TLS и направляется через TCP-порт 443, имитируя стандартное HTTPS-соединение.
  • Морфинг трафика и скремблирование: изменяются размеры пакетов, их заголовки и временные интервалы отправки, добавляются случайные байты, а сеансы рандомизируются[24].
  • Фрагментация: данные разбиваются на части, чтобы система DPI не могла собрать их воедино и распознать запрещённый паттерн[24].
  • Протокол REALITY: метод заимствует реальное TLS-рукопожатие у легитимных сайтов, делая трафик похожим на настоящее подключение к популярным ресурсам.
  • Отправка «мусорных» пакетов: перед подключением отправляются случайные пакеты, что нарушает начальное распознавание протокола системой фильтрации[25].

Современные методы обфускации эффективны против сложных систем DPI, однако их стабильность зависит от настроек оборудования провайдера. Сами по себе эти методы не обеспечивают безопасность данных, а лишь помогают установить защищённый канал связи[24].

Программное обеспечение маршрутизации

Программные реализации большинства распространённых протоколов маршрутизации представлены в различных продуктах. Примеры свободного программного обеспечения: Bird Internet routing daemon, FRRouting (FRR) (современный преемник Quagga и GNU Zebra с поддержкой BGP, EVPN и Segment Routing[26]), OpenBGPD, OpenOSPFD, XORP. Для облачных сред применяются современные cloud-native реализации BGP, такие как Cilium BGP Control Plane, MetalLB и GoBGP[27].

Маршрутизируемые протоколы

В некоторых курсах по сетевым технологиям различают протоколы маршрутизации и маршрутизируемые протоколы. Маршрутизируемый протокол предназначен для передачи пользовательского трафика. Он содержит адресную информацию на сетевом уровне, необходимую для пересылки пакетов между разными сетями. Примеры маршрутизируемых протоколов — IP и IPX.

Примечания

  1. ↑ Ahmad, F. Machine-to-Machine Sensor Data Multiplexing Using LTE-Advanced Relay Node for Logistics // Dynamics in Logistics. — 2016. — P. 247–257. — ISBN 978-3-319-23511-0. — doi:10.1007/978-3-319-23512-7_24.
  2. ↑ Garnepudi, P (2013). “Proactive, reactive and hybrid multicast routing protocols for Wireless Mesh Networks”. IEEE International Conference on Computational Intelligence and Computing Research.
  3. ↑ draft-ietf-grow-bgpopsecupd-15: BGP Operations and Security Update. IETF Datatracker. Дата обращения: 27 августа 2026.
  4. ↑ Preparing for Post-Quantum Cryptography: The Secure Firewall Roadmap. Cisco Blogs. Дата обращения: 27 августа 2026.
  5. ↑ TCP/IP Exterior Gateway Protocol (EGP). TCP/IP Guide. Дата обращения: 27 августа 2026.
  6. ↑ Segment Routing Explained (SR-MPLS, SRv6). IP Infusion. Дата обращения: 27 августа 2026.
  7. ↑ Segment Routing (SR) Architecture. RFC Editor. Дата обращения: 27 августа 2026.
  8. ↑ GRE/IP6GRE. Классификация протоколов. Fakel.io. Дата обращения: 27 августа 2026.
  9. ↑ RFC 1058. IETF Datatracker. Дата обращения: 27 августа 2026.
  10. ↑ RIP vs OSPF. ITU Online. Дата обращения: 27 августа 2026.
  11. ↑ EIGRP или OSPF. Ascent Optics. Дата обращения: 27 августа 2026.
  12. ↑ EIGRP: продвинутый дистанционно-векторный протокол. LinkMeUp. Дата обращения: 27 августа 2026.
  13. ↑ OSPFv3 Extensions for SRv6. RFC Editor (декабрь 2023). Дата обращения: 27 августа 2026.
  14. ↑ Exterior Gateway Protocol (EGP). TCPIPGuide.com. Дата обращения: 27 августа 2026.
  15. ↑ Switzerland built an alternative to BGP. Nobody noticed. The Register (17 марта 2026). Дата обращения: 27 августа 2026.
  16. ↑ BGP Alternatives: Connectivity for the Cloud Era. noBGP. Дата обращения: 27 августа 2026.
  17. ↑ Global Connectivity Fractured: Cloudflare Outages Expose Deep Infrastructure Vulnerabilities. Indianic. Дата обращения: 27 августа 2026.
  18. ↑ RFC 9234: BGP Role Model. Cloudflare Blog. Дата обращения: 27 августа 2026.
  19. ↑ ARTEMIS: Neutralising BGP Hijacking within a minute. RIPE Labs. Дата обращения: 27 августа 2026.
  20. ↑ BGP Hijacking: How to Protect Your Network. Anapaya. Дата обращения: 27 августа 2026.
  21. ↑ ASPA and RPKI: A Cryptographic Upgrade for BGP Path Security. Noction. Дата обращения: 27 августа 2026.
  22. ↑ Vulnerability Note VU#199397: Tunneling protocols vulnerable to DoS attacks. CERT/CC. Дата обращения: 27 августа 2026.
  23. ↑ IPv6 Tunneling Security Risks. OneUptime. Дата обращения: 27 августа 2026.
  24. ↑ 1 2 3 4 Свобода интернета и DPI: где заканчивается безопасность и начинается цензура. VK. Дата обращения: 27 августа 2026.
  25. ↑ Комментарий к Gist: WireGuard over UDP/443. GitHub Gist. Дата обращения: 27 августа 2026.
  26. ↑ Frr. Gentoo Wiki. Дата обращения: 27 августа 2026.
  27. ↑ MetalLB and Cilium BGP. OneUptime. Дата обращения: 27 августа 2026.

Литература

Категории

Pause