Cos'è l'instradamento?
L’instradamento (o routing) è il processo di selezione del percorso in qualsiasi rete. Una rete di computer è composta da numerose macchine, chiamate nodi, e percorsi o collegamenti che li collegano. La comunicazione tra due nodi in una rete interconnessa può avvenire attraverso molti percorsi diversi. L'instradamento è il processo di selezione del percorso migliore utilizzando alcune regole predeterminate.
Perché l'instradamento è importante?
L'instradamento crea efficienza nella comunicazione di rete. Gli errori di comunicazione di rete comportano lunghi tempi di attesa per il caricamento delle pagine del sito Web per gli utenti. Può anche causare l'arresto anomalo dei server dei siti Web perché non sono in grado di gestire un numero elevato di utenti. L'instradamento aiuta a ridurre al minimo gli errori di rete gestendo il traffico dati in modo che una rete possa utilizzare la massima capacità possibile senza creare una congestione.
Cos'è un router?
Un router è un dispositivo di rete che collega dispositivi e reti informatiche ad altre reti. I router svolgono principalmente tre funzioni principali.
Determinazione del percorso
Un router determina il percorso seguito dai dati quando si spostano da un'origine a una destinazione. Cerca di trovare il percorso migliore analizzando parametri di rete quale ritardo, capacità e velocità.
Inoltro dei dati
Un router inoltra i dati al dispositivo successivo sul percorso selezionato per raggiungere eventualmente la sua destinazione. Il dispositivo e il router possono trovarsi sulla stessa rete o su reti diverse.
Bilanciamento del carico
A volte il router può inviare copie dello stesso pacchetto di dati utilizzando più percorsi diversi. Lo fa per ridurre gli errori dovuti alla perdita di dati, creare ridondanza e gestire il volume di traffico.
Come funziona l'instradamento?
I dati si spostano lungo qualsiasi rete sotto forma di pacchetti di dati. Ogni pacchetto di dati ha un'intestazione che contiene informazioni sulla destinazione desiderata del pacchetto. Man mano che un pacchetto viaggia verso la sua destinazione, diversi router potrebbero instradarlo più volte. I router eseguono questo processo milioni di volte al secondo con milioni di pacchetti.
Quando arriva un pacchetto di dati, il router cerca prima il suo indirizzo in una tabella di instradamento. È un po' come un passeggero che consulta un orario degli autobus per trovare il miglior percorso per la propria destinazione. Quindi il router inoltra o sposta il pacchetto in avanti fino al punto successivo della rete.
Ad esempio, quando si visita un sito Web da un computer nella rete dell'ufficio, i pacchetti di dati vanno prima al router di rete dell'ufficio. Il router cerca il pacchetto di intestazione e determina la destinazione del pacchetto. Quindi cerca la sua tabella interna e inoltra il pacchetto al router successivo o a un altro dispositivo, come una stampante, all'interno della rete stessa.
Quali sono le diverse tipologie di instradamento?
Esistono due diversi tipi di instradamento, che si basano sul modo in cui il router crea le proprie tabelle di instradamento:
Instradamento statico
Nell'instradamento statico, un amministratore di rete utilizza tabelle statiche per configurare e selezionare manualmente le route di rete. L'instradamento statico è utile in situazioni in cui si prevede che la progettazione o i parametri della rete rimangano costanti.
La natura statica di questa tecnica di instradamento comporta degli inconvenienti previsti, come la congestione della rete. Mentre gli amministratori possono configurare percorsi di fallback in caso di errore di un collegamento, l'instradamento statico generalmente riduce l'adattabilità e la flessibilità delle reti, con conseguente prestazioni di rete limitate.
Instradamento dinamico
Nell'instradamento dinamico, i router creano e aggiornano le tabelle di instradamento in fase di esecuzione in base alle condizioni di rete effettive. Provano a trovare il percorso più veloce dall'origine alla destinazione utilizzando un protocollo di instradamento dinamico, ovvero un insieme di regole che creano, gestiscono e aggiornano la tabella di instradamento dinamico.
Il più grande vantaggio dell'instradamento dinamico è che si adatta alle mutevoli condizioni della rete, come volume di traffico, larghezza di banda e guasti di rete.
Quali sono i principali protocolli di instradamento?
Un protocollo di instradamento è un insieme di regole che specificano come i router identificano e inoltrano i pacchetti lungo un percorso di rete. I protocolli di instradamento sono raggruppati in due categorie distinte: protocolli gateway interni e protocolli gateway esterni.
I protocolli gateway interni funzionano meglio all'interno di un sistema autonomo, una rete controllata amministrativamente da una singola organizzazione. I protocolli gateway esterni gestiscono meglio il trasferimento di informazioni tra due sistemi autonomi.
Protocolli gateway interni
Questi protocolli valutano il sistema autonomo e prendono decisioni di instradamento sulla base di diversi parametri, tra cui:
- Numero di hop o numero di router tra l'origine e la destinazione
- Ritardo o tempo impiegato per inviare i dati dall'origine alla destinazione
- Larghezza di banda o capacità di collegamento tra l'origine e la destinazione
Di seguito sono riportati alcuni esempi di protocolli di gateway interni.
Routing Information Protocol
Il Routing Information Protocol (RIP), o protocollo informativo di instradamento, si basa sul conteggio degli hop per determinare il percorso più breve tra le reti. Il RIP è un protocollo legacy che nessuno usa oggi perché non riesce a dimensionare per un'implementazione di rete più ampia.
Protocollo Open Shortest Path First
Il protocollo Open Shortest Path First (OSPF) raccoglie informazioni da tutti gli altri router nel sistema autonomo per identificare il percorso più breve e veloce verso la destinazione di un pacchetto di dati. Puoi implementare l'OSPF utilizzando vari algoritmi di instradamento o processi informatici.
Protocolli gateway esterni
Il Border Gateway Protocol (BGP) è l'unico protocollo gateway esterno.
Border Gateway Protocol
Il BGP definisce la comunicazione su Internet. Internet è una vasta raccolta di sistemi autonomi tutti collegati tra loro. Ogni sistema autonomo ha un numero di sistema autonomo (ASN) che ottiene registrandosi presso l'Internet Assigned Numbers Authority.
Il BGP funziona tenendo traccia degli ASN più vicini e mappando gli indirizzi di destinazione ai rispettivi ASN.
Cosa sono gli algoritmi di instradamento?
Gli algoritmi di instradamento sono programmi software che implementano diversi protocolli di instradamento. Tali algoritmi funzionano assegnando un numero di costo a ciascun collegamento; il numero di costo viene calcolato utilizzando vari parametri di rete. Ogni router prova a inoltrare il pacchetto di dati al miglior collegamento successivo con il costo più basso.
Di seguito sono riportati alcuni esempi.
Instradamento vettoriale di distanza
L'algoritmo di instradamento vettoriale di distanza (Distance Vector Routing) richiede che tutti i router si aggiornino periodicamente con le migliori informazioni di percorso che hanno trovato. Ogni router invia informazioni sulla valutazione corrente del costo totale a tutte le destinazioni conosciute.
Alla fine, ogni router della rete scopre le migliori informazioni sul percorso per tutte le possibili destinazioni.
Instradamento dello stato del collegamento
In un instradamento dello stato del collegamento (Link State Routing), ogni router rileva tutti gli altri router nella rete. Utilizzando queste informazioni, un router crea una mappa dell'intera rete e quindi calcola il percorso più breve per qualsiasi pacchetto di dati.
Come si è evoluto l'instradamento?
L'instradamento si è evoluto per soddisfare i requisiti dei progressi nella tecnologia di rete. Esso non riguarda più solo il passaggio di pacchetti di dati tra sistemi autonomi e Internet.
Ora disponiamo di un'infrastruttura cloud con risorse informatiche e hardware ospitati da provider cloud di terze parti. Queste risorse cloud sono connesse virtualmente per creare una rete virtuale di risorse che le aziende possono utilizzare per ospitare ed eseguire applicazioni. Molte organizzazioni dispongono ora di reti ibride costituite da reti on-premise con hardware interno e reti cloud. I router devono instradare il traffico tra queste reti interne, Internet e il cloud.
Cos'è l'instradamento cloud?
L'instradamento cloud gestisce dinamicamente le connessioni tra due reti cloud virtuali o tra una rete cloud e una rete on-premise utilizzando il Border Gateway Protocol (BGP). L'instradamento cloud si adatta automaticamente alle mutevoli condizioni della rete nel cloud. Un router cloud, un software che virtualizza le funzioni di un router, facilita l'instradamento cloud.
Cos'è l'instradamento DNS?
Un sistema dei nomi di dominio o DNS (Domain Name System) traduce nomi comprensibili agli umani come www.amazon.com in indirizzi IP utilizzati dai computer (ad esempio 192.0.2.44). I dati che mappano le informazioni sul nome alle informazioni sulla macchina vengono archiviati separatamente sui server DNS. Prima di inviare dati a qualsiasi sito Web, i router devono comunicare con il server DNS per identificare l'indirizzo esatto della macchina per i pacchetti di dati.
La comunicazione con i server DNS può diventare un collo di bottiglia, soprattutto quando molti utenti desiderano visitare un sito Web nello stesso momento. L'instradamento DNS si riferisce alle varie strategie e algoritmi di instradamento che gestiscono la comunicazione con il server DNS. Diverse strategie, come l'instradamento basato sulla latenza e l'instradamento basato sulla posizione geografica, aiutano a gestire il carico di comunicazione del server DNS.
In che modo AWS può aiutare con l'instradamento?
AWS Transit Gateway funge da router cloud e collega VPC e reti locali tramite un hub centrale. Man mano che la tua rete cresce, la complessità della gestione di connessioni incrementali non rallenta la tua attività. Quando crei applicazioni globali, puoi connettere AWS Transit Gateway usando la connessione peer tra regioni.
Amazon Route 53 è un servizio Web di DNS cloud altamente scalabile e disponibile. Fornisce un modo affidabile ed economico per aziende e sviluppatori per indirizzare i propri utenti finali verso le applicazioni Internet. Flusso di traffico Amazon Route 53 semplifica la gestione del traffico a livello globale attraverso una varietà di tipi di instradamenti per creare architetture a bassa latenza e tolleranti agli errori.
Cloud privato virtuale Amazon (Amazon VPC) fornisce una rete virtuale isolata logicamente per le risorse AWS. Puoi utilizzare le tabelle di instradamento di Amazon VPC per definire in che modo le risorse che eseguono il tuo VPC possono accedere o comunicare con le risorse in esecuzione in altri VPC, on-premise o su Internet. Puoi utilizzare le tabelle di instradamento del VPC in combinazione con i gruppi di sicurezza e le policy di AWS Identity and Access Management (IAM) per controllare in modo granulare come i tuoi VPC si connettono ad altre risorse nel tuo ambiente.
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