Интерфейс loopback имеет множество потенциальных применений.

В этом руководстве мы изучим роль интерфейса loopback в протоколах маршрутизации.

Сначала мы рассмотрим концепцию интерфейсов loopback.

Затем мы увидим, почему loopback-интерфейсы важны для протоколов маршрутизации.

Наконец, мы узнаем, как функционирует интерфейс loopback в двух известных протоколах маршрутизации – OSPF и BGP.

Интерфейс Loopback 

Любое устройство, способное взаимодействовать по сети, имеет один или несколько сетевых интерфейсов.

Эти интерфейсы представляют собой физические компоненты, которые позволяют устройствам передавать данные по каналу связи.

С другой стороны, интерфейс loopback – это виртуальный сетевой интерфейс, который не имеет связанного с ним физического интерфейса.

Этот интерфейс позволяет, например, устройству взаимодействовать с самим собой с помощью стека протоколов TCP/IP.

Таким образом, в отличие от физических интерфейсов, loopback-интерфейсы не опускаются и не поднимаются в зависимости от состояния физического канала.

Поэтому интерфейс loopback всегда будет работать, если его никто не отключит.

Как правило, все устройства имеют по крайней мере один интерфейс loopback по умолчанию.

Обычно этому интерфейсу назначается IP-адрес 127.0.0.1 (или ::1 в сетях IPv6).

Однако мы можем добавить несколько loopback-интерфейсов и назначить им любой IP-адрес.

Почему интерфейсы Loopback полезны в протоколах маршрутизации?

Loopback-интерфейсы очень полезны для протоколов маршрутизации благодаря своей стабильности.

В частности, мы можем использовать такие интерфейсы для связи с маршрутизаторами независимо от того, какие физические каналы активны на каждом маршрутизаторе.

Давайте рассмотрим пример, чтобы лучше понять этот момент.

На рисунке ниже показана типичная сеть с пятью маршрутизаторами (пронумерованными от 1 до 5), соединенными в простую топологию.

В этом случае каждый маршрутизатор содержит несколько физических сетевых интерфейсов, к которым подключены соединяющие их каналы:

Рассмотрим, что определенный сетевой трафик должен быть перенаправлен с маршрутизатора 1 на маршрутизатор 5.

В этом случае существует два возможных пути:

• • Верхний путь: через маршрутизаторы 1, 2 и 5

• • Нижний путь: через маршрутизаторы 1, 3, 4 и 5.

Однако если какой-то канал в верхнем пути выйдет из строя, мы не сможем достичь маршрутизатора 5 через IP-адрес 10.1.1.2 (адрес физического интерфейса, подключенного к этому пути).

Точно так же мы не сможем связаться с маршрутизатором 5 через адрес 10.0.0.2, если нижний путь выйдет из строя.

Поэтому, если мы хотим связаться с маршрутизатором по IP-адресу физического интерфейса, нам нужно знать, какой IP-адрес принадлежит активному в данный момент интерфейсу.

К сожалению, это может быть очень дорогой и сложной задачей в долгосрочной перспективе.

Вместо этого лучше добавить на маршрутизатор 5 интерфейс loopback и назначить ему действительный IP-адрес.

На следующем рисунке показана эта ситуация:

Это позволит нам связаться с маршрутизатором 5, используя один IP-адрес (10.3.1.1), независимо от того, какой из каналов в данный момент работает.

Таким образом, мы можем включить в некоторую связку (таблицу маршрутизации) только IP-адрес loopback-интерфейса, а не IP-адреса нескольких физических интерфейсов.

Использование в двух протоколах маршрутизации: OSPF и BGP

OSPF – это протокол внутреннего шлюза для маршрутизации IP-пакетов в пределах одного домена маршрутизации.

Этот протокол использует 32-битное поле под названием Router ID для идентификации каждого маршрутизатора.

В частности, Router ID – это IP-адрес интерфейса маршрутизатора.

Протокол OSPF отдает предпочтение выбору IP-адреса loopback интерфейса, а не физического.

Аналогичным образом loopback-интерфейсы важны в BGP, наиболее известном протоколе внешнего шлюза.

В протоколе BGP соседние маршрутизаторы, называемые пирами, должны устанавливать TCP-сессии друг с другом для обмена информацией о маршрутизации.

Для этого можно использовать IP-адрес любого из рабочих сетевых интерфейсов маршрутизаторов.

Однако установление сеанса с использованием адреса loopback-интерфейса дает нам преимущество в том, что сеанс BGP не будет прерван при наличии нескольких путей между пирами.

Теперь вы узнали почему loopback-интерфейсы важны для протоколов маршрутизации.

Как мы узнали, loopback-интерфейсы работают независимо от того, обрываются ли физические каналы связи или нет.

Именно поэтому такие протоколы, как OSPF и BGP, используют их для идентификации маршрутизаторов и установления отношений между соседями.