Emporio Armani мужские    часы

Emporio Armani мужские часы

Гуманитарные науки

У нас студенты зарабатывают деньги

 Дипломы, работы на заказ, недорого

Дипломы, работы на заказ, недорого

 Cкачать    курсовую

Cкачать курсовую

 Контрольные работы

Контрольные работы

 Репетиторы онлайн по английскому

Репетиторы онлайн по английскому

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Кабели и интерфейсы Типы сетевой топологии Сервер Беспроводные сети IP-адреса для локальных сетей Основы безопасности при работе в сетях Архитектура сетей Ethernet Протоколы маршрутизации протоколы маршрутизации

Курс лекций по информатике Компьютерные сети

Протоколы маршрутизации (обзор, таблицы маршрутизации, вектор расстояния)

Основная задача сетей - транспортировка информации от ЭВМ-отправителя к ЭВМ-получателю. В большинстве случаев для этого нужно совершить несколько пересылок. Проблему выбора пути решают алгоритмы маршрутизации. Если транспортировка данных осуществляется дейтограммами, для каждой из них эта задача решается независимо. При использовании виртуальных каналов выбор пути выполняется на этапе формирования этого канала. В Интернет с его IP-дейтограммами реализуется первый вариант (если не рассматривать виртуальные сети), а в ISDN и ATM - второй. Для решения проблемы маршрутизации используются специальные устройства, называемые маршрутизаторами.

 

Маршрутизация подразумевает два параллельных процесса: подготовку маршрутной таблицы и переадресацию дейтограмм с помощью этой таблицы. Формирование маршрутной таблицы производится посредством протоколов маршрутизации или под воздействием инструкций сетевого администратора.

 

Алгоритм маршрутизации должен обладать вполне определенными свойствами: надежностью, корректностью, стабильностью, простотой и оптимальностью. Последнее свойство не так прозрачно, как это может показаться на первый взгляд, все зависит от того, по какому или каким параметрам производится оптимизация. Эта задача иногда совсем не проста даже для сравнительно простых локальных сетей (смотри, например, рис. 4.4.11.1). Предположим, что поток данных между ЭВМ B и D, соединенных через концентратор (К) весьма высок, что окажет ощутимое влияние на скорость обмена между ЭВМ А и С. Но этот факт довольно трудно выявить, находясь в ЭВМ А или С. Внешне это проявится лишь как повышенная задержка и пониженная пропускная способность участка А-С.

 

Рис. 4.4.11.1

Параметры оптимизации маршрута

Среди параметров оптимизации может быть минимальная задержка доставки, максимальная пропускная способность, минимальная цена, максимальная надежность или минимальная вероятность ошибки.

Алгоритмы маршрутизации бывают адаптивными и неадаптивными. Вторые, осуществляя выбор маршрута, не принимают во внимание существующую в данный момент топологию или загрузку каналов. Такие алгоритмы называются также статическими. Адаптивные же алгоритмы предполагают периодическое измерение характеристик каналов и постоянное исследование топологии маршрутов. Выбор того или иного маршрута здесь производится на основании этих измерений.

Принцип оптимальности

Практически все методы маршрутизации базируются на следующем утверждении.

 

Принцип оптимальности маршрута. Если маршрутизатор M находится на оптимальном пути от маршрутизатора I к маршрутизатору J, тогда оптимальный путь от М к J проходит по этому же пути.

 

Чтобы убедиться в этом обозначим маршрут I-M R1, а M-J - R2. Если существует маршрут оптимальнее, чем R2, то он должен быть объединен с R1, чтобы образовать более оптимальный путь I-J, что противоречит исходному утверждению об оптимальности пути J-J. Следствием принципа оптимальности является утверждение, что оптимальные маршруты от всех отправителей к общему месту назначения образуют дерево, лишенное циклов (см. разделы "Протокол OSPF" и "Элементы теории графов"). Такое дерево (называется sink tree) может быть не единственным, могут существовать другие деревья с теми же длинами пути. А это, в свою очередь означает, что любой пакет будет доставлен за строго ограниченное время, пройдя однократно определенное число маршрутизаторов. Маршрутизатор всегда является корнем этого дерева. В реальных условиях отдельные узлы могут выходить из строя или отключаться, что вызывает существенные видоизменения дерева. Разные маршрутизаторы могут иметь свои представления о том, какое из возможных деревьев выбрать. Это является причиной того, что путь из точки А в точку Б может не совпадать с путем из точки Б в точку А.

Главным параметром при маршрутизации пакета в Интернет является IP-адрес его места назначения. Проблема оптимальной маршрутизации в современном Интернет, насчитывающем уже более миллиарда узлов, весьма сложна. Полная таблица маршрутов может содержать 109! записей (здесь ! означает знак факториала, а не выражение эмоций), что не по плечу не только сегодняшним ЭВМ. Внешние маршрутизаторы обычно ищут оптимальный путь между сетями, а не отдельными ЭВМ. Тем не менее, размеры маршрутных таблиц растут экспоненциально и традиционные схемы и решения рано или поздно станут неэффективны. В общем случае для формирования оптимального маршрута нужно владеть исчерпывающей информацией обо всех сетевых сегментах. Это реально только для локальных сетей малого или среднего размеров. Следует также учитывать, что ситуация в сети постоянно меняется и маршрутизаторы для решения их задач имеют ограниченные ресурсы времени. На практике оптимизация осуществляется для ограниченной области сегментов, тогда и объем данных, подлежащих обработке, сокращается на многие порядки. Понятно, что компромиссы здесь неизбежны и результирующий маршрут в этом случае отнюдь не всегда будет оптимальным. Сбор данных о сетевых сегментах и маршрутах выполняется путем обмена этой информацией между маршрутизаторами. Переадресация же дейтограммы должна осуществляться за время 1-20 миллисекунд, которое зависит от длины очереди в буфере.

 

Одним из радикальных мер решения проблемы может стать географическая маршрутизация, которая станет возможной при массовом внедрении адресации IPv6.

 

При географическом принципе каждая из стран получит равные по численности блоки IP-адресов (США и Андорра получат равное число адресов). Именно по этой причине при 32-битах адреса такая схема была неосуществима.

В начале 90-х годов было принято решение ввести понятие автономной системы (AS). Автономная система - это совокупность локальных сетей, имеющая одного администратора и единую маршрутную политику. Введение AS позволило несколько сократить размер маршрутных таблиц, так как маршруты можно было прокладывать уже не между локальными сетями, а между более крупными образованьями - автономными системами. Само название таких систем подчеркивает их независимость и только добровольное сотрудничество помогает всем участникам решать общие проблемы.

Обычный пользователь не задумывается и не должен задумываться над проблемами маршрутизации, но даже ему иногда может оказаться полезным понимать, что возможно, а что невозможно в Интернет.

IP делит все ЭВМ на маршрутизаторы и обычные ЭВМ (host), последние, как правило, не рассылают свои маршрутные таблицы. Предполагается, что маршрутизатор владеет исчерпывающей информацией о правильных маршрутах (хотя это и не совсем так). Обычная ЭВМ имеет минимальную маршрутную информацию (например, адрес маршрутизатора локальной сети и сервера имен). Автономная система может содержать множество маршрутизаторов, но взаимодействие с другими AS она осуществляет только через один маршрутизатор, называемый пограничным (border gateway, именно он дал название протоколу BGP). Пограничный маршрутизатор нужен лишь тогда, когда автономная система имеет более одного внешнего канала, в противном случае его функции выполняет порт внешнего подключения (gateway; поддержка внешнего протокола маршрутизации в этом случае не требуется). Здесь и далее используется достаточно простые на первый взгляд понятия внешних и внутренних каналов, внешних и внутренних протоколов или маршрутизаторов. Но такое разделение часто весьма условно. Поясню это на примере, представленном на рисунке 4.4.11.1a.

 

Рис. 4.4.11.1a

Может показаться, что проблема надумана, моя локальная сеть является внутренней, а все, что за ее пределами - внешнее. На рисунке показаны семь маршрутизаторов (R1-R7), один из них связывает эту систему с Интернет. К каждому маршрутизатору подключена одна или несколько субсетей (иначе бы маршрутизаторы были просто не нужны). Следует помнить, что вся эта система маршрутизаторов после подключения становится равноправной частью Интернет. С топологической точки зрения задача маршрутизации сводится к построению оптимального пути от ЭВМ отправителя к ЭВМ-получателю. В этом подходе все маршрутизаторы и узлы Интернет равноправны и деление их на внутренние и внешние условно. И, тем не менее, такое деление вполне оправдано. Связано это чисто с технологическими возможностями современных маршрутизаторов (и отчасти протоколов), с ограниченностью их памяти и быстродействия. Здесь нужно заметить, что, например, не всегда прямой путь от R5 к R6 является наилучшим, он может в частности иметь малую пропускную способность или быть сильно перегруженным. Что считать внутренним, а что внешним имеет и юридический аспект. Здесь возникают проблемы, связанные с разглашением частной информации о гражданах, бывают и более тяжелые случаи.

 

Несколько лет назад разработчик почтовой системы PGP (Pretty Good Privacy) Фил Циммерман (США) был привлечен к суду за то, что способствовал распространению систем шифрования со слишком длинными ключами (больше чем это разрешено экспортными ограничениями), что создавало трудности американским спецслужбам. Сидеть бы ему в тюрьме, если бы не общественное мнение и умелые адвокаты. Последние убедили суд, что Циммерман ничего не экспортировал, он лишь положил программы на общедоступный сервер, а ушлые европейцы и шустрые китайцы копировали эти программы с его сервера. Вот их и надо привлекать к суду за нарушение экспортных законов. Это оказалось не по плечу могущественной американской Фемиде, они уж точно вовне и на них распространить законы США не так просто. Пограничные проблемы приходится решать и при борьбе с хакерами и другими компьютерными террористами и хулиганами. Современное законодательство в этой сфере пока несовершенно.

Структура МАС-адреса

Нагрузочная способность сети

Интернет в Ethernet В Интернет не существует иерархии сетей. Локальная сеть на основе Ethernet, две ЭВМ, связанные через последовательный интерфейс, или общенациональная сеть страны - это все сети и по логике Интернет они все равны. Каждая сеть имеет свое имя и как минимум один IP-адрес. Имя привычнее для людей, адреса - для машин. Между именами и адресами существует строгое соответствие.

Во всех схемах IP-адресации адрес со всеми единицами в секции адрес ЭВМ (host) означает широковещательное обращение ко всем ЭВМ сети.


Информатика