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

Внешние и внутренние протоколы маршрутизации

Может возникнуть вопрос, откуда возникло ограничение на число внешних и внутренних протоколов маршрутизации? Главная причина - согласование метрик сетевых каналов. С внешними протоколами все относительно просто. Во-первых, их мало, во-вторых, практически все они используют для оценки каналов вектор расстояния, что потенциально может вообще снять рассматриваемое ограничение. А как быть с внутренней маршрутизацией? Ведь существуют протоколы, базирующиеся на векторе расстояния (RIP), и на состоянии канала (OSPF или IGRP). Предположим, что в одной зоне сети работает RIP, где канал оценивается числом шагов до цели, а в другой - OSPF с оценкой состояния канала, выполненной администратором сети. Если маршрут содержит фрагменты пути, пролегающие через обе указанные зоны, возникает проблема оценки такого пути. Как сложить метрики этих участков, ведь они несовместимы? В принципе задача имеет решение, для этого на границах зон с разными протоколами маршрутизации размещаются специальные маршрутизаторы, которые оптимизируют пути для каждого из протоколов (и зон) независимо. Но и в этом случае возможны трудно разрешимые ситуации. Один из таких вариантов показан на рис. 4.4.11.5.

 

Рис. 4.4.11.5.

Пусть на рисунке 4.4.11.5 в сетевых зонах, обозначенных кругами используется протокол RIP, а в остальном пространстве - OSPF. ЭВМ обозначены пятиугольниками, внутренние маршрутизаторы прямоугольниками, а окрашенные прямоугольники отмечают пограничные маршрутизаторы зон. Любые маршруты из зоны А в зону Б проблем не вызовут, так как внутри зоны маршруты оптимизируются RIP, а между зонами - протоколом OSPF. Рассмотрим прокладку маршрута из зоны Б в зону В. Здесь следует рассмотреть варианты пути через зоны Г и Д. Важно то, что при выборе оптимального пути придется как-то учитывать метрики как OSPF-части пути, так и фрагменты транзитного пути внутри зон. При этом надо принять решение, с какими весами складывать метрики разных протоколов. Эта проблема снимается, если каждая зона имеет только один пограничный маршрутизатор. Маршрут прокладывается между пограничными маршрутизаторами, а различие маршрутов внутри зон игнорируется. Кстати именно эта логика лежит в основе рекомендации для автономной системы иметь только один пограничный маршрутизатор. Поясню это на примере, показанном на рис. 4.4.11.6.

 

Рис. 4.4.11.6.

Рассмотрим процедуру выбора пути от ЭВМ-1 к ЭВМ-2 из автономной системы AS1 в автономную систему AS2. Имеются метрики, характеризующие путь до маршрутизаторов GW1 и GW2 (M1 и M2). Существует метрика пути от GW1 и GW2 до автономной системы AS2 М3 и М4 (они совсем необязательно равны между собой). В результате мы имеем характеристики двух путей между означенными машинами М1, М3 и М2, М4). Если внутренним протоколом маршрутизации является OSPF или IGMP, то складывать М1 и М4 (соответственно М2 и М4) нельзя, так как в одном случае (М1, М2) это характеристики состояния каналов (администратор назначил их, например, равными 35 и 55), а во втором (М3,М4) - это число шагов до автономной системы AS2 (пусть они равны, например, 6 и 4). Задача сопоставления метрик в этом простом случае может оказаться не по плечу даже суперЭВМ. Примером такой задачи может служить подключение к Интернет узлов ЮМОС (Южная Московская Опорная Сеть), имеющих выход и в АТМ-сеть ПРАН-МГУ.

Если бы у AS1 был только один пограничный шлюз (например, GW1), то задача решалась бы автоматически. Другим подходом может быть деление всего Интернет на две части, одна делается доступной только через GW1, а вторая - через GW2.

Любая автономная система (AS, система маршрутизаторов, ЭВМ или сетей, имеющая единую политику маршрутизации) может выбрать свой собственный протокол маршрутизации.

Деликатной процедурой алгоритмов маршрутизации является рассылка маршрутной информации. Если предположить, что один маршрутизатор получил пакет с новыми данными, а другой нет (потерялся или еще не дошел), то эти два прибора будут использовать разное представление о топологии сети, что может привести к циклам пакетов, осцилляции маршрутов и другим неприятностям. Первое, что приходит в голову для синхронизации маршрутной картины сети - это широковещательная рассылка маршрутных данных. При этом каждому пакету можно присваивать порядковый номер. Анализ этого номера позволяет маршрутизатору избавляться от пакетов дубликатов и от кадров с устаревшей информацией. Получив новый пакет, маршрутизатор переадресует его на все свои интерфейсы кроме того, через который он пришел. Такой алгоритм может встать в тупик в случае переполнения номера пакета. Допустим, после номера N придет пакет с номером 1. В этом случае он будет отброшен как дубликат ранее пришедшего или как кадр, несущий устаревшие данные. Если использовать 32-разрядные номера пакетов, при частоте рассылки один пакет в секунду переполнение счетчика произойдет более чем через 136 лет. Такая угроза вряд ли кого-то напугает.

Другой проблемой является ситуация при которой маршрутизатор оказался временно отключен от сети переменного тока и был перезагружен. В этом случае он не будет знать, какой номер кадра следует ожидать. Кроме того, вполне реалистично предположить, что за 136 лет счетчик пакетов в маршрутизаторе может сбиться. Последствия могут оказаться плачевными.

Для решения всех этих проблем можно ввести помимо номера еще и возраст пакета и уменьшать его на единицу раз в секунду. Когда возраст станет равным нулю, маршрутная информация из маршрутизатора удаляется и процедура начинается с нуля.

Другим решением может быть схема, при которой входной пакет, предназначенный для рассылки, посылается соседям не сразу, а выдерживается некоторое время в буфере. Если за время выдержки придет очередной пакет, то их порядковые номера сравниваются. Если они равны, то дубликат отбрасывается. При разных номерах отбрасывается более старый. Для обеспечения надежности получение кадра с маршрутной информацией обязательно подтверждается.

Следует учитывать, что каждому сегменту пути может быть присвоено два значения метрики, по одному для каждого из направлений обмена.

Внутренний протокол маршрутизации IGP (Interior Gateway Protocol) определяет маршруты внутри автономной системы. Наиболее популярный IGP - RIP (Routing Information Protocol, RFC-1058), разработан Фордом, Фулкерсоном и Белманом (фирма XEROX) разработан в 1957-62 годах и использует в качестве метрики вектор расстояния. Протокол был базовым в рамках проекта ARPANET. В качестве метрики может выбираться время доступа, число пакетов в очереди, но обычно - это число шагов до места назначения. Если до цели имеется один промежуточный маршрутизатор, то число шагов считается равным 2. Расстояние до любого из соседей равно одному шагу. В этом протоколе всегда выбирается путь с наименьшим числом шагов до цели (наименьшее значение метрики). Маршрутизация на основе вектора расстояния в принципе позволяет получить положительный результат в любой ситуации, но она имеет одну особенность - процесс сходится быстро при обнаружении нового более короткого пути и работает крайне медленно при исчезновении пути.

 

Алгоритм вектора расстояния неявно предполагает, что все каналы имеют равную пропускную способность.

 

Существует более новый протокол OSPF (Open Shortest Pass First, RFC-1131, -1245, -1247, -1253, -1584, -1850, -2328, -2740). базирующийся на оценках состояний каналов. Как во всех маршрутных протоколах, использующих состояние канала, многое зависит от того, как вычисляется метрика. Если определяющим фактором выбрать полосу пропускания канала, то при определенных обстоятельствах могут возникнуть трудно преодолимые проблемы. Рассмотрим топологию сети, показанную на рис. 4.4.11.7.

 

Рис. 4.4.11.7. Пример топологии сети, допускающей осцилляцию маршрутов

Здесь две субсети А и Б соединены двумя каналами 1 и 2. Кружочками обозначены маршрутизаторы. Если в исходный момент времени основной поток между сетями протекает по каналу 2, он может оказаться перегружен, в то время как канал 1 получит меньшее значение метрики из-за отсутствия загрузки. При очередной оценке каналов будет принято решение переключить поток между сетями на канал 1. После этого будет перегружен канал 1 и так может повторяться до бесконечности. Такая ситуация называется осцилляцией маршрутов и ее желательно избегать. Маршрутные таблицы в маршрутизаторах актуализуются вдоль пути с заметными задержками и отнюдь не синхронно. Такие осцилляции могут в разы понизить пропускную способность сети, что необходимо учитывать, выбирая параметры протоколов маршрутизации.

На практике этого не происходит, так как метрики сегментам пути в OSPF присваивает сетевой администратор. Но можно ожидать, что появятся как внутренние, так и внешние протоколы маршрутизации на основе алгоритма состояния канала, которые будут исследовать параметры канала в реальном масштабе времени.

Наиболее старые системы (IGP) используют протокол HELLO. Протокол HELLO поддерживался фирмой DEC, в качестве метрики он использует время, а не число шагов до цели.

Протокол IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) разработан компанией CISCO для больших сетей со сложной топологией и сегментами, которые обладают различной полосой пропускания и задержкой. Это внутренний протокол маршрутизации имеет некоторые черты сходства с OSPF.

IGRP использует несколько типов метрики, по одной на каждый вид QOS. Метрика характеризуется 32-разрядным числом. В однородных средах этот вид метрики вырождается в число шагов до цели. Маршрут с минимальным значением метрики является предпочтительным. Актуализация маршрутной информации для этого протокола производится каждые 90 секунд. Если какой-либо маршрут не подтверждает своей работоспособности в течение 270 сек, он считается недоступным. После семи циклов (630 сек) актуализации такой маршрут удаляется из маршрутных таблиц. IGRP аналогично OSPF производит расчет метрики для каждого вида сервиса (TOS) отдельно.

Метрики маршрутов Если адресат достижим более чем одним путем, маршрутизатор должен сделать выбор, этот выбор осуществляется на основании оценки маршрутов-кандидатов. Обычно каждому сегменту, составляющему маршрут, присваивается некоторая величина - оценка этого сегмента.

Опорные сети и автономные системы Одна из базовых идей маршрутизации заключается в том, чтобы сконцентрировать маршрутную информацию в ограниченном числе (в идеале в одном) узловых маршрутизаторов-диспетчеров. Эта замечательная идея ведет к заметному увеличению числа шагов при пересылке пакетов. Оптимизировать решение позволяет backbone (опорная сеть), к которой подключаются узловые маршрутизаторы. Любая AS подключается к backbone через узловой маршрутизатор.

Для взаимодействия маршрутизаторов используются внешние протоколы (EGP - Exterior Gateway Protocols). Одной из разновидностей EGP является протокол BGP

Маршрутизация для мобильных объектов В последнее время все больше людей обзаводятся компактными переносимыми ЭВМ, которые они берут с собой в деловые поездки, и хотели бы использовать в привычном режиме для работы в Интернет. Конечно, можно заставить модем дозвониться до вашего модемного пула в офисе, но это не всегда лучшее решение как по надежности так и по цене.


Информатика