Локальных сетей
 Скачать 261.78 Kb.
|
ЗаливкаПри реализации алгоритма маршрутизации любой маршрутизатор должен принимать решения на основании локальных сведений, а не полной информации о сети. Одним из простых локальных методов является заливка (flooding), при которой каждый приходящий пакет посылается на все исходящие линии, кроме той, по которой он пришел. Очевидно, что алгоритм заливки порождает огромное количество дублированных пакетов, даже бесконечное количество в сетях с замкнутыми контурами, если не принять специальных мер. Одна из таких мер состоит в помещении в заголовок пакета счетчика преодоленных им транзитных участков, уменьшаемого при прохождении каждого маршрутизатора. Когда значение этого счетчика падает до нуля, пакет удаляется. В идеальном случае счетчик транзитных участков должен вначале устанавливаться равным длине пути от отправителя до получателя. Если отправитель не знает расстояния до получателя, он может установить значение счетчика равным длине максимального пути (диаметру) в данной сети. В результате заливки с использованием счетчика переходов количество отправленных копий пакета может расти экспоненциально, если маршрутизатор повторно отправляет пакеты, которые он уже видел. Хороший способ ограничения количества  5.2. Алгоритмы маршрутизации 399 тиражируемых пакетов заключается в учете проходящих через маршрутизатор пакетов. Это позволяет не посылать их повторно. Один из методов состоит в том, что каждый маршрутизатор кладет в каждый получаемый от своих хостов пакет порядковый номер. Все маршрутизаторы ведут список маршрутизаторов-источников,в котором сохраняются все порядковые номера пакетов, которые им встречались. Если пакет от данного источника с таким порядковым номером уже есть в списке, он дальше не распространяется и удаляется. Чтобы предотвратить неограниченный рост размера списка, можно снабдить все списки счетчиком k, показывающим, что все порядковые номера вплоть доk уже встречались. И когда приходит пакет, можно очень легко проверить, был ли он уже передан, сравнивая его порядковый номер сk; при положительном ответе такой пакет отвергается. Кроме того, не нужно хранить весь список доk, поскольку этот счетчик очень действенно подытоживает его. В большинстве случаев использование алгоритма заливки для отправки пакетов является непрактичным, но тем не менее иногда он оказывается очень полезным. Вопервых, он гарантированно доставляет пакет в каждый узел сети. Если пакет нужно доставить в одно конкретное место, этот метод может не оправдать себя. Однако он оказывается очень эффективным при широковещательной рассылке. В беспроводных сетях сообщения, передаваемые станцией, могут быть приняты любой другой станцией, находящейся в пределах радиуса действия передатчика, — и это фактически является заливкой. Некоторые алгоритмы используют это свойство. Во-вторых,метод заливки отличается чрезвычайной надежностью. Даже если большая часть маршрутизаторов окажется полностью уничтоженной (например, если речь идет о военной сети связи в зоне вооруженных конфликтов), любой существующий путь для доставки сообщения будет найден. Кроме того, заливка практически не требует настройки. Маршрутизаторы должны лишь знать своих соседей. Это означает, что заливка может использоваться внутри другого алгоритма, более эффективного, но требующего более тщательной настройки. Также алгоритм заливки может служить эталоном при тестировании других алгоритмов выбора маршрутов, так как он всегда находит все возможные пути в сети, а следовательно, и кратчайшие. Ухудшить эталонные показатели времени доставки могут разве что накладные расходы, вызванные огромным количеством пакетов, формируемых самим алгоритмом заливки. 22 Общие принципы борьбы с перегрузкойМногие проблемы, возникающие в сложных системах, таких как компьютерные сети, следует рассматривать с точки зрения теории управления. При таком подходе все решения делятся на 2 группы: без обратной связи и с обратной связью. Решения без обратной связи заключается в попытках решить проблему с помощью улучшения дизайна системы, пытаясь, таким образом, в первую очередь предотвратить возникновение самой ситуации не предпринимается. К методам управления без обратной связи относятся решения о том, когда разрешать новый трафик, когда отвергать пакеты, и какие именно, а также составление расписаний для различных участков сети. Общее в этих решениях то, что они не учитывают текущего состояния сети. Решения с обратной связью, напротив, основываются на учете текущего состояния системы Этот подход состоит из трех следующих частей: Наблюдения за системой, с целью определить, где и когда произойдет перегрузка. Передачи информации о перегрузке в е места, где могут быть предприняты соответствующие действия. Принятия необходимых мер для устранения перегрузки. При наблюдении за состоянием подсети с целью обнаружения перегрузки могут измеряться различные параметры. Главным являются процент пакетов, отвергаемых из-за отсутствия свободного места в буфере, средняя длина очереди, процент пакетов, переданных повторно, так как срок ожидания подтверждения их получения истек, среднее время задержки пакетов и среднеквадратичное отклонение задержки пакетов. Во всех случаях увеличивающиеся значения параметров являются сигналами о растущей перегрузке. Второй этап борьбы с перегрузкой состоит в передаче информации о перегрузке от мета ее обнаружения в место, где могут быть предприняты действия по ее устранению. Очевидное решение заключается в пересыпке маршрутизатором, обнаружившим перегрузку, пакета источнику или источникам трафика с извещением о наличии проблемы. Эти пакеты окажут дополнительную нагрузку на четь как раз в тот момент, когда нагрузку необходимо снизить. Существую, однако, и другие решения Например, можно зарезервировать в каждом пакете один или несколько бит, которые будут заполняться маршрутизаторами при достижении перегрузки порогового уровня Таким образом, соседи этого маршрутизатора узнают о том, что в данном участке сети наблюдается перегрузка. Еще один метод состоит в том, что хосты или маршрутизаторы периодически посыпают пробные пакеты, явно спрашивая друг друга о перегрузке. Собранная таким образом информация может затем использоваться для выбора маршрутов в обход участков в сета, в которых возникла проблема с перегрузкой. Так, некоторые радиостанции обзавелись вертолетами, летающими над городами и сообщающими слушателям на дорогах, в надежде, что слушающие их водители выберут другие маршруты. Известны различные алгоритмы борьбы с перегрузкой. Янг и Редан разработали метод систематизации этих алгоритмов. Они начали с того, что разделили все методы на алгоритмы с обратной связью и без нее. Затем они разделили алгоритмы без обратной связи на работающие у отправителя и получателя Алгоритмы с обратной связью также были разделены на две категории: с явной и неявной обратной связью. В алгоритмах с явной обратной сеязью от точки возникновения перегрузки в обратной направлении посылаются пакеты, предупреждающие о заторе. В алгоритмах с неявной обратной связью источник приходит к выводу о наличии перегрузки, основываясь на локальных наблюдениях, например по значению интервала времени, требующегося для получения подтверждения. Наличие перегрузки означает, что нагрузка (временно) превысила возможности ресурсов данной части системы Возможны два решения данной проблемы: увеличить ресурсы системы или снизить нагрузку. Например, подсеть может использовать телефонные линии с модемами, чтобы увеличить пропускную способность между определенными точками. В системах типа 5МО5 можно запросить у оператора связи временную дополнительную пропускную способность. В спутниковых системах большую пропускную способность часто дает увеличение мощности передатчика Разбиение трафика на несколько маршрутов также может позволить ликвидировать местную перегрузку. Для увеличения пропускной способности сети могут быть задействованы запасные маршрутизаторы. Однако иногда увеличить пропускную способность бывает невозможно, либо она уже увеличена до предела. В таком случае единственный способ борьбы с перегрузкой состоит в уменьшении нагрузки. Для этого существует несколько способов, включая отказ в обслуживании или снижения уровня обслуживания некоторых или всех пользователей, а также составлении более четкого расписания потребностей пользовал елей в обслуживании. 23 СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ В ИНТЕРНЕТЕ Протокол IP (Internet Protocol) является основным протоколом для всего набора TCP/IP и используется для управления рассылкой TCP/IP-пакетов по сети Internet. Функционируя на сетевом уровне модели OSI, протокол IP относится к протоколам без установления соединения. Перед IP не ставится задача надежной доставки сообщений от отправителя к получателю. IP – протокол выполняет несколько задач, среди которых основные: адресация, упаковка, фрагментация и маршрутизация. Адресация. Протокол IP отвечает за доставку TCP/IP – пакетов до их конечного назначения и адрес назначения не меняется в процессе прохождения пакета по маршруту. Упаковка. Протокол IP несет ответственность за упаковку данных протоколов транспортного уровня в структуры, называемые дейтаграммами, предназначенные для транспортировки передаваемой информации. Во время путешествия пакета маршрутизаторы создают дейтаграмме новый заголовок для каждого транзитного участка. Прежде чем попасть в место конечного назначения, пакет может пройти через различные сети, использующие разные протоколы, каждый из которых требует наличия собственного заголовка. Но, с другой стороны, IP – «конверт» остается без изменений в течение всего путешествия, за исключением нескольких битов, которые модифицируются в процессе следования (уместна аналогия с нанесением почтовых штемпелей на конверт). Фрагментация. Размер IP – дейтаграмм, используемых для передачи данных транспортного уровня, зависит от применяемого протокола канального уровня. Сети Ethernet, например, могут переносить дейтаграммы размером до 1500 байт, а Token Ring способны поддерживать максимальный размер пакетов, равный 17914 байт. Система, передающая дейтаграммы, ограничивает размер пакета величиной максимально передаваемого блока (MTU – maximum transfer unit) конкретной сети, которая представляет собой наибольший размер кадра, транспортировку которого может осуществлять протокол канального уровня. IP-адрес (айпи-адрес, сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP. В сети Интернет требуется глобальная уникальность адреса; в случае работы в локальной сети требуется уникальность адреса в пределах сети. В версии протокола IPv4 IP-адрес имеет длину 4 байта. Протокол Internet (IP) версии 6 (IPv6 или ng) - это следующая версия протокола IP, которая является значительным шагом вперед по сравнению с IP версии 4 (IPv4).
В IPv6 размер IP-адреса увеличен с 32 до 128 разрядов, при этом поддерживается большее число уровней иерархии адресов, значительно большее число адресуемых узлов, а также упрощена процедура автоматической настройки.
Для упрощения маршрутизации адреса IPv6 были разделены на две части: префикс и ИД. На первый взгляд может показаться, что это ничем не отличается от разбиения адресов IPv4 на адрес сети и адрес хоста, однако у этого способа есть два преимущества.
В IPv6 структура IP-заголовка была упрощена за счет удаления или вынесения в дополнительный заголовок некоторых полей заголовка IPv4. В результате формат дополнительного заголовка, в котором задается необязательная информация, стал более гибким.
Хотя качество обслуживания может обеспечивать специальный протокол, например, RSVP, в IPv6 приоритет пакетов указывается явно в поле приоритета IP-заголовка.
Эту задачу можно решить, в частности, с помощью туннелирования.
У хоста может быть несколько интерфейсов. Хост с двумя и более интерфейсами называется хостом с несколькими адресами. С каждым интерфейсом связан адрес уровня линии связи.
Этот сценарий содержит инструкции по переходу от IPv4 к IPv6 вручную.
В этом сценарии объясняется, как настроить хосты и маршрутизатор для поддержки IPv6 в отсутствие конфигурации IPv4.
Этот сценарий описывает динамическую настройку узла с помощью статических IP-адресов и маршрутов.
Настроить туннель в IPv6 можно одним из двух способов. Первый способ заключается в создании автоматического туннеля. Второй - в создании настроенного туннеля. |