13.5.2 Мости з маршрутизацією від джерела

Мости з маршрутизацією від джерела застосовуються для з'єднання кілець Token Ring й FDDI, хоча для цих же цілей можуть використатися й прозорі мости. Маршрутизація від джерела (Source Routing, SR) заснована на тому, що станція-відправник поміщає в кадр, що посилає в інше кільце, всю адресну інформацію про проміжні мости й кільця, які повинен пройти кадр перед тим, як потрапити в кільце, до якого підключений станція-одержувач. Хоча в назву цього способу входить термін "маршрутизація", дійсної маршрутизації в строгому розумінні цього терміна тут немає, тому що мости й станції як і раніше використають для передачі кадрів даних тільки інформацію Мас-рівня, а заголовки мережевого рівня для мостів даного типу як і раніше залишаються нерозрізненою частиною поля даних кадру.

Розглянемо принципи роботи мостів Source Routing (надалі, SR-мости) на прикладі мережі, зображеної на мал. 4.21. Мережа складається із трьох кілець, з'єднаних трьома мостами. Для завдання маршруту кільця мости мають ідентифікатори. SR-мости не будують адресну таблицю, а при просуванні кадрів користуються інформацією, яка міститься у відповідних полях кадру даних.

Мал. 4.21. Мости типу Source Routing

При одержанні кожного пакета SR-мосту потрібно тільки переглянути поле маршрутної інформації (поле Routing Information Field, RIF, у кадрі Token Ring або FDDI) на предмет наявності в ньому свого ідентифікатора. І якщо він там присутній і супроводжується ідентифікатором кільця, що підключено до даного мосту, то в цьому випадку міст копіює кадр, що надійшов, у зазначене кільце. У протилежному випадку кадр в інше кільце не копіюється. У кожному разі вихідна копія кадру повертається по вихідному кільцю відправнику-станції-відправникові, і якщо він був переданий в інше кільце, то біт А (адреса розпізнана) і біт В (кадр скопійований) поля статусу кадру встановлюються в 1, щоб повідомити відправнику-станції-відправникові, що кадр був отриманий станцією призначення (у цьому випадку переданий мостом в інше кільце).

Тому що маршрутна інформація в кадрі потрібна не завжди, а тільки для передачі кадру між станціями, підключеними до різних кілець, то наявність у кадрі поля RIF позначається установкою в 1 біт індивідуального/групової адреси (I/G) (при цьому даний біт використається не по призначенню, тому що адреса джерела завжди індивідуальна).

Поле RIF має керуюче підполе, що складається із трьох частин.

• Тип кадрувизначає тип поля RIF. Існують різні типи полів RIF, що використаються для знаходження маршруту й для відправлення кадру за відомим маршрутом.

• Поле максимальної довжини кадрувикористається мостом для зв'язку кілець, у яких установлене різне значення MTU. За допомогою цього поля міст повідомляє станцію про максимально можливу довжину кадру (тобто мінімальному значенні MTU протягом усього складеного маршруту).

• Довжина поля RIFнеобхідна, тому що заздалегідь невідома кількість описів маршруту, що задають ідентифікатори пересічних кілець і мостів.

Для роботи алгоритму маршрутизації від джерела використаються два додаткових типи кадру - одномаршрутний широкомовний кадр-дослідник SRBF (single-route broadcast frame) і багатомаршрутний широкомовний кадр-дослідник ARBF (all-route broadcast frame).

Всі SR-мости повинні бути зконфігуровані адміністратором вручну, щоб передавати кадри ARBF на всі порти, крім порту-джерела кадру, а для кадрів SRBF деякі порти мостів потрібно заблокувати, щоб у мережі не було петель. У прикладі мережі на мал. 4.21 для виключення петлі адміністратор заблокував обидва порти моста 3 для передачі кадрів SRBF.

Кадр першого типу відправляється станцією, коли вона, по-перше, визначає, що станція призначення перебуває в іншому кільці, а по-друге, їй невідомо, через які мости й кільця пролягає шлях до цієї станції призначення, тобто невідомий маршрут до цієї станції. Перша обставина з'ясовується, якщо кадр, відправлений по кільцю, повертається в станцію-джерело з невстановленими ознаками розпізнавання адреси й копіювання. Виходить, жодна зі станцій вихідного кільця не є станцією призначення, і кадр слід передавати по деякому складеному маршруті. Відсутність маршруту до станції призначення в таблиці моста є другою обставиною, що і викликає відправлення одномаршрутного дослідника-досліднику-кадру-дослідника SRBF.

Вкадрі SRBF станція задає довжину поля RIF, рівною нулю. Як і прозорі мости, SR-мости працюють у режимі "нерозбірливого" захвату, буферизуючи й аналізуючи всі кадри. При одержанні кадру SRBF SR-міст передає його у вихідному виді на всі незаблоковані для цього типу кадрів порти. Необхідність у конфігуруванні топології без петель для кадрів-дослідників SRBF викликана тому, що таким способом запобігається можливість нескінченного зациклення цих кадрів.

Зрештою кадр-дослідник SRBF, поширюючись по всіх кільцях мережі, доходить до станції призначення. У відповідь станція призначення відправляє багатомаршрутний широкомовний кадр-дослідник ARBF станції-відправникові. На відміну від кадру SRBF цей кадр передається мостами через всі порти. При прийомі такого кадру кожен проміжний міст додає в поле маршрутної інформації RIF новий опис маршруту (свій ідентифікатор й ідентифікатор сегмента, з якого отриманий кадр), нарощує довжину поля маршрутної інформації й широкомовно його поширює.

Для запобігання зациклення кадрів ARBF мости обробляють їхній у такий спосіб. Перед передачею кадру на який-небудь сегмент міст перевіряє, чи немає ідентифікатора цього сегмента в списку маршрутів кадру. Якщо такий сегмент уже був пройдений кадром, то кадр у даний сегмент не направляється.

Станція-джерело одержує в загальному випадку кілька кадрів-відповідей, що пройшли по всіх можливих маршрутах складеної мережі, і вибирає найкращий маршрут (звичайно по кількості перетинань проміжних мостів). Саме для одержання інформації про всі можливі маршрути кадр ARBF передається по всіх можливих напрямках.

Потім маршрутна інформація міститься в таблицю маршрутизації станції й використається для відправлення кадрів дані станції призначення по найкращому маршруті за рахунок приміщення послідовності номерів мереж і мостів у заголовку кожного такого кадру.

Мости з маршрутизацією від джерела мають у порівнянні із прозорими мостам як переваги, так і недоліки, наведені в табл. 4.1.

Наявність двох можливих алгоритмів роботи мостів - від джерела й у прозорому режимі - створює труднощі для побудови складних мереж Token Ring. Мости, що працюють від джерела, не можуть підтримувати сегменти, розраховані на роботу в прозорому режимі, і навпаки.

До деякого часу ця проблема вирішувалася двома способами. Один спосіб полягав у використанні у всіх сегментах або тільки маршрутизації від джерела, або тільки прозорих мостів. Іншим способом була установка маршрутизаторів. Сьогодні є третє рішення. Воно засновано на стандарті, що дозволяє об'єднати обидві технології роботи моста в одному пристрої. Цей стандарт, називаний SRT (Source Route Transparent), дозволяє мосту працювати в будь-якому режимі. Міст переглядає спеціальні прапори в заголовку кадрів Token Ring й автоматично визначає, який з алгоритмів потрібно застосувати.

Таблиця 4.1. Переваги й недоліки мостів з маршрутизацією від джерела
Переваги	Недоліки
Більше раціональні маршрути	Більше дорогі мережеві адаптери, що приймають участь у маршрутизації
Простіше й дешевше — не потрібно будувати таблиці фільтрації	Мережа непрозора — кільця мають номера
Більш висока швидкість — не потрібно переглядати таблиці фільтрації	Збільшується трафік за рахунок широкомовних пакетів