22 Маршрутизация на mac-уровне. Алгоритм “Source Routing”
Прозрачные мосты (Маршрутизация «от источника») имеют то преимущество, что они просты в установке. Однако такие мосты используют доступную пропускную способность не оптимальным образом, поскольку не все мосты задействованы в целях исключения возможных петель (вследствие применения алгоритма Spanning Tree). Мосты c определением пути по запросу источника (Source Routing) представляют альтернативу прозрачным мостам. Алгоритм Source Routing предполагает, что отправитель каждого кадра знает о том, что адресат находится (или не находится) в той же сети. При отправке кадра в другую сеть машина-отправитель задает старший бит адреса отправителя равным 1. Кроме того, она помещает в заголовок кадра весь путь, по которому кадр должен следовать. Этот путь формируется следующим образом. Каждая локальная сеть имеет уникальный 12-битный номер, а каждый мост имеет 4-битный номер, по которому он может быть идентифицирован в контексте данной локальной сети. Таким образом, далеко отстоящие друг от друга мосты могут иметь один и тот же номер, например 13, но мосты между двумя локальными сетями должны иметь разные номера. Таким образом, путь представляет собой числовую последовательность номеров моста, сети, моста, сети и т.д. Мост отбирает только кадры со старшим битом адреса равным 1. В этом случае мост находит в поле пути номер локальной сети, из которой данный кадр получен, и, если за номером сети следует его собственный номер, передает кадр в сеть, номер которой следует за его собственным. Неявно алгоритм Source Routing предполагает, что каждая машина в объединенной сети знает, или может найти, наилучший путь до получателя. Основная идея алгоритма определения пути по запросу источника состоит в том, что когда отправитель не знает путь к получателю, он посылает широковещательный кадр с запросом о его местонахождении. Этот поисковый кадр (discovery frame) передается каждым мостом в сети и в результате попадает во все сети. При возвращении ответа мосты записывают в него информацию о себе, на основе анализа которой отправитель может выбрать наилучший путь из всех возможных. Недостаток этого алгоритма в том, что он ведет к экспоненциальному росту числа пакетов. Например, если сеть 1 соединена тремя мостами с сетью 2, сеть 2 соединена тремя мостами с сетью 3 и т.д., то когда хост в сети 1 отправляет поисковый кадр, он копируется в сеть 2 всеми тремя мостами. Каждый из трех новых поисковых кадров копируется в сеть под номером 3 всеми тремя мостами между сетью 2 и 3. В результате, когда поисковые кадры достигнут сети N, их число будет равно 3(N-1). При большом числе сетей и мостов такой рост числа пакетов может весьма негативно отразиться на работе сети. После того как хост определил путь к неизвестному адресату, он сохраняет путь в кэше, чтобы не повторять процесс определения местонахождения в следующий раз.
Source Routing:
Во фрейм записывается путь. В этом случае каждая станция отрабатывает алгоритм, по созданию остовного пути, если путь заготовлен, то он используется.
SR обладает преимуществом: он строит действительно короткие пути, но у него есть и недостаток: он не прозрачный, вся нагрузка по прокладке маршрута ложиться на конечные узлы вследствии чего требуется много времени и оно сильно возрастает при усложнении топологии сети.
При получении каждого пакета SR-мосту нужно только просмотреть поле маршрутной информации (поле Routing Information Field, RIF, в кадре Token Ring или FDDI) на предмет наличия в нем своего идентификатора. И если он там присутствует и сопровождается идентификатором кольца, которое подключено к данному мосту, то в этом случае мост копирует поступивший кадр в указанное кольцо. В противном случае кадр в другое кольцо не копируется. В любом случае исходная копия кадра возвращается по исходному кольцу станции-отправителю, и если он был передан в другое кольцо, то бит А (адрес распознан) и бит С (кадр скопирован) поля статуса кадра устанавливаются в 1, чтобы сообщить станции-отправителю, что кадр был получен станцией назначения (в данном случае передан мостом в другое кольцо).
Так как маршрутная информация в кадре нужна не всегда, а только для передачи кадра между станциями, подключенными к разным кольцам, то наличие в кадре поля RIF обозначается установкой в 1 бит индивидуального/группового адреса (I/G) (при этом данный бит используется не по назначению, так как адрес источника всегда индивидуальный).
Для работы алгоритма маршрутизации от источника используются два дополнительных типа кадра - одномаршрутный широковещательный кадр-исследователь SRBF (single-route broadcast frame) (блокирует мосты) и многомаршрутный широковещательный кадр-исследователь ARBF (all-route broadcast frame) (прописывать вручную).
Все SR-мосты должны быть сконфигурированы администратором вручную, чтобы передавать кадры ARBF на все порты, кроме порта-источника кадра, а для кадров SRBF некоторые порты мостов нужно заблокировать, чтобы в сети не было петель. В примере для исключения петли администратор заблокировал оба порта моста 3 для передачи кадров SRBF.
