2.5 Адаптация к изменениям состояния сети
2.5.1 Проблема адаптации rip
Маршрутизаторы и каналы связи могут выходить из строя, меняя существующую топологию. Реакция протокола RIP зависит от того, как маршрутизатор информирует своих соседей, если существуют изменения в его таблице маршрутизации. Однако, если сетевая топология изменяется, существует вероятность изменения и набора соседей. Если маршрутизатор выходит из строя, то не существует возможности извещения его соседей об изменениях. Так как маршрутизаторы используют наилучший маршрут к любому получателю, то в случае отсутствия сообщений об обновлении маршрутизации предполагаемый маршрут может не отражать произошедшие изменения.
Протокол RIP позволяет извещать своих соседей о том, что не существует корректного маршрута к определенному получателю с помощью стандартных сообщений об обновлении маршрутизации. Для обозначения недостижимости получателя используется значение количества переходов, равное 16.
Если какая-либо сеть становится недостижимой, все соседние маршрутизаторы установят метрику для этой сети равной 16. В следующем цикле посылки сообщений об обновлении маршрутизаторы будут передавать этот маршрут каждому из своих соседей с числом переходов, равным 16. Маршрутизаторы, расположенные на расстоянии одного перехода от маршрутизаторов, соседних с вышедшим из строя устройством, будут иметь количество переходов, равное 17. Любые записи в таблице маршрутизации, имеющие число переходов более 16, уменьшат это число до 16. В таблицах маршрутизации всех маршрутизаторов в сети количество переходов в недостижимую сеть будет сводиться к значению 16.
Сходимость — это состояние, в котором все маршрутизаторы используют одинаковое понимание маршрутизаторами текущей сетевой топологии. Сходимость в сети нарушается только временно, когда выходит из строя либо маршрутизатор, либо канал связи. Если сходимость нарушена, необходимо определенное время, после прохождения которого все маршрутизаторы в сети обменяются информацией для восстановления сходимости в новой сетевой топологии.
Протокол RIP позволяет маршрутизаторам поддерживать корректные таблицы маршрутизации. Однако он гарантирует, что таблицы маршрутизации будут сходиться к корректному состоянию в ограниченное время. Алгоритм (в текущем своем состоянии) не гарантирует, что требуемое время для сходимости будет коротким. Вопрос о том, как много времени потребуется для выполнения процесса сходимости таблиц маршрутизации, является достаточно сложным. Когда происходит выход из строя канала связи или возникают другие проблемы в сети, некоторые из существующих маршрутов становятся либо непригодными, либо менее подходящими для передачи информации. Проблема в том, что когда в сети, использующей протокол RIP, происходят изменения, информация, которой обмениваются соседние маршрутизаторы, может быть некорректной. В результате маршрутизаторы могут вычислять новые маршруты и передавать информацию о них в сообщениях об обновлении своим соседям, основываясь на первоначально некорректной информации. Метод, при котором недействительная информация будет удаляться, требует несколько итераций.
Существует несколько последствий воздействия медленной сходимости на производительность:
увеличение объема трафика, которым обмениваются маршрутизаторы для достижения сходимости;
образование петель маршрутизации при передаче данных;
увеличение времени, требуемого для реагирования на изменения в сетевой топологии.
Другая проблема, которая встречается при осуществлении маршрутизации, это петля маршрутизации. Рассмотрим суть данной проблемы на примере. На рисунке 19 показана логическая петля, образованная между двумя маршрутизаторами.
Рисунок 19 – Пример образования петель маршрутизации
Маршрутизатор М2 может достигнуть целевой сети через маршрутизатор Ml с количеством переходов, равным 1. Маршрутизатор МЗ получает эту информацию из периодических сообщений об обновлении от маршрутизатора М2, который говорит, что МЗ может достигнуть целевую сеть, используя маршрутизатор М2 с количеством переходов, равным 2. В следующем цикле посылки сообщений об обновлении маршрутизатор МЗ известит маршрутизатор М2 о его достижимости целевой сети с количеством переходов, равным 3. В результате маршрутизатор М2 будет иметь два маршрута в целевую сеть: первый маршрут с использованием маршрутизатора Ml и количеством переходов, равным 1, и второй -- с использованием маршрутизатора МЗ с количеством переходов, равным 3. Маршрутизатор М2 выберет маршрут с использованием маршрутизатора Ml, так как он имеет наименьшую метрику.
В случае если канал связи между маршрутизаторами Ml и М2 выйдет из строя, М2 не получит сообщение об обновлении в требуемый интервал времени и удалит из своей таблицы запись с маршрутом в целевую сеть, использующим маршрутизатор Ml. Однако маршрутизатор М2 имеет альтернативный маршрут в целевую сеть с использованием маршрутизатора МЗ и с количеством переходов, равным 3. Следовательно, МЗ будет передавать весь трафик обратно маршрутизатору М2, что вызовет создание петли маршрутизации. Обмен пакетами между маршрутизаторами будет продолжаться до тех пор, пока поле TTL в заголовке IP-дейтаграммы не достигнет нуля и она не будет удалена одним из маршрутизаторов.