Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы маршрутизации на цифровых широкополосных сетях связи. Часть 2. Учебное пособие
.pdf
11
механизм формирования сети связи с иерархической структурой, включа-
ющий в себя:
инициализацию соседних логических узлов на обоих концах логиче-
ской связи;
синхронизацию баз данных узлов в одной PG;
выбор лидера в PG;
расчет таблиц маршрутизации для каждого типа AAL.
Для реализации стека протоколов маршрутизации в сети организован отдель-
но выделенный виртуальный канал за номером 18 – канал управления маршрутизацией PNNI (Routing Control Channel, RCC).
В таблице 2.1 приведено описание пакетов, передаваемых по RCC, для реали-
зации соответствующих протоколов.
2.2 Обмен информацией в маршрутизации PNNI
При формировании иерархической структуры исходной сети и баз данных о
состоянии элементов данной сети каждый узел обменивается с соседними узлами
различной информацией в виде пакетов:
“Hello” пакеты приветствия. Устанавливают локальную связь и опреде-
ляют свою принадлежность к одной одноранговой группе.
PNNI Topology State Elements, PTSE элементы PNNI состояния тополо-
гии. Каждый узел генерирует PTSE, которые описывают его принадлежность к одноранговой группе и содержат параметры состояния связей и
состояния узлов. Параметры состояния связей представлены как метрики:
время задержки; надежность; ширина полосы пропускания; административный вес и другие.
Эта информация используется для выбора лидера одноранговой группы.
PTSE лавинно (волновым методом) распространяются в одноранговой
группе. Это гарантирует, что все узлы в одноранговой группе имеют
идентичные БД. БД узла состоит из множества полученных PTSE и содержит всю информацию, необходимую для вычисления маршрута от
данного узла через одноранговую группу до любого доступного адреса.
PNNI Topology State Packet, PTSP пакет состояния топологии PNNI.
Специальные пакеты, с помощью которых передаются PTSE, и предназначены для синхронизации БД узлов одноранговой группы.
При получении PTSP узел производит анализ его составляющих PTSE. Каждый PTSE подтверждается, путем формирования “Пакета подтверждения”. Если
поступил новый PTSE, то он записывается в базу данных и лавинно распространяется ко всем соседним узлам кроме того, от которого PTSE был получен. PTSE,
12
посланный соседнему узлу, периодически повторно передается пока не получит
подтверждение.
Распространение PTSE происходит постоянно. PTSE, содержащиеся в БД,
подвержены старению и уничтожаются через определенный промежуток времени,
если они не переписаны вновь поступившими версиями PTSE. Узлы имеют право
вносить изменения только в создаваемые ими PTSE. Узел не имеет права вносить
никаких изменений в PTSE, порожденные другими узлами. Изменения вносятся
только заменой старого PTSE на вновь полученный. PTSE распространяются в
пределах одной PG через определенный промежуток времени или в силу наступления некоторых событий. В результате обмена данными пакетами узлы будут
иметь абсолютно одинаковые (синхронные) БД.
2.3 Механизм формирования сети с иерархической структурой
Механизм формирования сети связи с иерархической структурой занимает
центральное место в стеке протоколов PNNI и, по мнению разработчиков, позволяет решить следующие проблемы:
эффективности маршрутизации в сетях связи большой размерности и лю-
бой степени сложности;
управляемости и масштабируемости сети связи;
производительности сети связи.
Механизм формирования сети связи с иерархической структурой имеет рекурсивный характер и начинается на самом низком уровне, который соответствует
исходной структуре сети связи (рисунок 2.2). Количество рекурсий зависит от
размерности сети, ее сложности и объема оперативной памяти в узлах коммутации, отводимой для формирования таблиц маршрутизации.
Каждая рекурсия состоит из следующих операций:
Узлы объединяются в группы. Каждая такая группа называется группа уз-
лов равных по положению (PG). Размерность группы определяется размерностью оперативной памяти узлов коммутации, которая отводится для
формирования таблиц маршрутизации.
В PG определяется один лидер (PGL) и граничные узлы (Border Node). Ли-
дер группы владеет полной информацией о структуре сети связи в пределах своей группы и фактически является представителем, логическим узлом группы (Logical Group Node, LGN) на более высоком уровне иерархии.
Логические узлы групп формируют свои логические связи. В результате
формируется новая, укрупненная структура исходной сети связи. Данная
13
структура считается структурой более высокого уровня, на которой снова
Инициализация соседних логических узлов
на обоих концах логического канала
Синхронизация баз данных в одной PG
Выбор лидера в PG
Формирование
иерархии в
PG закончено?
Нет
Да
Рисунок 2.2 – Механизм формирования сети с иерархической
структурой маршрутизации PNNI
включается механизм иерархического построения сети.
Механизм построения сети связи с иерархической структурой продолжается
до тех пор, пока на самом верхнем уровне не будет получена достаточно простая
структура сети связи.
Действие механизма формирования иерархической структуры сети связи рассмотрим на следующем примере. На рисунке 2.3 представлена сеть связи. Фактически это «плоская» структура, в которой узлы коммутации физически соединены
трактами передачи сообщений.
Протокол маршрутизации PNNI конфигурирует данную физическую сеть в
иерархическую структуру из трех уровней, которая приведена на рисунке 2.4.
На каждом уровне имеются свои логические узлы и логические связи.
На первом самом низком уровне логические узлы объединены в семь
групп узлов одного уровня:
14
PG (A.1) - A.1.1, A.1.2, A.1.3;
Рисунок 2.3 Структура сети связи
Узел коммутации
Тракт передачи сообщений
PG (A.2) - A.2.1, A.2.2, A.2.3;
PG (A.3) - A.3.1, A.3.2, A.3.3, A.3.4;
PG (A.4) - A.4.1, A.4.2, A.4.3, A.4.4, A.4.5, A.4.6;
PG (B.1) - B.1.1, B.1.2, B.1.3;
PG (B.2) - B.2.1, B.2.2, B.2.3, B.2.4, B.2.5;
PG (C) - C.1, C.2.
В каждом PG определены свои лидеры: A.1.3, A.4.1, A.2.3, A.3.2, B.1.1, B.2.3,
C.2 (на рисунке обозначены черными кружками). Перечисленные узлы представ-
ляют свои PG на втором, более высоком уровне, логическими узлами групп: A.1,
A.2, A.3, A.4, B.1, B.2, A.1. Условно это означает, что узлы в пределах своих PG
«стягиваются» в один узел в лидера группы и на втором уровне иерархии представляются в виде точки логического узла группы (LGN). При этом логические
связи внутри каждой группы первого уровня устраняются, а логические связи
между группами узлов равных по положению сохраняются. Тем самым формируются свои логические связи между логическими узлами групп. Таким образом,
формируется второй иерархический уровень исходной структуры сети связи. На
данном уровне опять включается механизм формирования сети связи с иерархической структурой. То есть, логические узлы групп А.1, А.2, А.3 и А.4 группируются
в PG(A) со своим лидером А.2. Логические узлы групп В.1 и В.2 группируются в
группу равных по положению PG(B). В данной группе лидером выбран В.2. В результате формируется группа узлов высокого уровня с логическими узлами групп
А, В и С.
15
Рисунок 2.4 Иерархически cконфигурированная сеть связи
протоколом маршрутизации PNNI
С
В
A
В.2
В.1
A.4
A.3
A.2
A.1
А.1.3
А.1.2
А.1.1
А.4.1
А.4.4
А.4.2
А.4.3
А.4.5
А.4.6
А.2.2
А.2.1
А.2.3
А.3.1
А.3.4
А.3.2
А.3.3
В.1.2
В.1.3
В.1.1
В.2.3
В.2.1
В.2.5
В.2.4
В.2.2
С.1
С2
Логическая связь
Логический узел группы
Группа узлов высокого
уровня
Логический
узел
Граничный
узел
Группа равных
по положению
Лидер группы
равных
по положению
Логическая
связь
Логический
узел группы
Логическая связь
Лидер группы
равных по положению
PG(A)
PG(B)
PG(A.2)
PG(A.1)
PG(A.3)
PG(B.2)
PG(B.1)
PG(A.4)
PG(C)
Группа равных
по положению
16
Для всех запросов на установление соединений PNNI использует маршрутизацию от источника. Это означает, что в одноранговой группе только один узел
(узел – источник, УИ) вычисляет полный маршрут внутри одноранговой группы.
Маршрут закодирован как список транзитных узлов (Designated Transit List,
DTL), который используется для организации соединения между узломисточником (УИ) и узлом-получателем (УП). DTL содержит список узлов, участвующих при организации маршрута как внутри одноранговой группы, так и вне
ее.
Таким образом, маршрутизатор в УИ, используя информацию из сформированной в нем БД, рассчитывает маршрут к точке назначения. Данный маршрут
называется частично завершенным маршрутом от источника.
Частично завершенный маршрут – это не полный детальный маршрут, так
как он не содержит подробной информации о маршруте вне одноранговой группы
источника. Вместо этого, в нем описываются узлы логических групп, которые
необходимо пройти.
По мере установления соединения список DTL уточняется. Когда коммутируемое соединение достигнет узла коммутации, входящего в другую одноранговую
группу (фактически это означает переход на более высокий уровень иерархии), то
данный УК становится ответственным за вычисление маршрута от источника
(нижнего уровня), и описывает маршрут внутри данной одноранговой группы.
Естественно, что вычисленный маршрут внутри одноранговой группы нижнего
уровня, должен быть совместим с вычисленным маршрутом более высокого уровня.
Данный подход подразумевает определенную свободу выбора различных алгоритмов для расчета маршрута в каждом узле одноранговой группы. Точно так
же алгоритм расчета маршрута, используемый для одного уровня иерархии PNNI,
может отличаться от алгоритма расчета маршрута, используемого для другого
уровня (при условии, что расчет маршрута в любом нижнем уровне должен быть
совместим с маршрутом, вычисленным высшими уровнями).
2.4 Форматы основных пакетов маршрутизации PNNI
В форматы пакетов маршрутизации PNNI [2, 3] заложен принцип вложенно-
сти (рисунок 2.5):
тип пакета – длина поля пакета – значение (содержательная часть пакета).
Тип и длина полей пакета всегда равны по 2 байта. Длина содержательной части пакета (значение) для каждого формата пакета различна.
В таблице 2.1 даны сведения об основных, но не всех пакетах, передаваемых
по каналу управления маршрутизацией (RCC). Рассмотрим данные форматы пакетов маршрутизации PNNI.
17
Передача всех пакетов маршрутизации по RCC начинается с общего заголов-
2 байта
2 байта
Длина поля переменна
Тип
пакета
Длина
пакета
Значение
(содержательная часть пакета)
Рисунок 2.5 – Формат пакетов маршрутизации PNNI
ка, состоящего из 8 байт (рисунок 2.6).
На рисунках 2.7 – 2.11 представлены основные форматы пакетов PNNI. Для
удобства пояснения назначения полей пакеты расположены вертикально. Старший
разряд пакета расположен в верху.
Пакеты Hello (рисунок 2.7) – передаются всеми логическими узлами (в
пределах одноранговых групп) с целью установления состояния связей
между ними. Длина данного формата 100 байт.
Заголовок PTSP (рисунок 2.8). PTSP – используются, чтобы распреде-
лять информацию по всей одноранговой группе. Каждый PTSP состоит
из некоторого числа элементов состояния топологии PNNI (PTSE). Все
PTSP имеют заголовок, длина которого 44 байта.
Заголовок PTSE. Каждый PTSE имеет заголовок, формат которого по-
казан на рисунок 2.9. Длина данного формата 20 байт.
Пакет подтверждения PTSE (рисунок 2.10) – используется для под-
тверждения принятия PTSE от соседнего узла. Длина данного пакета 40
байт.
Пакет запроса PTSE (рисунок 2.11) – используются во время синхрони-
зации баз данных. Длина поля 40 байт.
18
Длина
поля
[байт]
Назначение поля
Описание
2
Тип поля
Принимает одно из следующих
значений:
1 - Hello
2 - PTSP
3 - Подтверждение PTSE
5 - Запрос PTSE
2
Длина пакета
1
Версия протокола
Определяет версию, согласно
которой этот пакет
форматировался. Эти технические
требования определяют версию
одного из форматов пакетов
протокола маршрутизации PNNI.
1
Самая новая
поддерживаемая
версия
1
Самая старая
поддерживаемая
версия
Самая новая и старая
поддерживаемые версии, которые
могут быть понятны обоим узлам,
обменивающимися пакетами.
1
Резервное
Рисунок 2.6 – Общий формат заголовка пакетов маршрутизации PNNI
19
Длина
поля
[байт]
Назначение
поля
Описание
8
Заголовок
PNNI
Структура заголовка пакета PNNI с
типом пакета = 1 (Hello). Смотри
Рисунок 2.6.
2
Резервный
22
Идентификатор
узла
Идентификатор исходящего узла
20
Адрес
конечной
системы АТМ
Для лидеров одноранговых групп,
может быть реализовано до 256
уникальных адресов конечных систем
АТМ. При этом используется
селекторный Байт.
14
ID
одноранговой
группы
ID одноранговой группы исходящего
узла
22
Идентификатор
отдаленного
узла
Множество, основанное на значении
идентификатора узла в полученном
Hello. По умолчанию равно нулю.
4
ID порта
Допустимому идентификатору порта
не позволяется иметь нулевое
значение.
4
Идентификатор
отдаленного
порта
Множество, основанное на значении
идентификатора порта в полученном
Hello. Устанавливается в нуль если
оно еще не определено.
2
Hello интервал
Указывает частоту посылки пакетов
Hello.
Если Hello не получен в пределах
указанного интервала времени, то
считается что связь блокирована.
2
Резервный
Рисунок 2.7 – Формат пакета Hello
20
Длина
поля
[байт]
Назначение
поля
Описание
8
Заголовок
PNNI
Структура заголовка пакета PNNI с
типом пакета = (PTSP). Смотри
Рисунок 2.6.
22
ID создающего
узла
Идентифицирует узел, который создал
PTSE в этом PTSP
14
ID создающей
группы
Рисунок 2.8 – Формат заголовка пакета PTSP
Длина
поля
[байт]
Назначение поля
Описание
2
Тип
Всегда равен 64
2
Длина
2
Тип PTSE
2
Резервный
4
Идентификатор
PTSE
Идентифицирует один из множества
различных PTSE узла.
4
Порядковый номер
PTSE
2
Контрольная сумма
PTSE
2
Оставшаяся
продолжительность
жизни PTSE
Рисунок 2.9 – Формат заголовка пакета PTSE
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]