Доставка пакетов. Маршрутизация. Rip, ospf.

Исходной точкой при анализе протоколов маршрутизации является принцип оптимальности маршрута. Он состоит в том, что маршрутизатор B, находящийся на оптимальном маршруте между A и C, соединен с ними оптимальными маршрутами. Поэтому множество оптимальных маршрутов от всех источников к приемнику является деревом и называется входным деревом узла. Критерием оптимальности являются расстояния между узлами на маршруте, измеренные в каких-либо единицах критерия оценки расстояния (метрики): длины, загруженности, пропускной способности, времени задержки, стоимости, веса маршрута.

Определение маршрута может базироваться на отдельных показателях (метриках) или комбинационных показателях. Программные реализации алгоритмов маршрутизации высчитывают метрику маршрута и используют ее в качестве критерия для определения оптимальных маршрутов к пункту назначения.

Главным параметром при маршрутизации пакета в Интернет является ip-адрес его места назначения. Проблема оптимальной маршрутизации в современном Интернет, насчитывающем десятки миллионов узлов, весьма сложна. Использование иерархической структуры сетевых адресов позволяет укрупнять (агрегировать) блоки маршрутной информации.

Типы алгоритмов маршрутизации.

Алгоритмы маршрутизации могут быть адаптивные (динамические) и неадаптивные (статические). Адаптивный алгоритм учитывает изменение топологии и загруженности соединительных каналов. Динамические алгоритмы маршрутизации подстраиваются к изменяющимся связям между узлами сети в масштабе реального времени. Они выполняют это путем анализа поступающих сообщений об обновлении маршрутизации. Если в сообщении указывается, что имело место изменение связей в сети, программы маршрутизации пересчитывают маршруты и рассылают сообщения о корректировке маршрутизации. Динамические алгоритмы маршрутизации могут дополнять статические маршруты там, где это уместно. Например, можно ввести в сеть статический маршрут на "маршрутизатор последнего обращения" (т.е. маршрутизатор, в который отсылаются все неотправленные по определенному маршруту пакеты). Такой маршрутизатор выполняет роль хранилища неотправленных пакетов, гарантируя, что все сообщения будут хотя бы определенным образом обработаны.

Неадаптивный алгоритм определяет процесс статической маршрутизации.

Одномаршрутные или многомаршрутные алгоритмы

Некоторые сложные протоколы маршрутизации обеспечивают множество маршрутов к одному и тому же пункту назначения. Такие многомаршрутные алгоритмы делают возможной мультиплексную передачу трафика по многочисленным линиям и балансировку загрузки каналов передачи данных. Преимущества многомаршрутных алгоритмов очевидны - они могут обеспечить заначительно большую пропускную способность и надежность. Одномаршрутные алгоритмы не могут делать этого.

Одноуровневые или иерархические алгоритмы

В одноуровневой системе маршрутизации все маршрутизаторы равноправны и содержат однородную информацию о структуре сети. В иерархической системе маршрутизации некоторые маршрутизаторы формируют то, что составляет основу (backbone - базу) маршрутизации. Эти маршрутизаторы выполняют функцию агрегирования маршрутной информации. Пакеты из небазовых маршрутизаторов перемещаются к базовыи маршрутизаторам и пропускаются через них до тех пор, пока не достигнут общей области пункта назначения. Начиная с этого момента, они перемещаются от последнего базового маршрутизатора через один или несколько небазовых маршрутизаторов до конечного пункта назначения.

Иерархические системы маршрутизации определяют логические группы узлов, называемые доменами маршрутизации, автономными системами (AS), или областями маршрутизации. В иерархических системах отдельные граничные маршрутизаторы какого-либо домена могут обмениваться агрегированной маршрутной информацией с граничными маршрутизаторами других доменов. Остальные маршрутизаторы доменов обмениваются данными о маршрутах только в пределах своего домена.

Основным преимуществом иерархической маршрутизации является то, что она позволяет агрегировать данные о структуре сети и снизить объем информации, передаваемой по протоколам маршрутизации между узлами сети. Внутридоменным маршрутизаторам необходимо знать только о других маршрутизаторах в пределах своего домена, поэтому их алгоритмы маршрутизации могут быть упрощенными. Соответственно может быть уменьшен и трафик обновления маршрутизации, зависящий от используемого алгоритма маршрутизации

Иерархическая структура маршрутизации сети может соответствовать организационной структуре сети.

Внутридоменные или междоменные алгоритмы

Некоторые алгоритмы маршрутизации действуют только в пределах доменов; другие - как в пределах доменов, так и между ними. Оптимальный алгоритм внутридоменной маршрутизации не обязательно будет оптимальным алгоритмом междоменной маршрутизации.

Алгоритмы состояния канала (Link State Protocol) (известные также как алгоритмы "первоочередности наикратчайшего маршрута", Дикстры)) направляют потоки маршрутной информации во все узлы об'единенной сети. Каждый маршрутизатор посылает только ту часть маршрутной таблицы, которая описывает состояние его собственных каналов.

Алгоритмы вектора расстояния (Distance Vector Protocol) (известные также как алгоритмы Бэлмана-Форда) требуют от каждогo маршрутизатора посылки всей или части своей маршрутной таблицы, но только своим соседям.

Алгоритмы состояния каналов фактически направляют небольшие корректировки всем узлам сети, в то время как алгоритмы вектора расстояний отсылают более крупные корректировки только в соседние маршрутизаторы.

Достоинства алгоритмов состояния каналов:

Быстрая сходимость

Устойчивость к образованию петель маршрутизации.

Недостатки:

Более сложная реализация,

Повышенные требования к производительности процессора и объему памяти.