71. Алгоритмы и протоколы маршрутизации. Общее описание.

Совр. протоколы маршр-ии (ПМ) предусм. автоматич. формирование таблиц маршрутизации (ТМ) и поддерж. их в актуал. состоянии на основе вз-действия маршрутизаторов (М.) друг с др.

На каждом М. существует программа опроса и прослушивания, с помощью которых он обменивается инф-ей с другими М. Полученная инф-ия используется для построения и обновления ТМ.

ТМ иногда называется БД маршрутизации, включает набор оптим. путей, используемых М. при передаче пакетов в данный момент времени. Каждая строка этой таблицы содержит по крайней мере следующую инф-ию: сетевой адаптер получателя, адрес следующего М., пересылка к которому соответствует оптимального пути до пункта назначения, хар-ку пути, напр., проп. спос. канала связи и отметку времени, когда эта хар-ка была определена; инф-ию о способе пересылки, напр., № вых. порта. в данной строке таблицы могут храниться данные о неск. возможных след. транзитных маршрутах, задающих разл. критерии оптимальности пути.

Способ выбора транзитного М. зависит от используемой схемы ПМ. Определение оптимальности путей при формировании и обновлении ТМ может производиться в соотв. с критериями или их комбинациями: 1) длина маршрута, измеряемая кол-вом марш-ров, ч/з которые необходимо пройти до пункта назначения 2) пропускная способность канала связи 3) прогнозируемое суммарное время пересылки 4) стоимость канала связи.

При наличии ТМ ф-ию передачи пакетов по оптим. путям М. реал-ет дост. просто. Для отправки пакета ч/з марш-р узел ЛС помещает заголовок пакета на сетевом уровне пакета OSI адрес действит. получателя, а на канальном уровне – МАС-адрес получателя.

После получения очередного пакета М.: 1)зачитывает из заголовка пакета соотв. сетевому уровню модели OSI адрес назначения, т.е. сетевой адрес получателя. 2) по ТМ определяет адрес след. транзитного М., пересылка к которому соотв. оптимальному пути до пункта назначения. 3) заменяют в заголовке пакета в соотв. канальному ур-ню модели OSI, свой Мас-адрес на Мас-адрес выбранного транзитного маршрута. 4) отсылает пакет выбранному транзитному маршруту. По мере того, как продвижения пакета ч/з сеть физ. адрес (МАС-адрес) его получателя меняется, но логический адрес пункта назначения остается без изменений.

72 Требования к алгоритмам маршрутизации

Алгоритмы, положенные в основу формирования и обновления таблицы маршрутизации, называют алгоритмами маршрутизации. В соответствии с данными алгоритмами и определяются наилучшие маршруты до возможных пунктов назначения. Алгоритмы передачи пакетов по оптимальным путям, выбираемым из таблицы маршрутизации, называют алгоритмами коммутации.

Из приведенного выше описания становится понятно, что алгоритмы коммутации, задающие порядок транспортировки пакетов через сеть при известных оптимальных маршрутах, являются достаточно простыми. Сложными и наиболее важными являются алгоритмы маршрутизации, которые и составляют основу протоколов маршрутизации. К данным алгоритмам предъявляют следующие функциональные требования:

- по оптимальности определяемых маршрутов —способности определять наилучший маршрут в зависимости от заданных показателей и их весовых коэффициентов;

- по гибкости —способности быстро и точно адаптироваться к изменениям структуры и условий функционирования сети;

- по сходимости —способности достигать быстрого соглашения между всеми маршрутизаторами сети по оптимальным маршрутам.

В протоколах маршрутизации показатель оптимальности маршрута часто называют метрикой. Оптимальным считается кратчайший путь. При этом метрика, т. е. мера длины пути задается определенной формулой, в качестве переменных которой могут выступать любые характеристики маршрута, например, общее число транзитных маршрутизаторов и суммарное время пересылки.

Требования к алгоритмам маршрутизации по гибкости и сходимости взаимосвязаны друг с другом. Когда в сети происходят какие-либо изменения, влияющие на выбор оптимальных маршрутов, например, перегрузка какого-либо участка сети или появление нового канала связи, узнавшие первыми об этих изменениях маршрутизаторы должны переопределить свои оптимальные маршруты, адаптируясь к возникшим изменениям. Кроме того, они должны разослать сообщения об изменениях другим маршрутизаторам. Данные сообщения пронизывают сети, стимулируя пересчет оптимальных маршрутов. В конечном итоге все маршрутизаторы должны прийти к общему соглашению по оптимальным маршрутам.

Алгоритмы маршрутизации, не обладающие высокой гибкостью и быстрой сходимостью, приводят к образованию петель маршрутизации и даже выходам сети из строя.