4.4.2 Алгоритм дистанционно-векторной маршрутизации

В отличии от алгоритма, основанного на состоянии линий и использующего глобальную информацию, дистанционн-векторный алгоритм является распределенным и асинхронным.

Он является распределенным, так как каждый узел получает порцию информации от одного или...

Дистанционно-векторный алгоритм предполагает определенную форму общеня между соседями - каждый узел должен знать наименьшую стоимость каждого пути от каждого из его соседей до каждого адресата.

Таким образом , всегда, когда узел вычисляет новую минимальную стоимость до какого-либо узла, он должен сообщить об этом...

С этого момента алгоритм становится статическим, поскольку сообщения с новыми значениями более не пересчитываются, то есть все узлы переходят в состояние ожидания.

Алгоритм остается в статическом состоянии дл тех пор, пока стоимость какой - либо линии...

4.4.3 Сравнение алгоритмов маршрутизации

Сравним основные характеристики двух рассмотренных алгоритмов маршрутизации:

1) Обмен сообщениями. Алгоритм, основанный на состоянии линии, требует от каждого узла знания стоимости каждой линии сети.

На стадии исходного сбора информации протоколы, реализующие этот алгоритм, передают по сети большой объем информации, существенно снижая в это время...

Кроме того каждый раз, когда стоимость линии изменяется, об этом следует известить все узлы.

Дистанционно-векторный алгоритм требует обмена сообщениями только между нап?рямую соединенными узлами на каждой итерации.

Однако ему необходимы значительно более частые, периодические обновления.

2, Скорость схождения...

3) Аппаратная стоимость маршрутизации.

Реализация ЛС-алгоритмов маршрутищации требует больших затрат памяти и процессорных ресурсов. Для нее требуется более мощные компьютеры, поскольку оперировать приходится сос стоимостями одновременно всех маршрутов в сети.

4. Живучесть.

Что может случится если маршрутизатор может выйти из строя?

В алгоритме маршрутизации, в основанном на состоянии линий, маршрутизатор может передать всем остальным неверные сведения о стоимости одной из присоединенных к нему линий.

Узел может также повредить ...

Иерархическая маршрутизация

В предыдущих пунктах сеть рассматривалась просто как можество соединенных друг с другом маршрутизаторов.

Один маршрутизатор ничем не отличался от других.

На всех маршрутизатооах раблтал..

1. Масштабирование

Когда количество маршрутизаторов становится очень бльшим, накладные расходы на вычисление, хранение данных и обмен данными о маршрутах между маршрутизаторами становятся неприемлемыми.

Современный интернет состоит из двух...

Хранение информации о маршрутах на каждом из этих хостов потребовало бы памяти огромных размеров.

Накладные расходы на широковещательную расылку пакетов с информацией о состоянии линий между всеми маршрутизаторами интернета в ЛС-алгоритме совсем ...

Лекция 13

4.6 Деление структуры интернета на автономные системы

4.7 Интернет-протокол

4.7.1 Понятие сети и классовая адресация в протоколе ИПв4

ЛЕКЦИЯ 14

4.9 Продвижение дейтаграмм

Рассмотрим как хосты и маршрутизаторы переносят ИП_ дейтаграмму от отправителя к получателю.

Ключевые поля ИП_ дейтаграммы иллюстрирует таблица 4.3

Хост -отправитель заполняет 32-разрядные поля адреса отправвителя и получателя.

Поле данных дейтаграммы, заполняются TCP или UDP сегментом...

Как после создания ИП дейтаграммы хостом отправителем сетевой уровень перемещает ее хосту получателю?

Ответ на этот вопрос можно получить на рисунке 4.13 который я рисовать не собираюсь.

Пусть сначала хост А посылает ИП дейтаграмму хосту В. Хост В находится в той же сети, что и хост А.

Протокол ИП хоста А заглядывает в свою внутреннюю ИП таблицу продвижения данных, и находит сетевой адрес 223.1.1.0/24 совпадающий со старшими разрядами ИП адреса хоста В.

Как канальный уровень пересылает дейтаграмму расмотрим в следующей теме.

Более интересный случай, когда хост А хочет послать дейтаграмму в хост Е, который находится в другой сети.

Хост А смотрит в таблицу передвижения и видит что он должен переслать дейтаграмму в промежуточный маршрутизатор.

Из той же таблицы хост А узнает, что предназначенные хосту Е дейтаграммы следует направлять интерфейсу маршрутизатора с адресом 223.1.1.4, с которым хост А соединен напрямую.

Затем протокол ...

Важно отметтить, что, хотя дейтаграмма посылается интерфейсу маршрутизатора, поле адреса получателя дейтаграммы, по прежнему, содержит адрес конечного получателя хоста Е, а не адрес интерфейса промежуточного маршрутизатора.

Итак, дейтаграмма попадает на маршрутизатор...

Как показано на рис. 4.14 маршрутизатор заглядывает в собственную таблицу и видит, что хост находится на его участке.

В этой таблице также указывается, что дейтаграмму следует направлять интерфейсу...

Обратим внимание, что все записи в столбце, предназначенном для указания адресов следующих маршрутизаторов, пусты, так как каждая сеть напрямую соединена с единственным маршрутизатором.

В этом случае нет необходимости направлять дейтаграмму промежуточным маршрутизаторам.

Однако если бы хосты А и Е разделяли два маршрутизатора, тогда в таблице первого маршруттзатора на пути от хоста А до хоста Е в соответствующей строке указывалось бы два ретрансляционных участка до адресата, а также ИП адрес...

И теперь второй маршрутизатор направлял бы дейтаграмму хосту-получателю с помощью протокола канального уровня.

Таким образом, таблицы продвижения данных на маршрутизаторах играют центральную роль в продвижении дейтаграмм через интернет.

Таблицы продвижения данных должны конфигурироваться так, чтобы дейтаграммы следовали по оптимальным маршрутам.

Для коныигурирования и поддержки таблиц продвижения данных служат алгоритмы маршрутизации, суть которых рассмотрена ранее.

Прежде чем рассмотреть их подробнее выделим пять наиболе важных составляющих успешного функционирования протокола ИП.

Это формат дейтаграмм, их фрагментация, протоколы ICMP u DHCP и наконец...

ЛЕКЦИЯ 15

4.10 Формат дейтаграммы

4.11 Фрагментация ИП дейтаграмм

4.12 Проткол ICMP

4.10 Формат дейтаграммы

32-бита___________________________________________

/Версия/Длина заголавка /ТИП службы/длина дейтаграммы,байт /

/16-и разрядный идентефикатор /флаги/ 13-разрядное смещение фрагмента/

/Время жизни/ Протокол верхн. уров./контрольная сумма заголовка /

/32- разрядный ИП адрес отправителя /

/32- разрядный ИП адрес получателя /

/Параметры(если есть) /

/Данные /

Версия. Четыре бита в этом поле определяют версии протокола ИП. По этому номеру маршрутизатор интерпретирует остальные поля дейтаграммы. В различных версиях протокола ИП применяются различные форматы дейтаграмм.

Длина заголовка. Поскольку ИПв4 дйтаграмма может содержать различное количество необязательных полей, эти четыре бита нужны для определения где заканчивается заголовок и начинаются даные. В большинстве дейтаграмм не содержаться поля параметров, пожтому обычно заголовок ИП дейтаграммы содержит 20 байт.

ТИП службы. Поле тИПа службы было включено в заголовок ИПв4 дейтаграммы, чтобы была возможность разделять ИП дейтаграммы на тИПы. Так, может полезным отличать дейтаграммы реального времени, например в ИП телефонии...

В последнии годы один из основных производителей маршрутизаторов стал интерпретировать первые три бита поля ТОS как идентефикатор уровня услуг, предоставляемых маршрутизатором.

Длина дейтаграммы. Это полная длина ИП дейтаграммы в байтах. Поскольку размер этого поля равен 16 бит, максимальный размер ИП дейтаграммы может составлять 65535 байт. Однако дейтаграмма редко превосходит 1500 байт и обычно ограничивается значением 576 байт.

Идентефикатор, флаги, смещение фрагмента.

Эти три поля именуют отношение к ИП фрагментации. Фрагментация будет рассмотрена позже. Интересно отметить, что новая версия протокола ИПв6 запрещает фрагментацию в маршрутизаторах.

Время жизни. Поле времени жизни позволяет гарантировать, что дейтаграммы не будут вечно циркулировать в сети, например из-за маршрутной петли. Значение этого поля уменьшается на единицу на каждом маршрутизаторе. Когда значение поля ТТЛ достигает нуля, маршрутизатор отбрасывает дейтаграмму.

Протокол. Это поле используется только тогда, когда ИП дейтаграмма достигает конечного адресата. Значение поля определяет протокол транспортного уровня, которому следует передать данные из ИП дейтаграммы. например, значение 6 означает, что порция даных должна....

Обратите внимание, что роль протокола в ИП дейтаграмме полностью аналогична роли номера порта для транспортного уровня. Номер протокола представляет собой, связывающее вместе сетевой и транспортный уровни, тогда как номер порта связывает транспортный уровень с прикладным.

Контрольная сумма заголовка. Контрольная сумма заголовка ИП дейтаграммы позволяет маршрутизатору обнаруживать ошибки в ИП дейтаграммах. Она вычисляется суммированием всех двухбайтовых слов заголовка в дополнительном коде. Как уже упоминалось в теме три, дополнение до 1 этой суммы хранится в поле контрольнй суммы.

Маршрутизатор вычисляет контрольную сумму заголовка для каждой полученнойдейтаграммы и таким образом проверяет ошибки в заголовке.

Как правило, маршрутизаторы отбрасывают дейтаграммы, в которых обнаруживают ошибки. Важно, что контрольную сумму нужно вычислять заново и снова сохранять на каждом маршрутизаторе, так как на единицу уменьшается поле времени жизни и могут также сменится поля параметров.

Зачем же TCP/ИП выполняет проверку на ранспортном и сетевом уровне?

Во-первых, на ИП уровне вычисляется только контрольная сумма ИП заголовка, тогда как на транспортном уровне вычисляется сумма всего ТР- или UDP-сегмента.

Во-вторых, протоколы TCP/Udp и ИП не обязаны принадлежать одному и тому же стеку протоколов. В принцИПе, протокол TCP может работать поверх другого протокола, а протокол ИП может переносить данные, которые не будут....

ИП адреса отправителя и получателя. Эти поля содержат уже рассмотренные 32-разрядные ИП адреса отправителя и конечного получателя ИП дейтаграммы.

Следует упомянуть еще один тИП ИП адреса, а именно широковещательный ИП адрес 255.255.255.255. Когда хост передает дейтаграмму с таким адресом получателя, сообщение доставляется всем хостам той же сети. Кроме того, маршрутизаторы могут переправить широковещательное сообщение в соседние ИПсети, хотя, как прпвило, они этого не делают.

Параметры. Поле параметров позволяет расширить ИП заголовок. Параметры заголовка представляют собой редко используемые необязательные поля ИП дейтаграммы. Поэтому было решено не включать их в заголовок каждой дейтаграммы и таким образом снизить накладные расходы.

Однако само существование этих полей усложняют обработку заголовков, которые могут иметь различную...

Данные. В большинстве случаев поле данных ИП дейтаграммы содержит сегмент транспортного уровня, который необходимо доставить адресату. Однако поле данных может содержать и другие тИПы данных, например сообщения протокола ICMP.

ИП дейтаграма содержит 20-и байтовый заголовок. Если дейтаграмма содержит TCP сегмент, тогда в каждой дейтаграмме помимо сообщения прикладного уровня содержится 40 байт заголовка.