Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Протоколы мобильности для IPv6 основаны на IPv4. Приведенная выше схема сталкивается с проблемой треугольной маршрутизации, при которой пакеты вынуждены делать крюк, проходя через внутреннего агента. IPv6 использует оптимизацию маршрута, позволяющую установить прямые пути между мобильным хостом и другими IP-адресами после того, как первые пакеты прошли длинный путь. Мобильный IPv6 описан в RFC 3775.

В сети Интернет появляется еще один вид мобильности. В некоторых самолетах есть встроенная беспроводная сеть, с помощью которой пассажиры с переносными компьютерами могут подключаться к Интернету. В самолете есть маршрутизатор, подключенный к остальному Интернету по беспроводной связи. (А вы думали, через кабель?) Так что по сути это летающий маршрутизатор, то есть мобильной является вся сеть. Схемы, реализующие мобильность сетей, работают так, что переносные компьютеры не замечают, что самолет движется. Они думают, что это просто другая сеть. Некоторые компьютеры используют мобильный IP, чтобы сохранять связь с домашней сетью, и в таком случае мы имеем дело с двумя уровнями мобильности. Мобильность сети для IPv6 описана в RFC 3963.

5.7. Резюме

Сетевой уровень предоставляет услуги транспортному уровню. В его основе могут лежать либо виртуальные каналы, либо дейтаграммы. В обоих случаях его основная работа состоит в выборе маршрута пакетов от источника до адресата. В сетях с виртуальными каналами решение о выборе маршрута осуществляется при установке виртуального канала. В дейтаграммных сетях оно принимается для каждого пакета.

В компьютерных сетях применяется большое количество алгоритмов маршрутизации. Заливка — это простой алгоритм передачи пакетов по всем путям. Большинство алгоритмов определяют кратчайший путь и адаптируются к изменениям топологии сети. Основными алгоритмами являются маршрутизация по векторам расстояний и маршрутизация с учетом состояния линий. В большинстве имеющихся сетей применяется один из этих алгоритмов. К другим важным методам маршрутизации относятся использование иерархии в больших сетях, маршрутизация для мобильных хостов, широковещание, многоадресная маршрутизация и произвольная маршрутизация.

Сети подвержены перегрузкам, приводящим к увеличению задержки и утере пакетов. Разработчики сетей пытаются предотвратить перегрузку разнообразными способами, включающими создание сетей с достаточной пропускной способностью, выбор не перегруженных маршрутов, временный запрет входящего трафика, отправку сообщения источнику с просьбой замедлить передачу трафика и сброс нагрузки.

Следующим шагом после разрешения проблем с перегрузкой является попытка достижения гарантированного качества обслуживания. Некоторые приложения заботятся в первую очередь о пропускной способности, а не о задержке и флуктуациях. Комплексные методы, используемые для этого, включают формирование трафика, резервирование ресурсов на маршрутизаторах, контроль доступа. Подходы, разработанные для обеспечения хорошего качества обслуживания, включают в себя интегрированное обслуживание IETF (включая RSVP) и дифференцированное обслуживание.

Разные сети могут отличаться друг от друга весьма значительно, поэтому при попытке их объединения могут возникать определенные сложности. Если в сетях различаются ограничения на максимальный размер пакета, может быть применена фрагментация. Разные сети могут использовать разные внутренние протоколы маршрутизации, но внешний протокол маршрутизации должен быть общим. Иногда проблемы могут быть решены при помощи туннелирования пакета сквозь сильно отличающуюся сеть, но если отправитель и получатель находятся в сетях разных типов, этот подход не может быть применен.

В Интернете существует большое разнообразие протоколов, относящихся к сетевому уровню. К ним относятся протокол дейтаграмм — IP и соответствующие управляющие протоколы — ICMP, ARP и DHCP. В некоторых сетях IP-пакеты передает ориентированный на соединение протокол MPLS. Один из основных протоколов маршрутизации, использующихся внутри сетей, — это OSPF. Между сетями для маршрутизации используется протокол BGP. Интернету перестает хватать IP-адресов, поэтому была разработана новая версия протокола IP, IPv6, которая в настоящее время внедряется, но происходит это чрезвычайно медленно.

Вопросы

1. Приведите два примера приложений, для которых сервис, ориентированный на соединение, является приемлемым. Затем приведите два примера приложений, для которых наилучшим будет сервис без использования соединений.

2. Дейтаграммные сети выбирают маршрут для каждого отдельного пакета независимо от других. В подсетях виртуальных каналов каждый пакет следует по заранее определенному маршруту. Означает ли это, что подсетям виртуальных каналов не требуется способность выбирать маршрут для отдельного пакета от произвольного источника произвольному адресату. Поясните свой ответ.

3. Приведите три примера параметров протокола, о значениях которых можно договориться при установке соединения.

4. Предполагая, что все маршрутизаторы и хосты работают нормально и что их программное обеспечение не содержит ошибок, есть ли вероятность, хотя бы небольшая, что пакет будет доставлен неверному адресату?

5. Укажите простой эвристический метод нахождения двух путей от данного источника к данному адресату, гарантирующий сохранение связи при обрыве любой линии (если такие два пути существуют). Маршрутизаторы считаются достаточно надежными, поэтому рассматривать возможность выхода их из строя не нужно.

6. Рассмотрите подсеть на рис. 5.10, а. Используется алгоритм дистанционно-векторной маршрутизации. На маршрутизатор C только что поступили следующие векторы: от B: (5, 0, 8, 12, 6, 2); от D: (16, 12, 6, 0, 9, 10); от E: (7, 6, 3, 9, 0, 4). Измеренные задержки до B, D и E составляют 6, 3 и 5 соответственно. Какой будет новая таблица маршрутизатора C? Укажите используемые выходные линии и ожидаемое время задержки.

7. В сети, состоящей из 50 маршрутизаторов, значения стоимости записываются как 8-битовые номера, а маршрутизаторы обмениваются векторами дважды в секунду. Какая пропускная способность на каждой (дуплексной) линии съедается работой распределенного алгоритма маршрутизации? Предполагается, что каждый маршрутизатор соединен тремя линиями с другими маршрутизаторами.

8. На рис. 5.11 логическое ИЛИ двух наборов ACF-битов равно 111 для каждого ряда. Является ли это просто случайностью или же это сохраняется во всех подсетях при любых условиях?

9. Какие размеры регионов и кластеров следует выбрать для минимизации таблиц маршрутизации при трехуровневой иерархической маршрутизации, если количество маршрутизаторов равно 4800? Рекомендуется начать с гипотезы о том, что решение в виде k кластеров по k регионов из k маршрутизаторов близко к оптимальному Это означает, что число k примерно равно корню кубическому из 4800 (около 16). Методом проб и ошибок подберите все три параметра так, чтобы они были близки к 16.