Маршрутицазия протокола IP

Протокол TCP в сетях ATM

Процесс создания соединения между абонентами протоколом TCP по своей природе похож на процесс формирования виртуальных соединений в техноло­гии ATM. Если использовать протокол TCP в сети ATM без специальной дора­ботки, то вопрос эффективности его работы достаточно проблематичен. Это связано с большими накладными расходами при упаковке сегмента TCP в ячей­ки ATM и при потере ячеек любого сегмента. Была разработана версия прото­кола TCP Boston, адаптированная к сети ATM. Эта версия протокола TCP предназначена для гарантированной доставки информации из конца в конец виртуального соединения. При его разработке основное внимание уделялось ме­тодам эффективной адаптации длины сегмента к длине ячейки и к эффективно­му использованию полосы пропускания. Для решения этих основных проблем в основу протокола TCP Boston заложен алгоритм адаптивного расслоения ин­формации AIDA (Adaptive Information Dispersal Algorithm). Данный алгоритм способен проводить динамическое распределение полосы пропускания за счет введения некоторой избыточности. При этом элементы избыточности применя­ются, так сказать, по мере необходимости: если потерь ячеек не происходит, то в передаваемые сегменты (напомним, что в TCP для передачи данных использу­ются сегменты) избыточные элементы не вводятся, если же произошла потеря информации, то дополнительно посылается ровно столько избыточных элемен­тов, сколько их требуется для восстановления сегмента, в котором потеряны данные, на принимающей стороне. При этом повторная посылка всего сегмента исключается. К недостаткам версии TCP Boston можно отнести необходимость доработки уровня адаптации ATM (AAL) и обязательной установки и на прини­мающем, и на передающем оборудовании этой версии протокола TCP.

Протокол TCP находится в постоянном развитии. Одно из последних на­правлений его развития отражено в документе RFC 1323. Эта модернизация протокола адаптирует его к очень высоким скоростям передачи (до нескольких Терабит/с). Далее в книге нами будут рассмотрены некоторые методы повыше­ния эффективности работы протокола TCP.

Большинство сетей, работающих в государственном или частном секторе в нашей стране, давно превратились в серьезный инструмент. За сравнительно быстрое время они выросли из небольших локальных сетей в большие распре­деленные сети с огромным числом пользователей. В таких сетях ключевой ха­рактеристикой является надежность, так как задачи, решаемые с их помощью, зачастую напрямую влияют на успешность работы всей организации.

Существует несколько методов повышения надежности сети. Например, раз­деление всей сети на подсети и введение маршрутизации способно обеспечить требуемую надежность и достаточно простую схему поиска нужного абонента. Другой метод использует виртуальные локальные сети, которые позволяют по­высить надежность за счет объединения пользователей в широковещательные домены. Для расширения таких доменов (сегментов или подсетей) с включени­ем в них разнообразных сетевых устройств обычно применяются коммутаторы и протоколы остовых деревьев (spanning tree). И хотя такие схемы по заявлени­ям производителей позволяют практически неограниченно расширять подсети, при этом получается сеть, которой намного труднее управлять и в которой слож­нее устранять неисправности.

В реальной жизни именно маршрутизаторы являются основными узлами сложных сетей, например Internet. В подавляющем большинстве случаев имен­но они, а не широко рекламируемые коммутаторы ATM, Ethernet или FDDI, являются базовыми устройствами распределенных корпоративных сетей. Это особенно справедливо в российских условиях. В данной связи разговор о марш­рутизации чрезвычайно актуален.

Как известно, протокол IP работает на сетевом уровне. Именно на этом уровне реализуется межсетевое взаимодействие, в частности, маршрутизация дейта­грамм в Internet. Но главное, что именно на сетевом уровне принимается реше­ние о маршрутизации.

Маршрутизатор соединяет несколько различных физических сетей. Для каж­дого поступающего пакета маршрутизатор принимает решение о том, куда его переслать. Пакет «летает» от маршрутизатора к маршрутизатору, пока не до­стигнет сети, в которой находится станция-адресат. В роли маршрутизатора может выступать специальный компьютер. В большинстве реализаций стека TCP/IP рабочая станция с несколькими сетевыми интерфейсами также может выполнять функции маршрутизатора, однако для этого она должна быть специ­альным образом сконфигурирована.

Программное обеспечение протокола IP выполняет функции маршрутизации, выбирая путь для передачи информации в сложной схеме физических сетей. На маршрутизаторах и на конечных станциях для определения маршрута под­держиваются специальные таблицы маршрутизации. Выбор маршрута осуществ­ляется на основе адреса сети назначения, который определяется по адресу получателя. Протокол IP определяет маршрут отдельно для каждой дейтаграм­мы, не гарантируя надежной доставки в нужном порядке. Он непосредственно отображает данные на нижележащий физический уровень. Тем самым достига­ется высокая эффективность доставки дейтаграмм.

В отличие от многих других технологий передачи данных, технология ATM может использоваться в сетях практически любого масштаба — от небольших локальных сетей до глобальных, состоящих из сотен и тысяч узлов. Передача данных осуществляется с установкой логических коммутируемых или постоян­ных соединений между конечными станциями.

Протокол маршрутизации в сетях ATM (PNNI) значительно отличается от протоколов маршрутизации в сетях IP. В сетях ATM используется маршру­тизация от источника (source routing): путь передачи сообщения начинает вы­числяться в момент отправки. Данный подход позволяет значительно снизить накладные расходы на обмен сообщениями. Чтобы любой узел сети мог опреде­лить путь пересылки сообщения к точке назначения, он должен обладать полной информацией о состоянии сети. Именно на этом принципе основаны все прото­колы маршрутизации, опирающиеся на информацию о состоянии каналов сети, к которым относится и протокол маршрутизации PNNI.

В стандарте PNNI сеть ATM рассматривается как совокупность соединен­ных между собой коммутаторов (узлов сети); конечные станции в топологиче­скую структуру сети не входят. При маршрутизации сообщений учитываются первые 19 байт АТМ-адреса. Двадцатый байт, именуемый селектором, не ис­пользуется.

Дата добавления: 2015-07-13