Маршрутизация пакетов в сетях

Маршрутизация пакетов в сетях.

Задача маршрутиза­ции состоит в выборе маршрута для передачи от отправителя к полу­чателю. Она имеет смысл в сетях, где не только необходим, но и воз­можен выбор оптимального или приемлемого маршрута. Речь идет, прежде всего, о сетях с произвольной (ячеистой) топологией, в кото­рых реализуется коммутация пакетов.

Выбор маршрутов в узлах связи ТКС производится в соответствии с реализуемым алгоритмом (методом) маршрутизации.

Алгоритм маршрутизации — это правило назначения выходной линии связи данного узла связи ТКС для передачи пакета, базирующе­еся на информации, содержащейся в заголовке пакета (адреса от­правителя и получателя), и информации о загрузке этого узла (длина очередей пакетов) и, возможно, ТКС в целом.

Основные цели маршрутизации заключаются в обеспечении:

•   минимальной задержки пакета при его передаче от отправителя к получателю;

•   максимальной пропускной способности сети, что достигается, в частности, нивелировкой загрузки линий связи ТКС;

•   максимальной защиты пакета от угроз безопасности содержащей­ся в нем информации;

•   надежности доставки пакета адресату;

Рекомендуемые материалы

•   минимальной стоимости передачи  пакета адресату.

Различают следующие способы маршрутизации.

1. Централизованная маршрутизация реализуется обычно в сетях с централизованным управлением. Выбор маршрута для каждого па­кета осуществляется в центре управления сетью, а узлы сети связи только воспринимают и реализуют результаты решения задачи мар­шрутизации.

2. Распределенная (децентрализованная) маршрутизация выпол­няется главным образом в сетях с децентрализованным управлением. Функции управления маршрутизацией распределены между узлами сети, которые располагают для этого соответствующими средства­ми.

3. Смешанная маршрутизация характеризуется тем, что в ней в определенном соотношении реализованы принципы централизованной и распределенной маршрутизации.

Для выбора оптимального маршрута каждый узел связи должен располагать информацией о состоянии ТКС в целом — всех осталь­ных узлов и линий связи.

Эффективность алгоритмов маршрутизации оценивается следу­ющими показателями:

•   временем доставки пакетов адресату;

•   нагрузкой на сеть, которая при реализации данного алгоритма со­здается потоками пакетов, распределяемыми по линиям и узлам сети. Количественная оценка нагрузки осуществляется длиной очередей пакетов в узлах;

•   затратами ресурсов в узлах связи (временем работы коммуника­ционной ЭВМ, емкостью памяти).

 Факторы, снижающие эффективность алгоритмов маршрутизации:

4.9 Параметрические запросы - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

•   передача пакета в узел связи, находящийся под высокой нагрузкой;

•   передача пакета в направлении, не приводящем к минимальному времени его доставки;

•   создание на сеть дополнительной нагрузки за счет передачи слу­жебной информации, необходимой для реализации алгоритма.

Методы маршрутизации. Различают три вида маршрутизации — простую, фиксированную и адаптивную. Принципиальная разница между ними — в степени учета изменения топологии и нагрузки сети при решении задачи выбора маршрута.

Простая маршрутизация отличается тем, что при выборе марш­рута не учитывается ни изменение топологии сети, ни изменение ее состояния (нагрузки). Случайная маршрутизация характеризуется тем, что для переда­чи пакета из узла связи выбирается одно, случайно выбранное, сво­бодное направление. Лавинная маршрутизация (или заполнение пакетами всех свобод­ных выходных направлений) предусматривает передачу пакета из узла по всем свободным выходным линиям. Фиксированная маршрутизация характеризуется тем, что при выборе маршрута учитывается изменение топологии сети и не учи­тывается изменение ее нагрузки. Адаптивная маршрутизация отличается тем, что принятие реше­ния о направлении передачи пакетов осуществляется с учетом измене­ния как топологии, так и нагрузки сети. Локальная адаптивная маршрутизация основана на использова­нии информации, имеющейся в данном узле и включающей: таблицу маршрутов, которая определяет все направления передачи пакетов из этого узла; данные о состоянии выходных линий связи (работают или не работают); длину очереди пакетов, ожидающих передачи. Распределенная адаптивная маршрутизация основана на исполь­зовании информации, указанной для локальной маршрутизации, и данных, получаемых от соседних узлов сети. Централизованная адаптивная маршрутизация характеризуется тем, что задача маршрутизации для каждого узла сети решается в цен­тре маршрутизации (ЦМ). Гибридная адаптивная маршрутизация основана на использова­нии таблиц маршрутов, рассылаемых ЦМ узлам сети, в сочетании с анализом длины очередей в узлах.