Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 130
Текст из файла (страница 130)
В.ЗВ. Две сети Е1ьегпе1, объединенные коммутаторам (в); две сети Е1негпе1, объединенные маршрутизаторами (б) Теперь рассмотрим ту же ситуацию, но с применением другого оборудования. Допустим, две сети Ег)1егпег объединены нс коммутатором, а парой маршрутизаторов. Маршрутизаторы между собой соединены двухточечной линией, которая может представлять собой, например, выделенную линию длиной в тысячи километров. Что в данном случае будет происходить с кадром? Он принимается маршрутизатором, из его поля данных извлекается пакет.
Далее маршрутизатор анализирует содержашпйся в пакете адрес (напрнмер, )Р-адрес). Этот адрес нужно отыскать в таблице маршрутизации. В соответствии с ним принимается решение об отправке пакета (возможно, упакованного в кадр нового вида — это зависит от протокола, используемого линией) на удаленный маршрутизатор.
На противоположном конце пакет вставляется в поле данных кадра Е1Ьегпег и помешается в ЛВС 2. В чем заключается основная разница между случаем коммутации (установки моста) и маршрутизации? Коммутатор (мост) пересылает весь пакет, обосновывая свое решение значением МАС-адреса. При применении маршрутизатора пакет извлекается из кадра, и для принятия решения используется адрес, содержашийся именно в пакете. Коммутаторы не обязаны вникать в подробности уст- 466 Глава б.
Сетевой уровень ройства протокола сетевого уровня, с помощью которого производится коммутация. А маршрутизаторы обязаны. Сцепленные виртуальные каналы Наиболее распространенными являются два стиля объединения сетей: ориеитироваииое иа соединение сцепление подсетей виртуальных каналов и дейтаграммный иитерсетевой стиль. Мы рассмотрим их поочередно, однако иеобходимо предварить наше рассмотрение небольшим вступлением. В прошлом большииство сетей (общего пользования) были ориентированными иа соединение (сети с ретрансляцией кадров, БНА, 802.16 и АТМ по сей день являются таковыми). Со стремительным развитием Интернета все больше входили в моду дейтаграммы. Тем ие менее, было бы ошибкой думать, что дейтаграммный способ будет существовать вечно. В этом деле единственное постоянство — это изменчивость.
С ростом доли и важности мультимедийных данных в общем потоке растет вероятность того, что наступит эпоха возрождения для технологий, ориентированных иа соединение. Причиной тому является тот простой факт, что при установлении соединения гораздо проще гарантировать определенный уровень обслуживаиия. Далее мы еше уделим иекоторое место сетям, ориентированным иа соединение.
В модели сцеплеиных виртуальных каналов, показанной иа рис. 5.39, соедииеиие с хостом в удаленной сети устанавливается способом, близким к тому, как устанавливаются обычные соединения. Подсеть видит, что адресат является удаленным, и создает виртуальный канал к ближайшему маршрутизатору из сети адресата. Затем строится виртуальный канал от этого маршрутизатора к внешнему шлюзу (миогопротокольному маршрутизатору). Этот шлюз запоминает существование созданного виртуального канала в своих таблицах и строит новый виртуальный капал к маршрутизатору в следующей подсети. Процесс продолжается до тех пор, пока ие будет достигнут хост-получатель.
выл рутизатор Хост Рис. 5.39. Объединение сетей с помощью сцепленных виртуальных каналов Объединение сетей 487 Когда по проложенному пути начинают идти пакеты данных, каждый шлюз переправляет их дальше, преобразуя формат пакетов и номера виртуальных каналов. Очевидно, что все информационные пакеты будут передаваться по одному и тому же пути и, таким образом, прибудут к пункту назначения ссохраненпем порядка отправления. Существенной особенностью данного подхода является то, что последовательность виртуальных пакетов устанавливается от источника через один или более шлюзов к приемнику.
Каждый шлюз хранит таблицы, содержащие информацию о проходящих через них виртуальных каналах, о том, как осуществлять маршрутизацию для них и каков номер нового виртуального канала. Такая схема лучше всего работает, когда все сети обладают примерно одинаковыми свойствами. Например, если каждая из них гарантирует надежную доставку пакета сетевого уровня, то, исключив случай сбоя системы где-то на его пути, можно сказать, что и весь поток от источника до приемника будет надежным.
С другой стороны, если машина-источник работает в сети, которая гарантирует надежную доставку, а какая-то промежуточная сеть может терять пакеты, то сцепление радикально изменит сущность сервиса. Сцепленные виртуальные каналы часто применяются на транспортном уровне. В частности, можно построить битовый канал, используя, скажем, БХА, который заканчивается на шлюзе, и иметь при этом ТСР-соединение между соседними шлюзами. Таким образом, можно построить сквозной виртуальный канал, охватывающий разные сети и протоколы.
Дейтаграммное объединение сетей Альтернативной моделью объединения сетей является дейтаграммная модель, показанная на рис, 5.40. В данной модели единственный сервис, который сетевой уровень предоставляет транспортному уровню, состоит в возможности посылать в сеть дейтаграммы и надеяться на лучшее. На сетевом уровне нет никакого упоминания о виртуальных каналах, не говоря уже об их сцеплении.
В этой модели пакеты не обязаны следовать по одному и тому же маршруту, даже если они принадлежат одному соединению. На рис. 5.40 показаны дейтаграммы, следующие от хоста 1 к хосту 2 и выбирающие различные маршруты по объединенной сети. Выбор маршрута производится независимо для каждого пакета. Он может зависеть от текущей загруженности сети. При такой стратегии могут использоваться различные маршруты, что позволяет достигать большей пропускной способности, чем при применении модели сцепленных виртуальных каналов.
С другой стороны, не дается никакой гарантии того, что пакеты прибудут к получателю в нужном порядке, если они вообще прибудут. Модель, изображенная на рис. 5АО, не так проста, как кажется. Во-первых, если каждая сеть обладает своим сетевым уровнем, то пакет из одной сети не сможет перейти в другую сеть. Можно представить себе многопротокольные маршрутизаторы, пытающиеся преобразовать пакет из одного формата в другой, но, если только эти форматы не являются близкими родственниками, такое преобразование всегда будет неполным и часто обречено на ошибку.
488 Глава 5. Сетевой уровень Еще более серьезные проблемы возникают с адресацией. Представьте себе простой случай: интернет-хост пытается послать 1Р-пакет хосту, находящемуся в соседней сети ЗЫА. Адреса 1Р и ЬХА различаются. Значит, потребуется двухстороннее приведение одного формата адреса к другому. Более того, различается сама концепция адресации. В 1Р адресуемой единицей является хост (собственно, интерфейсная карта). В 5ЫА адресуемыми могут быть не только хосты, но и другие сущности (например, физические устройства).
В идеале необходимо поддерживать базу данных, отображающую одни адресуемые сущности на другие, но зто задача исключительно трудоемкая, если не сказать невыполнимая. аршрутизатор рис. 5.40. дейтаграммная объединенная сеть Другая идея заключается в создании универсального межсетевого пакета, который распознавался бы всеми маршрутизаторами.
Именно эта идея была взята за основу при разработке протокола! Р: 1Р-пакеты созданы для передачи по разным сетям. Впрочем, может, конечно, оказаться так, что применяемый сегодня в Интернете протокол 1Рч4 вытеснит с рынка все остальные форматы, 1Рчб (будущий протокол Интернета) не получит ожидаемого распространения и ничего нового вообще не будет изобретено, однако пока что исторически все складывается совсем не так. Заставить всех согласиться применять только один формат практически невозможно, особенно учитывая тот факт, что каждая компания считает самым болыпим своим достижением изобретение, внедрение и раскручивание собственного формата.
Подведем краткие итоги обсуждения двух способов обьединения сетей. Модель сцепленных виртуальных каналов обладает теми же преимуществами, что и применение виртуальных каналов внутри единой подсети: буферы могут быть зарезервированы заранее, сохранение порядка пакетов гарантируется, могут использоваться короткие заголовки, кроме того, можно избежать неприятностей, вызываемых дубликатами пакетов. Недостатки опять те >ке самые: маршрутизаторы должны хранить таблицы с записями для каждого открытого соединения, при возникновении затора обходные пути не используются, а выход маршрутизатора из строя обрывает все прохолящие через него виртуальные каналы.
Кроме того, очень сложно, может, даже невозможно реализовать систему виртуальных каналов, если в состав объединенной сети входит хотя бы одна ненадежная лейтаграммная сеть. Объединение сетей 489 Свойства дейтаграммного подхода к объединению сетей те же самые, что и у дейтаграммных подсетей: риск возникновения перегрузки выше, ио также больше возможностей для адаптации к ией, высокая надежность в случае отказов маршрутизаторов, однако требуются более длинные заголовки пакетов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
