Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 131

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 131)

В обьедииеввой сети, как и в единой дейтаграммной сети, возможно применение различных адаптивных алгоритмов выбора маршрута. Главное преимущество дейтаграммного подхода к объединению сетей заключается в том, что ои может применяться в подсетях без виртуальных каналов. К дейтаграммным сетям относятся многие локальные сети, мобильные сети (в том числе применяемые в воздушном и морском транспорте) и даже некоторые глобальные сети, При включении одной из этих сетей в объединенную сеть стратегия объединения сетей иа основе виртуальных каналов встречает серьезные трудности. Туннелирование Объединение сетей в общем случае является исключительно сложной задачей.

Однако есть частный случай, реализация которого вполне осуществима. Это случай, при котором хост-источник и хост-приемвик находятся в сетях одного типа, ио между ними находится сеть другого типа. Например, представьте себе международный банк, у которого имеется одна ТСР/1Р-сеть иа основе ЕТЬегпес в Париже и такая же сеть в Лондоне, а между ними находится какая-нибудь глобальная ие-1Р сеть (вапример, АТМ), как показано иа рис.

5А1. Действует как линия последовательной передачи Многопротокольный маршрутизатор Туннель не 1Р-пакет внутри информационного поля пакета глобальной сети Рис. 5.41. Туннелирование пакета из Парижа в Лондон Метод решения данной проблемы называется туииелироваиием. Чтобы послать 1Р-пакет хосту 2, хост 1 формирует пакет, содержащий 1Р-адрес хоста 2, помешает его в кадр ЕТ1тегпец адресованный парижскому миагопротокольцому маршрутизатору, и пересылает его по сети ЕгЬегпес. Получив кадр, миогопротокольиый маршрутизатор извлекает 1Р-пакет, помешает его в поле данных пакета сетевого уровня глобальвой сети и пересылает его лондонскому миогопрото- 490 Глава 5.

Сетевой уровень кольному маршрутизатору. Когда пакет попадает туда, лондонский многопротокольный маршрутизатор извлекает 1Р-пакет и посылает его хосту 2 внутри кадра ЕгЬегпес. Глобальную сеть при этом можно рассматривать как большой туииелвь простирающийся от одного многопротокольного маршрутизатора до другого. 1Р-пакет, помещенный в красивую упаковку, просто перемешается от одного конца туннеля до другого. Ему ие нужно беспокоиться о взаимодействии с глобальной сетью. Это же касается и хостов сетей ЕгЬегпег по обе стороны туннеля. Пере- упаковкой пакета и переадресацией занимаются многопротокольные маршрутизаторы. Для этого им нужно уметь разбираться в 1Р-адресах и обладать информацией о формате пакетов глобальной сети.

В результате весь путь от середины одного многопротокольною маршрутизатора до середины другого работает, как линия последовательной передачи. Чтобы сделать этот пример еще проще и понятнее, рассмотрим в качестве аналогии водителя автомобиля, направляющегося из Парижа в Лондон. По территории Франции автомобиль двигается по дороге сам. Но, достигиув Ла-Маиша„ои погружается в высокоскоростной поезд и транспортируется под проливом по туннелю (автомобилям не разрешается передвигаться по туннелю самим). Таким образом, автомобиль перевозится как груз (рис.

5А2). На другом конце туинеля автомобиль спускается с железнодорожной платформы иа английское шоссе и снова продолжает путь своими силами. Точно такой же принцип применяется при туииелироваиии пакетов, проходящих через чужеродиуто сеть. Автомобиль 4~ййрь Лв-Манш Рио. 5.42. Туннелироввние автомобиля, едущего из Парижа в Лондон Маршрутизация в объединенных сетях Маршрутизация в объединенных сетях аналогична маршрутизации в единой подсети, ио связана с некоторыми дополнительными сложностями.

Рассмотрим, например, обьедииеииую сеть, изображенную иа рис. 5АЗ, а, в которой пять сетей соединены шестью (возможно, многопротокольными) маршрутизаторами. Построение графа для данной сети усложняется тем фактом, что каждый многопротокольный маршрутизатор может напрямую обращаться (то есть посылать пакеты) к любому другому многопротокольному маршрутизатору, соединенному с той же сетью, что и ои. Например, многопротокольный маршрутизатор В иа рис.

5АЗ, а может напрямую обращаться к многопротокольным маршрутизаторам А и С по сети 2, Объединение сетей 491 а также к многопротокольному маршрутизатору В по сети 3. В результате мы получим граф, показанный на рис. 5.43, б. (Многопротокольный) маршрутизатор Е б Рис. 6.43. Объединенная сеть (а); граф объединенной сети (б) Когда граф построен, к множеству многопротокольных маршрутизаторов можно применить известные алгоритмы выбора маршрутов, такие как маршрутизация по вектору расстояний или алгоритм, учитывающий состояние линий.

Таким образом, получается двухуровневый алгоритм маршрутизации; в пределах каждой сети используется внутренний шлюзовый протокол, но между сетями применяется внешний шлюзовый протокол (термин «шлюз» употреблялся раньше вместо термина «маршрутизатор»). Так как все сети независимы, в них могут применяться различные алгоритмы маршрутизации. Благодаря независимости сетей друг от друга, они часто называются автономными системами (АВ) (АС). Типичный интерсетевой пакет, отправляясь из своей локальной сети, адресуется своему локальному многопротокольному маршрутизатору (адрес прописывается в заголовке )т)АС-уровня). Когда он попадает туда, сетевой уровень с помощью своих таблиц решает, какому многопротокольному маршрутизатору переслать этот пакет.

Если до соответствующего маршрутизатора можно добраться с помощью «родного» сетевого протокола пакета, он направляется туда напрямую. В противном случае он туннелируется туда, для чего используются пакет и протокол промежуточной сети.

Этот процесс повторяется до тех пор, пока пакет не прибудет в сеть адресата. Одно из различий внутрисетевой и межсетевой маршрутизаций состоит в том, что при межсетевой маршрутизации часто требуется пересечение международных границ. Неожиданно вступают в игру различные законы, как, например, строгое шведское законодательство, касающееся экспорта личных сведений о шведских гражданах за пределы Швеции. Другим примером является канадский закон, гласящий, что поток данных, начинающийся и заканчивающийся в Канаде, не может покидать пределы страны. Это означает, что трафик из Виндзора, штат Онтарио, в Ванкувер не может проходить через окрестности соседнего Детройта, даже если такой путь быстрее и дешевле.

Другим различием внутрисетевой и межсетевой маршрутизаций является их стоимость. В пределах одной сети обычно применяется единый алгоритм тарификации. Однако различные сети могут управляться различными организация- 492 Глава 5. Сетевой уровень ми, и один маршрут может оказаться дешевле другого. Аналогично, качество обслуживания, предлагаемое в разных сетях, также может различаться, что также может послужить причиной выбора того или иного маршрута.

Фрагментация Все сети накладывают ограничения на размер своих пакетов. Эти пределы вызваны различными предпосылками, среди которых есть следующие: 1. Аппаратные (например, размер кадра ЕП1егпеС). 2. Операционная система (например, все буферы имеют размер 512 байт). 3. Протоколы (например, количество бит в поле длины пакета), 4. Соответствие какому-либо международному или национальному стандарту. 5. Желание снизить количество пакетов, пересылаемых повторно из-за ошибок передачи.

6. Желание предотвратить ситуацию, когда один пакет слишком долгое время занимает канал. Результатом действия всех этих факторов является то, что разработчики не могут выбирать максимальный размер пакета по своему усмотрению. Максимальный размер поля полезной нагрузки варьируется от 48 байт (АТМ-ячейки) до 65 515 байт (1Р-пакеты), хотя на более высоких уровнях размер поля полезной нагрузки часто бывает больше. Очевидно, возникает проблема, когда большой пакет хочет пройти по сети, в которой максимальный размер пакетов слишком мал.

Одно из решений состоит в предотвращении возникновения самой проблемы. Другими словами, объединенная сеть должна использовать такой алгоритм маршрутизации, который не допускает пересылки пакетов по сетям, которые не могут их принять. Однако это решение вовсе не является решением. Что произойдет, если исходный пакет окажется слишком велик для сети адресата? Алгоритм маршрутизации будет в данном случае бессилен. Следовательно, единственное решение проблемы заключается в разрешении шлюзам разбивать пакеты на фрагменты и посылать каждый фрагмент в виде отдельного межсетевого пакета. Однако, как вам скажет любой родитель маленького ребенка, преобразование объекта в небольшие фрагменты существенно проще, чем обратный процесс.

(Физики даже дали этому эффекту ломания игрушек специальное название: второй закон термодинамики.) В сетях с коммутацией пакетов также существует проблема с восстановлением пакетов из фрагментов. Для восстановления исходных пакетов из фрагментов применяются две противоположные стратегии. Первая стратегия заключается в том, чтобы фрагментация пакета, вызванная сетью с пакетами малых размеров, оставалась прозрачной для обоих хостов, обменивающихся пакетом.

Этот вариант показан на рис. 5.44, а. «Мелкопакет]ая» сеть имеет шлюзы (скорее всего, это специализированные маршрутизаторы), предоставляющие интерфейсы другим сетям. Когда на такой шлюз приходит пакет слишком большого размера, он разбивается на фрагменты. Объединение сетей 493 Ка;кдый фрагмент адресуется одному и тому же выходному шлюзу, восстанавливающему из зтих фрагментов исходный пакет. Таким образом, прохождение данных через мелкопакетную сеть оказывается прозрачным.

Характеристики

Список файлов книги