Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 136
Текст из файла (страница 136)
Более серьезная проблема состоит в том, что сложность обработки этих таблиц растет быстрее, чем сами таблицы, то есть зависимость между ними не линейная. Кроме того, большая часть имеющихся программных и пРограммно-аппаратных средств маршрутизаторов разрабатывалась в те времена, когда Интернет объединял 1000 сетей, а 10 000 сетей казались отдаленным будущим. Методы реализации тех лет в настояшее время далеки от оптимальных. Различные алгоритмы маршрутизации требуют от каждого маршрутизатора периодической рассылки своих таблиц (например, протоколов векторов расстояний).
Чем больше будет размер этих таблиц, тем выше вероятность потери части информации по дороге, что будет приводить к неполноте данных и возможной нестабильности работы алгоритмов выбора маршрутов. Проблема таблиц маршрутизаторов может быть решена при помощи увеличения числа уровней иерархии. Например, если бы каждый 1Р-адрес содержал поля страны, штата, города, сети и номера хоста. В таком случае каждому маршрутизатору нужно будет знать, как добраться до каждой страны, до каждого штата или провинции своей страны, каждого города своей провинции или штата и до 608 Глава 5. Сетевой уровень каждой сети своего города. К сожалению, такой подход потребует существенно более 32 бит для адреса, а адресное поле будет использоваться неэффективно (для княжества Лихтенштейн будет выделено столько же разрядов, сколько для Соединенных Штатов). Таким образом, большая часть решений разрешает одну проблему, но взамен создает новую.
Одним из решений, реализуемым в настоящий момент, является алгоритм маршрутизации СЮК (С!азз!езз 1п1егРошаш Коиг1п8 — бесклассовая междоменная маршрутизация). Идея маршрутизации С1РК, описанной в КЕС 1519, состоит в объединении оставшихся адресов в блоки переменного размера, независимо от класса. Если кому-нибудь требуется, скажем, 2000 адресов, ему выделяется блок из 2048 адресов на границе, кратной 2048 байтам. Отказ от классов усложнил процесс маршрутизации. В старой системе, построенной на классах, маршрутизация происходила следующим образом.
По прибытии пакета на маршрутизатор копия 1Р-адреса, извлеченного из пакета и сдвинутого вправо на 28 бит, давала 4-битный номер класса. С помощью 16-альтернативного ветвления пакеты рассортировывались на А, В, С и Р (если этот класс поддерживался); восемь случаев было зарезервировано для А, четыре для В, два для С и по одному для Р и Е.
Затем при помощи маскировки по коду каждого класса определялся 8ъ 16- или 32-битный сетевой номер, который и записывался с выравниванием по правым разрядам в 32-битное слово. Сетевой номер отыскивался в таблице А, В или С, причем для А и В применялась индексация, а для С вЂ” хэш-функция. По найденной записи определялась выходная линия, по которой пакет и отправлялся в дальнейшее путешествие.
В С1РК этот простой алгоритм применить не удается. Вместо этого приме1шется расширение всех записей таблицы маршрутизации за счет добавления 32-битной маски. Таким образом, образуется единая таблица для всех сетей, состоящая из набора троек (1р-адрес, маска подсети, исходящая линия). Что происходит с приходящим пакетом при применении метода С1РК? Во-первых, извлекается 1Р-адрес назначения. Затем (концептуально) таблица маршрутизации сканируется запись за записью, адрес назначения маскируется и сравнивается со значениями записей. Может оказаться, что по значению подойдет несколько записей (с разными длинами масок подсети).
В этом случае используется самая длинная маска. То есть если найдено совпадение для маски /20 и /24, то будет выбрана запись, соответствующая /24. Выл разработан сложный алгоритм для ускорения процесса поиска адреса в таблице (Кц1х-Запспея и др., 2001).
В маршрутизаторах, предполагающих коммерческое использование, применяются специальные чипы Ч181, в которые данные алгоритмы встроены аппаратно. Чтобы лучше понять алгоритм маршрутизации, рассмотрим пример. Допустим, имеется набор из миллионов адресов, начиная с 194.24.0.0. Допустим также, что Кембриджскому университету требуется 2048 адресов, и ему выделяются адреса от 194.24.0.0 до 194.24.7.255, а также маска 255.255.248.0. Затем Оксфордский университет запрашивает 4096 адресов.
Так как блок из 4096 адресов должен располагаться на границе, кратной 4096, то ему не могут быть выделены адреса начиная с 194.24,8.0, Вместо этого он получает адреса от 194.24,16,0 до Сетевой уровень в Интернете 609 194,24,31.255 вместе с маской 255.255.240.0. Затем Эдинбургский университет просит выделить ему 1024 адреса и получает адреса от 194.24.8.0 до 194.24,11,255 и маску 255.255.252.0. Все этн присвоенные адреса и маски сведены в табл.
5 7 Таблица ЬЛ. Набор присвоенных )Р-адресов университет Первый вдрес Последний адрес Количество Форма записи Кембридк 194,24.0.0 194,24,7 255 2048 194.24.0.0/21 вдинбург !94.24.8.0 94.24.11.255 1024 194.24.8.0/22 1Свобояно) 194.24.12.0 94.24.15.255 1024 194.24.12.0/22 Оксфорд 194.24.16.0 94,24.16.255 4096 194.24.16.0/20 После этого таблицы маршрутизаторов по всему миру получают трн новые строки, содержащие базовый адрес и маску. В двоичном виде эти записи выглядят так; Адрес Маска К:11000010 00011000 00000000 00000000 11111111 11111111 11111000 00000000 Э:11000010 00011000 00001000 00000000 11111111 11111111 11111100 00000000 О:11000010 00011000 00010000 00000000 11111111 11111111 11110000 00000000 Теперь посмотрим, что произойдет, когда пакет придет по адресу 194.24.17А. В двоичном виде этот адрес представляет собой следующую 32-битную строку: 11000010 00011000 00010001 00000100 Сначала на него накладывается (выполняется логическое И) маска Кембриджа, в результате чего получается 11000010 00011000 00010000 00000000 Это значение не совпадает с базовым адресом Кембриджа, поэтому на ори!5)- нальный адрес накладывается маска Оксфорла, что дает в результате 11000010 00011000 00010000 00000000 Это значение совпадает с базовым адресом Оксфорда.
Если далее по тайнице совпадений нет, то пакет пересылается Оксфордскому маршрутизатору. Теперь посмотрим на эту троицу университетов с точки зрения маР~Щ$утизатора в Омахе, штат Небраска, у которого есть всего четыре выходных )61ниьх на Миннеаполис, Нью-йорк, Даллас и Денвер. Получив три новых записи, маршрутизатор понимает, что он может скомпоновать нх вместе и получить одцу агрегированную запись, состоящую из адреса 194.24.0.0/19 н подмаски: 11000010 00000000 00000000 00000000 11111111 11111111 11100000 00000000 В соответствии с этой записью пакеты, предназначенные для любого из трех Университетов, отправляются в Нью-Йорк.
Объединив три записи, маршрутизатор в Омахе уменьшил размер своей таблицы на две строки. В Нью-Йорке весь трафик Великобритании направляется но лондонской линии, поэтому там также используется агрегированная запись. Однако если имеются отдельные линии в Лондон и Эдинбург, тогда необходимы три отдельные записи. Агрегация часто используется в Интернете для уменыпения размеров таблиц маршрутизации. 510 Глава 6.
Сетевой уровень И последнее замечание по данному примеру. Та же самая агрегированная запись маршрутизатора в Омахе используется для отправки пакетов по не присвоенным адресам в Нью-йорк. До тех пор, пока адреса остаются не присвоенными, это не имеет значения, поскольку предполагается, что они вообще не встретятся. Однако если в какой-то момент этот диапазон адресов будет присвоен какой-нибудь калифорнийской компании, для его обработки понадобится новая запись: 194,24.12.0/22.
МАТ вЂ” трансляция сетевого адреса 1Р-адреса являются дефицитным ресурсом. У провайдера может быть /16-адрес (бывший класс В), дающий возможность подключить 65 534 хоста. Если клиентов становится больше, начинают возникать проблемы. Хостам, подключающимся к Интернету время от времени по обычной телефонной линии, можно выделять 1Р-адреса динамически, только на время соединения. Тогда один /16-адрес будет обслуживать до 65 534 активнвсг пользователей, и этого, возможно, будет достаточно для провайдера, у которого несколько сотен тысяч клиентов. Когда сессия связи завершается, 1Р-адрес присваивается новому соединению.
Такая стратегия может решить проблемы провайдеров, имеющих не очень большое количество частных клиентов, соединяющихся по телефонной линии, однако не поможет провайдерам, большую часть клиентуры которых составляют организации. Дело в том, что корпоративные клиенты предпочитают иметь постоянное соединение с Интернетом, по крайней мере в течение рабочего дня.
И в маленьких конторах, например туристических агенствах, состоящих из трех сотрудников, н в больших корпорациях имеются локальные сети, состоящие нз некоторого числа компьютеров. Некоторые компьютеры являются рабочими станциями сотрудников, некоторые служат веб-серверами. В общем случае имеется маршрутизатор ЛВС, соединенный с провайдером по выделенной линии для обеспечения постоянного подключения. Такое решение означает, что с каждым компьютером целый день связан один 1Р-адрес. Вообще-то даже все вместе взятые компьютеры, имеющиеся у корпоративных клиентов, не могут перекрыть имеюшиеся у провайдера 1Р-адреса, Для адреса длины /16 этот предел равен, как мы уже отмечали, 65 534. Однако если у поставщика услуг Интернета число корпоративных клиентов исчисляется десятками тысяч, то этот предел будет достигнут очень быстро.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
