Nets2010 (1131259), страница 42

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

Текст из файла (страница 42)

Во многих подобных приложениях группы могут возникать и изменяться по составу динамически. В этих условиях прием, когда источник сообщений резервирует заранее необходимые для передачи ресурсы, не работает эффективно. Источнику сообщений придется при каждом изменении группы генерировать дерево связей. В случае кабельного телевидения, когда группы содержат миллионы зрителей, такой подход не годится.

Одно из возможных решений для подобных случаев было предложено в 1993 году – это RSVP-протокол (Resource reSerVation Protocol – протокол резервирования ресурсов). Он позволяет нескольким отправителям передавать сообщения группам получателей, отдельным получателям переходить из группы в группу, оптимизировать использование пропускной способности каналов, избегая перегрузок.

В простейшей форме этот протокол для групповой маршрутизации использует дерево связей так, как мы уже рассматривали ранее. Каждой группе приписана группа адресов. При отправке пакета отправитель помещает в него весь список адресов группы. После этого стандартный алгоритм групповой маршрутизации строит дерево связей, покрывающее все адреса группы. Собственно маршрутизация не является частью RSVP.

Чтобы понять действие алгоритма RSVP, рассмотрим пример. На рисунке 5-30 (а) показана сеть. Пусть 1 и 2 – групповые отправители, а 3, 4 и 5 – групповые получатели. То, что множество отправителей и получателей не пересекаются, сделано для простоты. Дерево связей для групповой рассылке от 1 дано на рисунке 5-30 (b), а от 2 – на рисунке 5-30 (c).

Рисунок 5-30. Групповая передача

Чтобы избежать перегрузок, любой получатель в группе шлет надлежащему отправителю резервирующее сообщение. Это сообщение с помощью алгоритма пересылки вдоль обратного пути, рассмотренного в разделе 5.2.9, движется к отправителю и вызывает резервирование необходимой пропускной способности на каждом узле, через который оно проходит. Если при прохождении очередного узла ему не удается зарезервировать необходимую пропускную способность, то получателю направляется отказ в установлении соединения.

Рисунок 5-31. Управление перегрузками при групповой передаче

На рисунке 5-31 (а) показан путь резервирования между получателем 3 и отправителем 1. Как только канал между ними установлен, получатель 3 может получать поток пакетов от 1. Рассмотрим теперь, что произойдет, если получатель 3 захочет также получать данные от отправителя 2. Для этого резервирующее сообщение проложит второй путь, показанный на рисунке 5-31 (b). Предположим теперь, что получатель 5 также захотел подключиться к отправителю 2 (рисунок 5-31 (с)). Он запустит резервирующее сообщение, которое свободно пройдет до узла Н, а там будет обнаружено, что ранее уже были зарезервированы ресурсы для доставки трафика от узла 2 до узла Н. Здесь возможны нюансы. Например, если требования к качеству сервиса у 5 и 3 разное, то резервироваться ресурсы будут по максимуму. Кроме этого, при резервировании получатель может указывать не только несколько источников, от которых он хотел бы получать информацию, но также то, является ли создаваемый канал временным (вплоть до того, на какое время он создается), или он должен долго оставаться открытым. Маршрутизаторы могут использовать эту информацию для оптимизации планирования ресурсов, в особенности при разделении каких-либо ресурсов между несколькими получателями. Благодаря такой стратегии этот протокол может поддерживать динамику внутри групп.

55. Сетевой уровень: проблемы построения сетевого уровня (Сервис, внутренняя организация сетевого уровня). Межсетевое взаимодействие (соединение виртуальных каналов, межсетевая передача без соединений, тунелирование, межсетевая маршрутизация, фрагментация, Firewall).

До сих пор мы предполагали, что соединения возникают в рамках однородной среды передачи. Теперь мы перейдем к рассмотрению случаев, когда соединение возникает между СПД-средами с разной архитектурой.

Рисунок 5-32. Межсетевое взаимодействие

На рисунке 5-32 показаны различные сценарии соединений между сетями.

1. LAN-LAN: научный сотрудник передает файл в рамках локальной сети кампуса.

2. LAN-WAN: научный сотрудник посылает письмо коллеге.

3. WAN-WAN: два гуманитария обмениваются мнениями.

4. LAN-WAN-LAN: научные сотрудники разных университетов общаются между собой.

Название средства, соединяющего сети между собой, зависит от того, на каком уровне это происходит.

1. Уровень 1: репитер копирует биты из одного кабельного сегмента в другой.

2. Уровень 2: мост передает пакеты канального уровня из одной ЛВС в другую.

3. Уровень 3: мультипротокольный маршрутизатор передает пакеты между сетями с разной архитектурой.

4. Уровень 4: транспортный шлюз соединяет байтовые потоки на транспортном уровне.

5. Над уровнем 4: прикладной шлюз соединяет приложения в разных сетях.

Напомним, что термин «шлюз» мы используем для обозначения устройства, соединяющего сети с разной архитектурой.

Репитер - устройство, обеспечивающее усиление и очистку сигнала. На МАС-уровне трансивер обеспечивает передачу сигнала в пределах 500 метров. Репитер обеспечивает передачу на 2,5 км.

Мост способен хранить и маршрутизировать пакеты на канальном уровне. Он получает канальный пакет целиком и решает, по какой линии его передать дальше.

Мультипротокольные маршрутизаторы функционально примерно то же самое, что и мосты, но работают на сетевом уровне. Они получают пакеты сетевого уровня и определяют, куда их передать. Однако при этом разные каналы могут принадлежать разным сетям, использующим разные протокольные стеки. Поэтому мультипротокольному маршрутизатору, кроме задачи маршрутизации, приходится решать и задачу сопряжения форматов пакетов на сетевом уровне в сетях с разной архитектурой.

Таблица 5-34. Различия сетей на сетевом уровне

Признак	Возможные значения
Предоставляемый сервис	Ориентированные vs. неориентированные на соединение
Протоколы	IP, IPX, CLNP, AppleTalk, DECnet и т.д.
Адресация	Прямая (802) vs. иерархическая
Групповое вещание	Есть/нет (также транслирование)
Размер пакетов	У каждой сети свой максимальный размер
Качество сервиса	Есть/нет; много различных видов
Действия в случае ошибок	Надежная, упорядоченная или неупорядоченная доставка
Управление потоком	«Скользящее окно», регулирование скорости, другие способы или неуправляемый поток
Управление перегрузками	Протокол «текущего ведра», подавляющие пакеты и т.д.
Безопасность	Правила защиты информации, шифрование и т.д.
Параметры	Разные значения тайм-аута, характеристики потока и т.д.
Оплата	За время соединения, за количество пакетов, побайтно или без оплаты

Сопряжение виртуальных каналов.

Есть два общих приема для межсетевого взаимодействия: сопряжение, ориентированное на соединения подсетей с виртуальными каналами, и взаимодействие подсетей через дейтаграммы. На рисунке 5-35 показана модель сопряжения виртуальных каналов. Абонентская машина одной сети устанавливает виртуальное соединение не только внутри своей сети, но и в другой сети, вплоть до получателя. Внутри своей сети соединение прокладывается по правилам этой сети вплоть до мультипротокольного маршрутизатора, ближайшего к сети получателя. Затем от этого маршрутизатора до получателя - по правилам сети получателя. (Рассмотреть прохождение пакетов вдоль соединения.)

Рисунок 5-35. Межсетевое взаимодействие с использованием сопряжения виртуальных каналов

На рисунке показано решение с использованием полного шлюза. Однако такое же решение возможно и с полушлюзом. Это решение хорошо работает для сетей с примерно одинаковыми характеристиками.

Достоинства сопряжения виртуальных каналов: буферы можно резервировать заранее, порядок пакетов сохраняется, проще управлять повторной передачей из-за задержки, короткие заголовки пакетов.

Недостатки сопряжения виртуальных каналов: хранение таблицы сопряжения, сложности в изменении маршрута при перегрузках, требование высокой надежности маршрутизаторов вдоль сопряжения.

Межсетевое взаимодействие без соединений.

На рисунке 5-36 показано решение на основе соединения сетей на уровне дейтаграмм. При этом подходе единственный сервис, который сетевой уровень предоставляет транспортному – «впрыскивание» дейтаграмм в транспортную среду. Дальше приходиться надеяться на удачу. Такое сопряжение сетей возможно, если соединяемые транспортные среды используют одни и те же или очень близкие сетевые протоколы. Вспомним проблемы мостов между подуровнями 802.х.

Рисунок 5-36. Межсетевое взаимодействие без соединений

Проблемы возникают с адресацией. Различия в адресации могут быть столь велики, что сопряжение станет невозможным. Например, в ТСР/IP используется 32-разрядный адрес, а в OSI - десятичный номер, подобный телефонному. Выход - распространять каждую адресацию на все машины в мире. Однако, очевидно, что такой подход не работает.

Другой выход - создать универсальный пакет, который понимали бы разные сети, - тоже не работает. Всех уговорить признать один формат как универсальный невозможно.

Основное достоинство дейтаграммного подхода - он может использоваться между сетями, которые не поддерживают виртуальных соединений. Число таких сетей весьма велико.

Туннелирование.

В общем случае проблема межсетевого соединения весьма сложна. Однако есть достаточно распространенный случай, для которого есть решение. Это соединение двух одинаковых сетей через третью. Например, так, как показано на рисунке 5-37. Решение проблемы межсетевого соединения в этом случае дает применение техники туннелирования. Рисунок 5-38 разъясняет прием туннелирования на примере автомобиля. Суть этого приема состоит в том, что пакет из одной сети упаковывается в кадр промежуточной сети. Затем он передается через промежуточную сеть на канальном уровне. При достижении кадром сети назначения кадр распаковывается, пакет передается на сетевой уровень и движется дальше.

Рисунок 5-37. Транспортировка пакета методом туннелирования

Межсетевая маршрутизация.

Маршрутизация на межсетевом уровне происходит примерно так же, как на сетевом, но с некоторыми дополнительными сложностями. Рассмотрим пример на рисунке 5-39. На этом рисунке шесть мультипротокольных маршрутизаторов соединяют пять сетей.

Рисунок 5-39. Пример межсетевой маршрутизации

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)