Лекция 5 Маршрутизация пакетов в сетях

Вопросы:

1. Сущность, цели и способы маршрутизации.

2. Эффективность алгоритмов маршрутизации .

3. Методы маршрутизации.

Цели и задачи изучения темы: получение представления о способах и методах маршрутизации, алгоритмах маршрутизации, эффективности алгоритмов маршрутизации.

Изучив тему, студент должен:

• знать понятие и сущность способов маршрутизации - централизованной, децентрализованной и смешанной, алгоритмов маршрутизации, эффективности алгоритмов маршрутизации, методов маршрутизации - простой, фиксированной и адаптивной;

• иметь представление об маршрутизации как совокупности способов и методов передачи информации от отправителя к получателю, оценки эффективности алгоритмов маршрутизации, простой маршрутизации как совокупности случайной и лавинной, фиксированной маршрутизации как совокупности однопутевой и многопутевой, адаптивной маршрутизации как совокупности локальной, распределенной, централизованной и гибридной.

Изучая тему, необходимо акцентировать внимание на следующих понятиях: способ, метод и алгоритм маршрутизации, централизованная, децентрализованная и смешанная маршрутизации, простая, фиксированная и адаптивная маршрутизации, локальная адаптивная, распределенная адаптивная, централизованная адаптивная и гибридная адаптивная маршрутизации, случайная и лавинная маршрутизации, однопутевая и многопутевая фиксированная маршрутизации.

5.1. Сущность, цели и способы маршрутизации

Определение пути, то есть последовательности транзитных узлов и их интерфейсов, через которые необходимо передавать данные, чтобы доставить их адресату – сложная задача. Задача определения маршрутов состоит в выборе из множества одного или нескольких путей.

В качестве критериев выбора могут выступать:

• номинальная пропускная способность;

• загруженность каналов связи;

• задержки, вносимые каналами;

• количество промежуточных транзитных узлов;

• надежность каналов и транзитных узлов.

Определить маршрут – однозначно задать последовательность транзитных узлов и их интерфейсов, через которые необходимо передать данные, чтобы доставить их адресату.

После того, как маршрут определен, следует сообщить о нем всем устройствам сети .Сообщение о маршруте должно нести каждому транзитному устройству примерно такую информацию: «Если придут данные, относящиеся к протоколу х, то их нужно передать на интерфейс у»

Сообщение о маршруте обрабатывается транзитным устройством, в результате чего создается новая запись в таблице коммутации.

Цель маршрутизации – доставка пакетов по назначению с максимальной эффективностью. Чаще всего эффективность выражена взвешенной суммой времен доставки сообщений при ограничении снизу на вероятность доставки.

Задача маршрутизации состоит в выборе маршрута для передачи информации от отправителя к получателю. Она имеет смысл сетях, где не только необходимы, но и возможен выбор оптимального или приемлемого маршрута. Выбор одного из возможных в маршрутизаторе направлений зависит от текущей топологии сети, длин очередей в узлах коммутации, интенсивности входных потоков и т. п.

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

Алгоритмы маршрутизации включает процедуры:

• измерение и оценивание параметров сети;

• принятие решения о рассылке служебной информации;

• расчет таблиц маршрутизации;

• реализация принятых маршрутных решений.

Основные цели маршрутизации заключаются в обеспечении:

• минимальной задержки пакета при его передаче отправителя к получателю

• максимальной пропускной способностью сети

• максимальной защиты пакета от угроз безопасности информации

• минимальной стоимости передачи

• мадежности доставки пакета адресату

Различают следующие способы маршрутизации:

• централизованная маршрутизация;

• децентрализованная маршрутизация;

• смешенная маршрутизация;

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. Такое управление маршрутизацией уязвимо к отказам в центрального узла и не отличается высокой гибкостью.

Распределенная (децентрализованная) маршрутизация выполняется главным образом в сетях с децентрализованным управлением. Функция управления маршрутизации распределены между узлами сети, которые располагают соответствующими средствами. Распределённая маршрутизация сложнее централизованной маршрутизации, но отличается большей гибкостью.

Смешенная маршрутизация характеризуется тем, что в ней в определённом соотношении реализованы принципы централизованной и распределённой маршрутизации.

Задача маршрутизации в сетях решается при условии, что кратчайший маршрут, обеспечивает передачу пакета за минимальное время, в зависимости от топологии сети, пропускной способности, нагрузки на линию связи. Топология сети изменяется в результате отказов узлов и линий связи Пропускная способность линий связи определяется типом передающей среды и зависит от уровня шумов и параметров аппаратуры, обслуживающей линии. Наиболее динамичным фактором является нагрузка на линии связи, изменяющаяся довольно быстро и в трудно прогнозируемом направлении.

Для выбора оптимального маршрута каждый узел связи должен располагать информацией о состоянии ТКС в целом – всех остальных узлов и линий связи. Данные о текущей топологии сети и пропускной способности линии связи предоставляется узлам без затруднений. Однако нет способа точно предсказать состояния нагрузки в сети. Поэтому алгоритм маршрутизации выполняются в условиях неопределённости текущего и будущего состояний ТКС.