Что такое время сходимости
Динамическая маршрутизация
3.1. Общие сведения о протоколах динамической маршрутизации
Маршрутизаторы функционируют в сетях с коммутацией пакетов, где все возможные маршруты уже существуют. Процесс прокладывания пути производится либо вручную администратором (статическая маршрутизация ), либо автоматически маршрутизирующим протоколом (динамическая маршрутизация).
Маршрутизаторы, зная информацию о пути к некоторым сетям, обмениваются этой информацией с другими устройствами. После таких обновлений все маршрутизаторы будут иметь согласованную информацию о маршрутах к доступным сетям. Процесс обмена обновлениями реализуют протоколы маршрутизации. Таким образом, протоколы маршрутизации разделяют сетевую информацию между маршрутизаторами.
При изменениях в топологии требуется некоторое время (время сходимости или конвергенции) для согласования информации в таблицах маршрутизации всех маршрутизаторов сети. Время сходимости является важным фактором при выборе протокола маршрутизации.
| Протоколы внутренней маршрутизации | Протоколы внешней маршрутизации | |||
|---|---|---|---|---|
| Вектора расстояния | Состояния канала | Вектора пути | ||
| RIP-2 | EIGRP | OSPF | IS-IS | BGP |
Протоколы вектора расстояния определяют расстояние и направление, т.е. вектор соединения в составной сети на пути к адресату. При использовании протокола вектора расстояния маршрутизаторы посылают всю или часть таблицы маршрутизации соседним (смежным) маршрутизаторам. В таких протоколах как RIP и RIP-2 расстояние выражается в количестве переходов (hop count) в соединении на пути от узла источника к адресату назначения. Обмен обновлениями ( update ) или модификациями происходит периодически, даже если в сети нет никаких изменений, на что тратится значительная часть полосы пропускания. Получив обновление маршрутной информации, маршрутизатор может заново вычислить все известные пути и модернизировать таблицу маршрутизации.
Протоколы состояния канала создают полную картину топологии сети и вычисляют кратчайшие пути ко всем сетям назначения. Если путей с одинаковой метрикой несколько, то выбирается первый из вычисленных. Рассылка обновлений маршрутной информации производится только при изменениях топологии сети. Протоколы состояния канала (или соединения) быстрее реагируют на изменения в сети по сравнению с протоколами вектора расстояния, но при этом требуют больших вычислительных ресурсов.
| RIP (Routing Information Protocol) | — | протокол маршрутизации на основе вектора расстояния (первая и вторая версии), |
| EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) | — | расширенный протокол внутренней маршрутизации, |
| OSPF (Open Shortest Path First) | — | открытый протокол маршрутизации по состоянию канала. |
Перечисленные протоколы используют разные параметры метрики.
Каждый алгоритм по своему интерпретирует выбор наиболее рационального пути на основе метрики. Обычно меньшее значение метрики соответствует лучшему маршруту. Метрика может базироваться на одном или на нескольких параметрах пути. В протоколах маршрутизации наиболее часто используются следующие параметры метрики:
| Полоса пропускания (Bandwidth) | — | способность соединения передавать данные с некоторой скоростью. Например, соединения сети FastEthernet передающие данные со скоростью 100 Мбит/c, предпочтительней каналов Е1 со скоростью 2,048 Мбит/c. |
| Задержка (Delay) | — | это длительность времени прохождения пакета от источника до адресата назначения. Задержка зависит от количества промежуточных соединений и их типов, объема буферных устройств маршрутизаторов, сходимости сети и расстояния между узлами. |
| Загрузка (Load) | — | определяется количеством информации, загружающей сетевые ресурсы (маршрутизаторы и каналы). Чем больше загрузка, тем больше очереди на обслуживание, тем дольше пакет будет в пути. |
| Надежность (Reliability) | — | определяется интенсивностью ошибок на каждом сетевом соединении. |
| Количество переходов (Hop count) | — | это количество маршрутизаторов, через которые пакет должен пройти на пути к адресату назначения (число переходов от маршрутизатора к маршрутизатору). |
| Стоимость (Cost) | — | обобщенный параметр затрат на передачу пакета к адресату назначения. Иногда стоимость имеет произвольное значение, назначенное администратором. |
Наиболее известным в сети Internet протоколом вектора расстояния (distance-vector) является Routing Information Protocol (RIP), который использует в качестве метрики число переходов ( hop count ) на пути к адресату назначения.
Другим простым протоколом вектора расстояния является Interior Gateway Routing Protocol (IGRP), который был разработан в корпорации Cisco. Для работы в больших сетях на смену ему пришел протокол Enhanced IGRP (EIGRP), который включает много особенностей протоколов как типа link-state, так и distance-vector. Поэтому он, по сути, является гибридным протоколом. Однако разработчики фирмы Cisco относят его к протоколам distance-vector.
Таким образом, протоколы вектора расстоянияRIP характеризуются медленной сходимостью, т.е. длительным временем согласования информации в таблицах маршрутизации при изменениях топологии сети.
Протокол вектора расстояния RIP использует счетчик переходов ( hop count ) в качестве метрики, чтобы определить расстояние до определенного соединения в составной сети. Если существует несколько путей, то RIP выберет путь с наименьшим числом маршрутизаторов или переходов к адресату назначения. Однако выбранный маршрут не всегда является лучшим путем к адресату, поскольку выбранный маршрут с наименьшим числом устройств может характеризоваться меньшей скоростью передачи (более узкой полосой пропускания, меньшей пропускной способностью) по сравнению с альтернативными маршрутами, созданными другими протоколами. Кроме того, RIP не может направлять пакеты далее 15 переходов, поэтому он рекомендован для работы в малых и средних сетях. Рассылка обновлений протоколом первой версии RIPv1 производится в широковещательном режиме ( адрес 255.255.255.255).
Протокол первой версии RIPv1 требует, чтобы все устройства в подсети использовали одинаковую маску подсети, т.к. RIP не включает информацию о маске подсети в обновления маршрутизации. Такой метод получил название маршрутизации на основе классов (classful routing), что ограничивает применение протокола RIPv1 в современных сетях.
Протокол вектора расстояния EIGRP обеспечивает быструю сходимость и малое количество служебной информации, передаваемой в обновлениях (только об изменениях в сети), что экономит полосу пропускания. EIGRP использует ряд функций, применяемые в протоколах состояния канала (link-state). Протоколы EIGRP работают с оборудованием CISCO и не всегда поддерживаются программным обеспечением аппаратуры других фирм. Рассылка обновлений протоколом EIGRP производится в многоадресном режиме ( адрес 224.0.0.10).