Лекция "Маршрутизация в глобальных сетях"

Маршрутизация в глобальных сетях Задача маршрутизации состоит в выборе маршрута для передачи от отправителя к получателю. Она имеет смысл в сетях, где не только необходим, но и возможен выбор  оптимального или приемлемого маршрута. Речь идет, прежде всего, о сетях с произвольной (ячеистой) топологией, в которых  реализуется коммутация пакетов. Однако в современных сетях со смешанной топологией (звездно­кольцевой, звездно­шинной, многосегментной) реально стоит и решается задача  выбора маршрута для передачи кадров, для чего используются соответствующие  средства, например маршрутизаторы. В виртуальных сетях задача маршрутизации при  передаче сообщения, расчленяемого на пакеты, решается единственный раз, когда  устанавливается виртуальное соединение между отправителем и получателем. В  дейтаграммных сетях, где данные передаются в форме дейтаграмм, маршрутизация  выполняется для каждого отдельного пакета. Выбор маршрутов в узлах связи производится в соответствии с реализуемым алгоритмом (методом) маршрутизации. Алгоритм маршрутизации  — это правило назначения выходной линии связи данного узла   связи   КС   для   передачи   пакета,   базирующееся   на   информации,   содержащейся   в заголовке пакета (адреса отправителя и получателя), и информации о загрузке этого узла (длина очередей пакетов) и, возможно, КС в целом. Основные цели маршрутизации заключаются в обеспечении: • минимальной задержки пакета при его передаче от отправителя к получателю; • максимальной пропускной способности сети, что достигается, в частности, нивелировкой загрузки линий связи КС; • максимальной защиты пакета от угроз безопасности содержащейся в нем информации; • надежности доставки пакета адресату; минимальной стоимости передачи пакета адресату 1. 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 центрального узла и не отличается  высокой гибкостью. 2. Распределенная   (децентрализованная)   маршрутизация  выполняется   главным образом   в   сетях   с   децентрализованным   управлением.   Функции   управления маршрутизацией   распределены   между   узлами   сети,   которые   располагают   для   этого соответствующими   средствами.   Распределенная   маршрутизация   сложнее централизованной, но отличается большей гибкостью. 3.   Смешанная   маршрутизация  характеризуется   тем,   что   в   ней   в   определенном соотношении   реализованы   принципы   централизованной   и   распределенной маршрутизации. Методы маршрутизации. Различают три вида маршрутизации — простую, фиксированную и адаптивную. Принципиальная разница между ними — в степени учета изменения топологии и нагрузки сети при решении задачи выбора маршрута. 1. Простая маршрутизация отличается тем, что при выборе маршрута не учитывается изменение топологии сети, ее состояния (нагрузки). Она не обеспечивает направленной передачи   пакетов   и   имеет   низкую   эффективность.   Ее   преимущества   —   простота реализации   алгоритма   маршрутизации   и   обеспечение   устойчивой   работы   сети   при выходе из строя отдельных ее элементов.Случайная маршрутизация характеризуется тем, что для передачи пакета из узла связи  выбирается одно, случайно выбранное, свободное направление. Пакет «блуждает» по  сети и с конечной вероятностью когда­либо достигает адресата. Естественно, что при  этом не обеспечивается ни оптимальное время доставки пакета, ни эффективное  использование пропускной способности сети. Лавинная маршрутизация предусматривает передачу пакета из узла по всем  свободным выходным линиям. Основное преимущество такого метода —  гарантированное обеспечение оптимального времени доставки пакета адресату.  Метод может использоваться в незагруженных сетях, когда требования по  минимизации времени и надежности доставки пакетов достаточно высоки. Фиксированная маршрутизация характеризуется тем, что при выборе маршрута  учитывается изменение топологии сети и не учитывается изменение ее нагрузки. Для  каждого узла назначения направление передачи выбирается по таблице маршрутов,  составляемой в центре управления сетью.Отсутствие адаптации к изменению нагрузки  приводит к задержкам пакетов сети. Фиксированная маршрутизация применяется в сетях с  мало изменяющейс