24. Сервисы, предоставляемые функциями сетевого уровня.
Роль сетевого уровня - перемещение пакетов от передающего хоста к принимающему.
Функции сетевого уровня:
Определение пути. Должен определить маршрут или путь, по которому следует пакеты отправить от отправителя к получателю. Алгоритмы, рассчитывающие эти маршруты -алгоритмы маршрутизации.
Продвижение данных. Когда пакет прибывает маршрутизатор должен поместить его на соответствующую выходную линию.
Установка соединения. (для сетей АТМ) - резервирование канала, обмен рукопожатиями м-ду всеми маршрутизаторами пути. В И нет.
Модель сетевого обслуживанияопределяет характеристики сквозного транспорта данных между 2 периферийными устройствами сети, т.е. между передающей и получающей оконечными системами.
Виртуальный канал: Установка виртуального канала, передача данных, Разрыв виртуального канала. Пакетные коммутаторы вдоль пути между 2 оконечными системами вовлекаются в установку виртуального канала, и ТО каждый коммутатор знает все обо всех Вирт каналах, проходящих через него. Сигнальные сообщения- сообщения, посылаемые о начале разрыва, а также между коммутаторами для установки.
При использовании дейтаграммного сетевого уровнякаждый раз, когда оконечная система хочет послать пакет, она указывает на нем адрес получающей оконечной системы, а затем передает этот пакет в сеть. Коммутаторы продвигают пакет по направлению адресата, изучая адрес, пользуясь инф изтаблицы продвижения данных.
Пакеты могут следовать по разным маршрутам и прибыть в другом порядке.
Служба ВК - сетевая служба с установлением соединения, а дейтаграммная -сетевая служба без установления соединения.
Современная архитектура И представляет единственную можель обслуживания дейтаграмм - обслуживание по остаточному принципу(best-effortservice). Не дается гарантий сохранения временных интервалов, доставки пакетов с сохранением исходного порядка, доставки пакетов.
CBR(ConstntBitRate- постоянная битовая скорость). Для передачи трафика реального времени с постоянной скоростью
ABR(AvaibleBitRate- доступная битовая скорость). Гарантия порядка следования и мин скорости.
|
Сетевая архитектура |
Интернет |
ATM |
ATM |
|
Модель обслуживания |
Best-effort |
CBR |
ABR |
|
Пропускная способности |
нет |
постоянная |
минимальная |
|
Отсутствие потерь |
нет |
да |
нет |
|
Порядок следования |
нет |
да |
да |
|
Срок доставки |
нет |
да |
нет |
|
Индексация перегрузки |
нет |
не будет п-ки |
да |
Также используются VBR(VariableBitRate- переменная битовая скорость) иUBR(UnspecifiedBitRate- неуказанная битовая ск-ть).
25. Маршрутизация, термины, алгоритм Дейкстры (ls).
Для того чтобы переместить пакеты от хоста-отпарвителя к хосту-получателя, сетевой уровень должен определить путьилимаршрутследования пакетов. Этим занимаетсяпротокол маршрутизациисетевого уровня. Хост напрямую подключен к одному из маршрутизаторов -маршрутизатор по умолчанию(первого ретрансляционного участка). Задача выбора пути от источника к приемнику сводится к выбору пути пакета от маршрутизатора-источника к маршрутизатору-приемнику -алгоритм маршрутизации. Алгоритм находит «оптимальный» путь (с минимальной стоимостью). Рассмотрим граф: узлы - маршрутизаторы, дуги - линии связи. Каждой линии связи соответствует некоторое значение, представляющее «стоимость» пересылке пакета по этой линии.
Протоколы: общедоступные: RIP,BGP,OSPF; частный:EIGRP.
Глобальный алгоритм маршрутизациинаходит путь с наименьшей стоимостью от отправителя до получателя с помощью инф о сети. Особенность: обладает полной инф о топологии сети и стоимости линий.
Децентрализованный алгоритмвычисление пути выполняется итерационным распределенным образом. Ни 1 узел не обладает полной инф о стоимости всех линий связи. Изначальна каждому узлу известна стоимость напрямую присоединенных к нему линий, затем, путем итерационных вычислений и обмена инф с соседними узлами, узел постепенно определяет путь с наименьшей стоимостью до получателя или до группы получателей.
Алгоритмы: статические и динамические В статическоммаршруты изменяются со временем очень медленно, чаще всего вручную.
Динамическийзапускается либо периодически, либо в ответ на изменение топологии или стоимости линий (по протоколу).
Может быть смесь.
Чувствительность протокола маршрутизации: чувствительныереагируют на загруженность линии связи (стоимость линии возросла, а с ней и загруженность) Так не делается, не устойчиво.
В И используются: алгоритм, основанный на состояниях линий и алгоритм дистанционно-векторной маршрутизации.
Алгоритмы:
Основанный на состоянии линии (Link State, Дейкстры):
В 3 С 5
2 5
3
А 2 1 F
1 2
1
DE
c(i,j) - стоимость линии отiдоj
D(V) - стоимость пути от источника до адресатаV- минимальная стоимость известная на пути от А доV.
p(V) - предпоследний узел на кратчайшем пути доV
N- мн-во узлов для которых известны пути.
1.Инициализация
N={A}; для всехV: еслиVсмежный с А, тоD(V) =C(a,V),p(V)=A) иначеD(v)=бесконечность
2. цикл пока все узлы не войдут в N
Wне принадлежитNт.ч.D(w)min
добавляем wиN, обновитьD(V), для всехVсмежных сw
D(V) = min(D(V), D(W)+C(W,V))
конец цикла
|
N |
D(B), p(B) |
D(C), p(C) |
D(D), p(D) |
D(E), p(E) |
D(F), p(F) |
|
A |
2,A |
5,A |
1,A |
INF |
INF |
|
A,D |
2,A |
4,D |
1,A |
2,D |
INF |
|
A,D,E |
2,A |
3,E |
1,A |
2,D |
4,E |
|
A,D,E,B |
2,A |
3,E |
1,A |
2,D |
4,E |
бесконечным не будет. завершится за конечное число шагов.
простой, дает результат за конечное время, требует знаний всей топологии сети (глобальный).
Сравнение: 1) скорость схождения: Д: не > NБФ =INF; 2) живучесть (устойчивость к ошибкам) БФ ниже чем у Д; 3) сложность сообщений.
Другие алгоритмы: Алгоритм горячей картофелины (получив сразу выкидывает сообщение в 1 свободный канал, позволяет избежать очередей, может применяться в сетях АТМ) Телефонные алгоритмы коммутированных каналов: канал на кратчайшем, если занят - найти в обход.