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 обслуживания определяет 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 уровня каждый 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 из таблицы 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-effort service). Не дается гарантий сохранения временных интервалов, доставки пакетов с сохранением исходного порядка, доставки пакетов.

CBR (Constnt Bit Rate - постоянная битовая скорость). Для передачи трафика реального времени с постоянной скоростью

ABR (Avaible Bit Rate - 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 (Variable Bit Rate - переменная битовая скорость) и UBR (Unspecified Bit Rate - 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 путь или маршрут следования пакетов. Этим занимается протокол маршрутизации сетевого 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 маршрутизации находит путь с наименьшей стоимостью от отправителя до получателя с помощью инф о сети. Особенность: обладает полной инф о топологии сети и стоимости линий.

Децентрализованный алгоритм вычисление 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 статическом маршруты изменяются со временем очень медленно, чаще всего вручную.

Динамический запускается либо периодически, либо в ответ на изменение топологии или стоимости линий (по протоколу).

Может быть смесь.

Чувствительность протокола маршрутизации: чувствительные реагируют 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

D E

c(i,j) - стоимость линии от i до j

D(V) - стоимость пути от источника до адресата V - минимальная стоимость известная на пути от А до V.

p(V) - предпоследний узел на кратчайшем пути до V

N - мн-во узлов для которых известны пути.

1.Инициализация

N={A}; для всех V: если V смежный с А, то D(V) = C(a,V), p(V)=A) иначе D(v)=бесконечность

2. цикл пока все узлы не войдут в N

W не принадлежит N т.ч. D(w) min

добавляем w и N, обновить D(V), для всех V смежных с w

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 > N БФ = 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.