Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I Ś L Ą S K I E J 1993
Seria: IN FO R M A T Y K A z. 24 Nr kol. 1222
Grzegorz KOW ALCZYK
W Y B R A N E Z A G A D N I E N I A R O U T I N G U W S I E C I A C H T C P / I P
S treszczenie. W artykule przedstaw iono poglądow y opis zaim plem entow anych w sieciach T C P /I P protokołów wyboru drogi pakietu w sieci. O m ów ione zostały protokoły RIP, S P F i Hello.
CHOSEN PROBLEMS OF ROUTING IN T C P /IP NTW ORKS
Sum m ary. T h e article presents som e basic problem s of routing in lagre T C P /I P com puter networks. It presents m ost w idly used protocols like R IP, S P F and Hello.
PROBLÈMES DE ROUTING DANS RESEAUX T Y P E T C P /IP
R esum e. L’article présente une revue de protocoles du choix de chem in pour des paquets utilises dans reseaux typ e T C P /I P . On d iscu te les protocoles RIP, S P F et Hello.
1. W s t ę p
R osnąca liczba użytkowników sieci Internet na św iecie oraz w P olsce (N aukow e i Aka
dem ickie Sieci K om puterow e), a także rozwój lokalnych sieci kom puterow ych opartych na protokole T C P /I P sprawia, że rośnie liczba zainteresow anych zasadam i rządzącym i taką siecią, w śród adm inistratorów system ów , jak i wśród bardziej d ociek liw ych u ży t
kowników. W ychodząc naprzeciw zainteresow aniu w niniejszej publikacji przedstaw iono opis m echanizm ów tzw . routing\\, rozum ianego jako ca ło k szta łt technik softw are’owych
252 G . K o w alcz y k
zastosow anych przy w yborze drogi datagram u od nadawcy do odbiorcy w rozleglej sieci r C P /I P . której p ow szechnie dostępnym przykładem m oże być Internet.
Ze w zględu na niew ielką objętość opracow ania przyjęto, że czyteln ik posiada elem entarną w iedzę w zakresie sieci z kom utacją pakietów oraz podstaw ow e wiadom ości o protokole IP (struktura datagram u).
W dalszej części publikacji posłużono się term inem internet dla określenia zarówno sieci Internet, jak i nie będących jego częścią, sieci T C P /I P zawierających routery i różno
rakie p ołączen ia fizyczne.
2. T r a n s m i s j a p a k i e t ó w w s i e c i T C P / I P
Sieci T C P /I P bazują na sy stem ie bezpolączeniow ej transm isji p akietów , nie zapew nia
jącym pew nego dostarczen ia pakietu do odbiorcy (popraw ność przesyłanych informacji zapew niają w yższe w arstw y), a podstaw ow ą jednostką transm isji w takiej sieci jest data- gram.
W system ach z kom utacją pakietów pojęcie routing odnosi się do procesu wyboru drogi jaką b ęd zie przesyłan y pakiet, a router ami nazyw ane są kom putery dokonujące tego w yboru, łączące p oszczególn e fragm enty sieci.
R outing realizow any je s t n a kilku poziom ach. N a przykład sieć rozległa, która po
siada w iele fizycznych p ołączeń (dróg) pom iędzy routeram i, od p ow iad a za w ybór drogi pakietu od m om entu w ejścia pakietu do tej sieci do chwili op u szczenia jej przez pakiet.
N a p o zo sta łą część drogi (p o za jej obszarem ), którą przebyw a p akiet, nie m a ona w pływu i droga ta m oże być w yzn aczan a z w ykorzystaniem innych m echanizm ów . W ybór drogi w rozleglej sieci o w ielu połączeniach fizycznych jest zagadnieniem złożon ym . Idealny router pow inien brać pod uw agę takie czynniki, jak ob ciążenie sieci, dłu gość datagram u czy też sposób jego ob słu gi określony w polu sernice type datagram u (tzn. czy pakiet pow inien być kierow any drogą o najm niejszym opóźnieniu, największej przepustowości czy o najm niejszej sto p ie błęd ów ). W iększość pracujących routerów bierze pod uwagę tylko niektóre z tych czynników . R ozległa sieć T C P /I P zbudow ana m oże być z różnych sieci fizycznych p ołączon ych routeram i, które stanow ią p ołączen ia p om ięd zy dw om a bądź w iększą liczb ą takich sieci. W odróżnieniu od routerów, hosty są na ogól przyłączone do jednej sieci fizycznej (sp otyk a się także tzw . multihom ed hosts przyłączone jednocześnie do więcej niż jednej sieci). W procesie routingu partycypują zarów no h osty jak i routery.
Gdy dany host przystęp u je do kom unikowania się z innym , musi zadecydow ać, gdzie w ysiać datagram .
W y b r a n e z a g a d n ie n ia r o u tin g u 253
i D o p e w n y c h h o s tó w 4 D o in n y c h h o s tó w
R l I R 2 i
!
H o s t .
Rys. 1. Rost musi określić czy datagram ma być przesiany do routera R l czv R2.
ponieważ żaden z routerów nie udostępnia najlepszej drogi do wszystkich hostów w sieci
Fig. 1. Host must choose to send the datagram either to router R l or to router R2.
because no single router provides the best path to all destinations
Jak w ynika z pow yższego rysunku, host musi pow ziąć decyzję, gd zie w ysiać pakiet, nawet jeśli jest fizycznie przyłączony tylko do jednej sieci. H osty przyłączone do dwóch łub w ięcej sieci m ogą pracować jako routery i często tak się zdarza, jeśli na danej sieci nie m a m aszyny pełniącej jed yn ie funkcję routera.
2.1. R o u tin g pośred n i i b ezp o śred n i
M ożna dokonać ogólnego podziału routingu na routing bezpośredni i pośredni. N a routingu bezpośrednim bazują w szystkie transm isje w sieciach T C P /I P . W ystępuje on wówczas, gdy dw ie w ym ieniające pom iędzy sobą pakiety m aszyny p ołączon e są tym sa
mym sy stem em transm isyjnym (np. w spólny E thernet lub łącze szeregow e). R outing pośredni m a m iejsce w transm isjach pom iędzy m aszynam i zlokalizow anych w oddziel
nych fragm entach sieci i m uszącym i komunikować się poprzez routery.
2.2. T ransm isja d atagram ów p o m ięd zy k om pu teram i p o łą czo n y m i w sp ó ln ą siecią fizyczn ą
K om puter w ysłający datagram zam yka go w polu danych ramki fizycznej, odw zoro
wuje adres internetow y odbiorcy na jego adres fizyczny i w y sy ła ram kę fizyczną poprzez interfejs sieciow y. O dw zorow yw anie adresu internetow ego na adres fizyczny odbyw a się w sposób zależny od rodzaju sieci fizycznej, do jakiej dany host je s t przyłączony. P rzykła
dowo w sieci token ring proN ET -10, jako adresy fizyczne używ ane są m a łe liczby całko
w ite. P rzyp isan ie łiczby całkow itej danem u interfejsowi sieciow em u odbyw a się podczas jego instalacji w kom puterze, a w ybór liczby należy do użytkow nika bądź adm inistratora sieci. A dresy internetow e w takiej sieci w części określającej h osta będą p osiad ały w pisany jego adres fizyczny. I tak host o adresie fizycznym np. 9, w łączony do sieci IP o adresie 123.76.14, b ęd zie m iał adres internetow y 123.76.14.9. Bardziej z ło żo n a jest sytu acja w sie
ciach t.ypu E thernet. K ażdy interfejs sieciow y m a 48-b itow y adres fizyczny przypisany mu przez producenta, nie m a więc m ożliw ości odw zorowania go w 32-b itow y adres interne
towy. B y dokonać odw zorow ania adresu internetow ego na fizyczny, używ ana jest technika
254 G . K o w alcz y k
znana jako Address Resolution Protocol ( ARP) . W ykorzystuje ona fizyczne rozgłaszanie w ysyłając do w szystkich kom puterów połączonych w spólnym E thern etem żądanie ode
słan ia sieciow ego adresu fizycznego w w ypadku, gdy adres internetow y odbiorcy ramki rozgłoszeniow ej od p ow iad a adresow i, o który p yta nadaw ca ramki.
Ilost rozpoznaje, czy odbiorca dołączony jest fizycznie do tego sam ego fragm entu sieci, poprzez porów nanie części adresu internetow ego odbiorcy określającej adres sieci, z odpo
w iednią częścią w łasnego adresu internetow ego. Jeśli te części adresów są sobie równe, wówczas stosu je routing bezpośredni i dostarcza datagram y bezpośrednio do odbiorcy, adresując ramkę fizyczną adresem fizycznym odbiorcy datagram u.
2.3. T ransm isja d atagram ów w przypadku gdy k om putery kom unikujące się ze sobą nie są zlokalizow ane fizycznie w ty m sam ym fragm encie sieci
W przypadku gdy nadaw ca i odbiorca nie przynależą do tej sam ej sieci fizycznej (np. w spólny E thernet lub T okenR ing), transm itow ane datagram y m uszą przejść przez router}'. Jeśli na sieci, do której dołączony jest host nadawcy, pracuje więcej niż jeden router, kom puter nadaw cy sam musi zidentyfikow ać router, przez który m oże po opty
malnej drodze osiągnąć host odbiorcy. Gdy dokona wyboru routera, w y sy ła do niego datagram IP zapakow any w ramkę fizyczną, z fizycznym adresem routera otrzym anym sposobem opisanym w poprzednim podrozdziale (A R P ). Router odpakow yw uje datagram z ramki fizycznej, spraw dza d ocelow y adres internetow y, sprawdza, czy je s t to adres sieci, do której jest on bezpośrednio przyłączony, jeśli nie - to określa, do którego z routerów pracujących na tej sam ej, co on, sieci fizycznej m a przesiać datagram , pakuje go w ramkę fizyczną z adresem routera i przesyła ją do niego. Jeśli host d ocelow y d ołączon y jest do tej sam ej sieci fizycznej, co jeden z interfejsów sieciow ych routera, to router przesyła do niego datagram stosując w cześniej opisany sposób kom unikowania się hostów dołączo
nych do tej sam ej sieci fizycznej. O pisana idea kom unikowania się poprzez routery nosi m iano routingu pośredniego. K luczow ym problem em staje się w ybór optym alnej drogi pom iędzy hostam i w rozleglej sieci z w ielom a drogam i łączącym i p oszczególn e jej frag
menty, przy uw zględnieniu faktu, że poszczególne łącza fizyczne m ogą być w ykonane w różnych technologiach i p osiadać d rastycznie różniące się p atram etry transm isyjne.
3. O r g a n iz a c j a r o u t i n g u z a p o m o c ą t a b l i c s t e r u j ą c y c h (T a b le-D riven R o u tin g )
Zazwyczaj algorytm y w yboru optym alnej drogi w ykorzystują tab lice składow ane na w szystkich m aszynach (h ostach i routerach), zaw ierające inform acje o istniejących w sieci celach i drogach, po których cele te m ożna osiągnąć. Tablice tak ie znajdują się w pamięci hostów i routerów , poniew aż oba rodzaje m aszyn biorą udział w decydow aniu o dro
dze transm itow anego datagram u. K iedykolw iek oprogram ow anie realizujące routing na
W v b r a n e z a g a d n ie n ia ro n tin g ti 255
hoście czy routerze przystępuje do w ysłania datagram u, spraw dza w tab licy routingu, gdzie m a skierować datagram . Jakie inform acje pow inny znajdow ać się w takiej tablicy?
Bardzo trudno byłoby utrzym yw ać tablice zaw ierające adresy w szystkich istniejących w sieci hostów i opisy dróg, po jakich m ożna je osiągnąć. By w ysiać datagram w popraw
nym kierunku, w ystarczy znać adres routera przyłączonego do tej sam ej sieci fizycznej, co nadawca, przez który m ożem y osiągnąć pożądany cel w sieci. By zidentyfikow ać sieć, na której cel się znajduje, w ystarczy utrzym yw ać w tab licy tylko część adresu interne
towego, określającą adres sieci, a nie cale adresy w szystkich hostów na niej. Tak więc tablica taka pow inna zawierać pary (iV, R), gdzie :V jest częścią adresu identyfikującą sieć, a R adresem routera, poprzez który należy w ysiać datagram kierowany do sieci ,V.
Istotne jest podkreślenie faktu, że tab lica zaw sze wskazuje na router, który nadaw ca m oże osiągnąć poprzez jed n ą tylko sieć fizyczną. Jeśli na sieci fizycznej, do której dołączona jest m aszyna A /, pracuje tylko jeden router, to datagram y kierowane do jakiejkolw iek sieci poza w łasną siecią nadaw cy kierowane będą do tego w łaśnie routera, a w tablicy routingu R we w szystkich parach ( N , R ) będzie jego adresem internetow ym .
2 0 . 0 0 . 5
I
3 0 . 0 . 0 6
i
T N e l 2 0 .0 .0 . 0 ! 'T N e l 3 0 .0 .0 . 0 f
Cr ;--- H ?
T N e l 4 0 . 0 0 020.0.0.6
(»)
B Y O S I Ą G N Ą Ć H Ó S T Y N A S I E C I N R . :
P R Z E Ś L I J :
20.0 .0 .0 b e z p o ś re d n io 3 0 .0 .0 .0 b e z p o ś re d n io
10.0 .0 .0 n a a d re s 20.0.0.Ó 4 0 .0 .0 .0 n a a d re s 3 0 .0 .0 .7
00
Rys. 2. (a) Przykładowa sieć składająca się z 4 sieci fizycznych i 3 routerów i (b) tablica routingu dla routera G
Fig. 2. (a) An example network with 4 physical networks and 3 routers, and (b) the rou
ting table for router G
P ow yższy rysunek przedstaw ia cztery sieci p ołączon e za pom ocą trzech routerów oraz tablicę routingu dla routera G. Poniew aż G połączony je s t bezpośrednio do sieci 20.0.0.0 i 30.0.0.0, m oże osiągnąć dow olny host na tych sieciach bezpośrednio (np. w przypadku Ethernetu używ ając A R P , by uzyskać ich adresy fizyczne). Jeśli datagram przeznaczony jest dla h osta na sieci 40.0.0.0, to G przesyła go na adres 3 0 .0.0.7 będ ący adresem routera H, który m oże dostarczyć datagram bezpośrednio do adresata. R outer G m oże przesłać
2.56 G . K ow alczyk
d a ta g r a m do 30.0.0.7 b e z p o śre d n io , p oniew aż połączo n y je s t z ro u te re m H w sp ó ln ą siecią fizyczną.
W y b ó r drogi d a ta g r a m u z w y k o rz y sta n ie m ta b lic ro u tin g u p o c ią g a z a s o b ą kilka kon
sekw encji. W w iększości ro zw iązań w szy stk ie p a k ie ty kiero w an e do d a n e j sieci b ę d ą prze
byw ać ta k ą s a m ą d ro g ę, n ieza leżn ie od ro d zaju p a k ie tu , n a w e t jeśli is tn ie ją k o n k u ren cy jn e drogi o p a ra m e tr a c h b a rd z ie j o d p o w ied n ich d la pew nych ro d zajó w tr a n s m is ji. D rugim e fe k te m z a sto so w a n ia ta k ic h ta b lic ro u tin g u je s t fa k t, że je d y n ie o s ta tn i ro u te r n a danej d ro d z e m o że stw ie rd z ić , czy docelow y h o st p ra c u je i czy je s t w s ta n ie o d e b ra ć d a ta g ra m . K o lejn ą k o n sek w en cją ta k ie g o s te ro w a n ia d ro g ą d a ta g r a m u je s t m ożliw ość k ie ro w a n ia d a ta g r a m u z h o s ta A do h o s ta B po innej d ro d z e niż z B do .4. co m oże spow odow ać, że np.
tr a n s m is ja po szy b k ich sieciach z .4 do B m oże z o stać zn a c z n ie sp o w o ln io n a pow olnym n a d c h o d z e n ie m p o tw ie rd z e ń n a w olnej d ro d ze z S do .4.
D o d a tk o w ą te c h n ik ą u m o ż liw ia ją c ą zm n iejszen ie zaw arto ści ta b lic ro u tin g u je s t wy
zn a czen ie tzw . sta n d a rd o w y c h tr a s (default routes). P o leg a to na w sk azan iu je d n eg o z b e z p o śre d n io p rz y łączo n y ch ro u teró w ja k o tego, do k tó reg o k iero w an e b ę d ą d a ta g ra m y w p rz y p a d k u g d y a d re s sieci, do k tó rej są ad reso w an e, n ie w y stę p u je w ta b lic y ro u tin g u . G dy sieć fizy czn a p o łą c z o n a je s t z p o z o s ta łą częścią sieci rozleglej ty lk o p rzez je d e n ro u ter, w ów czas w sz y stk ie d a ta g r a m y n ie ad reso w an e do w łasnej sieci fizycznej n a le ż y przesiać w łaśn ie n a te n ro u te r, a u trz y m y w a n ie ro zbudow anej ta b lic y ro u tin g u z a w ierającej adresy dużej liczby sieci s ta je się w ty m p rz y p a d k u zb ęd n e.
Z au w aży ć należy, że p ro tk ó l ro u tin g u nie z m ie n ia zaw arto ści o ry g in a ln e g o d a ta g ra m u . A d res źró d ło w y zaw sze o k re ś la nad aw cę d a ta g r a m u , a a d re s docelow y końcow ego o dbiorcę d a ta g r a m u . A lg o ry tm ro u tin g u w y zn acza ad res in te rn e to w y , n a k tó r y d a ta g r a m m a zo
s ta ć w y sia n y w n a jb liż s z y m k ro k u . N a ogól je s t to a d re s ro u te ra . Je ś li d a ta g r a m może być d o s ta rc z o n y b e z p o śre d n io , a d re s te n b ęd zie to ż sa m y adresow i końcow ego o d b io rcy d a ta g r a m u i nie je s t u m ieszczan y w ż a d n y m z pól o ry g in a ln e g o d a ta g r a m u , je d y n ie je s t u ż y ty do p o w ią z a n ia go z a d re s e m fizycznym , ja k o p isan o w p u n k c ie 2.2.
3 .1 . In ic ja liz a c ja i u tr z y m a n ie ta b lic r o u tin g u
W p o c z ą tk a c h rozw oju ro zleg ły ch sieci k o m p u tero w y ch b a z u ją c y c h n a pro to k o le T C P / I P sto so w a n o rę c z n ą m e to d ę inicjalizacji i u a k tu a ln ia n ia z a w a rto ś c i ta b lic ro u tin g u b a z u ją c n a w ied zy a d m in is tru ją c y c h siecią n a te m a t to pologii p o łą c z e ń , lecz sp o só b ten z o c z y w isty c h pow odów s ta ł się niem ożliw y do dalszego w y k o rz y sty w a n ia . O b e c n ie z a d a n ia te w y k o n y w an e są w sp o só b a u to m a ty c z n y , p rzy uży ciu ro zp ro szo n y ch alg o ry tm ó w w y zn aczający ch drogi i p ro p a g u ją c y c h in fo rm ac ję o nich w sieci.
3 .1 .1 . A l g o r y t m B e l l m a n a - F o r d a ( V e c t o r D i s t a n c e R o u t i n g )
T e rm in e m V ecto r D is ta n c e o k re ś la się p e w n ą klasę a lg o ry tm ó w u ży w an y ch do p ro p a g o w an ia in fo rm a c ji o d ro g a c h w sieci.
K a ż d y z ro u te ró w ro z p o c z y n a sw oją p ra c ę z m in im a ln y m z a so b e m in fo rm a c ji o sieci.
P o s ia d a je d y n ie z e sta w tr a s d la ty ch sieci, do k tó ry c h je s t b e z p o śre d n io przyłączony.
U trz y m u je listę d ró g w ta b lic y , uszeregow anej w ed łu g ad resó w sieci, z a w ie ra ją c ą poza ty m m ia ry o d leg ło ści d o ty c h sieci w y rażo n e lic z b ą p o śre d n ic z ą c y c h ro u te ró w o ra z spo
W y b ra n e z a g a d n ie n ia ro u tin g u 257
sób d o k o n a n ia pierw szego k ro k u n a d ro d z e do sieci docelow ej, tz n . z a w ie ra b ą d ź a d re s najbliższego ro u te ra , do k tó re g o n ależ y p rz e sia ć d a ta g r a m , b ą d ź in fo rm a c ję , że d a n a sieć o sią g a n a je s t b ezp o śred n io .
Z aw arto ść p rzy k ład o w ej ta b lic y ro u tin g u w m o m en cie inicjalizacji s y s te m u ro u te ra m oże m ieć p o sta ć :
Sieć docelow a O dległość T ra s a
Sieć 1 0 b e z p o śre d n io
Sieć 2 0 b e z p o śre d n io
Rys. 3. S tan tablicy routingu przy starcie system u ro u te ra z inform acją o bezpośrednio dołączonych sieciach
Fig. 3. C ontents o f an initial routing table w ith an inform ation en try for each directly connected network
O kresow o, k ażdy z ro u te ró w w y sy ła kopię sw ojej ta b lic y ro u tin g u do w szy stk ich ro u terów , z k tó ry m i p o łącz o n y je s t w sp ó ln y m i sieciam i fizycznym i. G d y ro u te r K o d b ierze kopię ta b lic y n a d e s ła n ą p rz e z ro u te r J , n a je j p o d s ta w ie u z u p e łn ia z a w a rto ś ć w łasnej ta b lic y ro u tin g u . Je ś li J z n a k ró ts z ą d ro g ę do p ew n y ch sieci b ą d ź ta b lic a z J za w ie ra in fo rm ac je o sieciach , o k tó ry c h K n ie p o sia d a ł do tej p o ry z a p is u , b ą d ź jeśli I\ kierow ał d a ta g r a m y do p ew n y ch sieci p o p rzez ro u te r J i o d leg ło ść m ięd zy J a ty m i sieciam i u le g ła zm ian ie, w ówczas r o u te r K z m ie n ia i u z u p e łn ia z ap is w sw ojej ta b lic y . N a ry s.4 p rz e d s ta w iono p rz y k ła d ta b lic y ro u tin g u ro u te r a K i in fo rm a c ję n ie z b ę d n ą do je j u a k tu a ln ie n ia n a d e s ła n ą z r o u te r a J .
Sieć d ocelow a O dległość T ra sa
Sieć 1 0 b ezp o śred n io
Sieć 2 0 b e z p o śre d n io
Sieć 4 8 przez ro u te r R
Sieć 17 5 przez r o u te r M
Sieć 24 6 p rzez r o u te r J
Sieć 30 2 p rz e z r o u te r Q
Sieć 42 2 p rzez r o u te r J
S ieć docelow a O dległość
Sieć 1 2
—»Sieć 4 3
Sieć 17 6
—♦Sieć 21 4
Sieć 24 5
Sieć 30 9
—♦Sieć 42 3
(a) (b)
Rys. 4. S tan tablicy ro u te ra K (a) oraz nadesłana z ro u te ra J inform acja (b) m ająca posłużyć K do u aktualnienia tras. Pozycje oznaczone strzałk ą zo stan ą wyko - rzystane do zmiany istniejących zapisów bądź zostaną dodane jako nowe w tablicy ro u te ra K
Fig. 4. An existing route table for ro u ter K (a), and an incom ing routing u p d a te me - ssage from router J . T he m arked entries will be used to u p d a te existing entries or add new entries to K ' s table
Jeśli w ta b lic y ro u te r a J fig u ru je o d leg ło ść N , to K a k tu a liz u je sw o ją ta b lic ę z a p is u ją c o dległość N + 1 . T e rm in v e c to r-d ista n c e w yw odzi się z fa k tu , że okresow o p ro p ag o w an e in fo rm ac je o d ro g a c h s k ła d a ją się z p a r (V, D ) , g d z ie V id e n ty fik u je cel, a D o d ległość do niego.
M im o, iż a lg o ry tm te n je s t ła tw y d o im p le m e n ta c ji, m a p e w n e s ła b e stro n y . W śro d o w isku s ta b iln y m in fo rm a c je o d ro g ach p ro p a g o w a n e s ą m ię d z y w sz y stk im i ro u te ra m i w
258 G . K ow alczyk sieci. G d y s ta n sieci g w a łto w n ie się zm ien i (n p . a w a ria pew nych p o łą c z e ń ), to in fo rm ac ja o ta k im z d a rz e n iu ro z p rz e strz e n i się wolno po sieci i przez p ew ien czas is tn ie je możliw ość b łęd n eg o k ie ro w a n ia p a k ie tó w w sk u te k tego, że ro u te ry b ę d ą p o s ia d a ły n ie p o p ra w n e in
fo rm acje o d ro g ach w sieci.
3 .1 .2 . R o u t i n g I n f o r m a t i o n P r o t o c o l ( R I P )
J e d n ą z n a jb a rd z ie j z n a n y c h , zm odyfikow anych im p le m e n ta c ji a lg o ry tm u ve ctor-di- stance je s t p ro to k ó ł z n a n y ja k o R IP (w n ie k tó ry c h im p le m e n ta c ja c h u n ix o w y ch w y stęp u je p o d n azw ą routed). P ro to k ó ł te n a n g a ż u je do p ra c y n a d w y z n a c z a n ie m d ró g w sieci i u tr z y m a n ie m ich p o p ra w n o śc i w szy stk ie p ra c u ją c e w sieci m a s z y n y (h o s ty i ro u te ry ).
R o u te ry p r a c u ją w tr y b ie a k ty w n y m - co o zn acza, że w y sy ła ją i o d b ie r a ją ro zg łaszan e in fo rm a c je o d ro g a c h , a h o s ty w tr y b ie p a sy w n y m - je d y n ie o d b ie r a ją in fo rm a c je w y sy łan e przez ro u te ry . R o u te ry ro z g ła sz a ją kopie sw oich ta b lic ro u tin g u s ta n d a rd o w o co 30 s.
P rz y ję to , że o d le g ło ść m ię d z y ro u te ra m i p rzy łą c z o n y m i do te j sa m e j sieci fizycznej wynosi 1, jeśli o d d z ie la je je d e n ro u te r p o śre d n ic z ą c y 2, itd . W sz y s tk ie k o m p u te ry o c z e k u ją na ro z g ła sz a n e in fo rm a c je o d ro g a c h i n a ich p o d sta w ie a k tu a liz u ją z a w a rto ś ć sw ych ta b lic ro u tin g u . R o u te ry do ro z p ro w a d z e n ia ta b lic ro u tin g u w y k o rz y s tu ją fizyczny b ro a d c a s t.
_____ /Yeti
Rys. 5. W prow adzenie ro u te ra Rb tworzy nową, altern aty w n ą drogę pom iędzy sie
ciam i 2 i 3. O program ow anie realizujące routing powinno w przypadku u- szkodzenia ro u te ra R2 szybko zaadoptow ać się do nowej sytuacji i kierować pakiety na a ltern aty w n ą drogę
Fig. 5. T h e addition of ro u te r Rb introduces an a ltern ate p ath between netw orks 2 and 3. R outing softw are can quickly ad ap t to failure of one ro u te r and a u to m atically switch routes to the a ltern ate p ath
R o z g ła s z a n a p rzez r o u te ry w iad o m o ść zaw iera p a ry : a d re s sieci i o d le g ło ść d o te j sieci.
W y k o rz y s ty w a n ie ja k o m ia ry o d leg ło ści liczby o p a rte j n a ilości ro u te ró w n a d a n e j drodze n ie p ro w ad zi zaw sze do w y z n a c z e n ia o p ty m a ln e j dro g i. P rz y k ła d o w o d ro g a p o p rz e z trzy ro u te ry p o łą c z o n e sz y b k ą siecią ty p u E th e r n e t b ęd zie e fe k ty w n ie js z a o d d rogi poprzez d w a ro u te ry p o łą c z o n e lin ią te lefo n iczn ą, lecz R IP sk ie ru je p a k ie ty n a tę d r u g ą tra sę .
W sz y s tk ie m a s z y n y w sp ó łp ra c u ją c e w ra m a c h p ro to k o łu R IP o d b ie r a ją ro zg łaszan e w iad o m o ści o d ro g a c h i wg re g u ły o p isan ej w p. 3.1.1 a k tu a liz u ją sw oje ta b lic e ro u tin g u . N a p o w y ższy m ry s u n k u r o u te r R l b ę d z ie ro zg łaszał n a sieć 2 w ia d o m o ść z a w ie ra ją c ą parę (1 ,1 ) , co o z n a c z a , że o siąg a sieć 1 po koszcie 1. R o u te ry R 2 i R 5 o d b io r ą tę in fo rm a c ję i w
W v b ra n e z a g a d n ie n ia ro u tin g u 259 sw oich ta b lic a c h ro u tin g u w p ro w ad zą zap is o d ro d z e do sieci 1 przez ro u te r i i i z k osztem 2. N a stę p n ie ro u te ry te ro zg ło szą w sieci p o sia d a n e in fo rm a c je o d ro g a c h , w łączając p arę
( L 2 ) - . . '
P ro to k ó ł R IP w p ro w ad za w iele m echanizm ów p o p ra w ia ją c y c h fu n k cjo n o w an ie algo
ry tm u vector-d ista nce. R o u te r m usi u trz y m y w a ć zap is o d ro d z e do d a n e j sieci, aż nie n ad ejd z ie in fo rm a c ja o k ró tszej d ro d z e do tej sieci. Z a p o b ie g a to o scy lacjo m p o m ięd zy dw o m a b ą d ź w iększą liczb ą d ró g o tej sam ej długości.
K o lejn y m zag ro żen iem s ą tzw . z a p ę tle n ia drogi p a k ie tu (routing loops) p o leg ające na cyklicznym o biegu p a k ie tu n a d ro d z e p o m ięd zy d w o m a ro u te ra m i.
By z a p o b ie c n ie sta b iln o śc i a lg o ry tm u , n ależ y o g ran iczy ć m a k s y m a ln ą w a rto ść licznika odległości - w im p le m e n ta c ji p ro to k o łu o g ran iczo n o do 16, co je d n o c z e śn ie p o w o d u je jego n ie p rz y d a tn o ś ć w d u ż y c h sieciach o w ielu ro u te ra c h .
Jeszcze je d n y m p ro b le m e m w y n ik ając y m z a lg o ry tm u v e c to r-d ista n c e je s t p ro b lem pow olnej zbieżności. W w y p a d k u zm ian y konfiguracji d ró g w sieci in fo rm a c ja o ty m fak
cie ro z p rz e s trz e n ia się p o sieci w olno i p rzez d łu ż sz y czas od m o m e n tu z a is tn ie n ia zm ian y ro u te ry i h o sty p o siad ać b ę d ą n ie p o p ra w n ą in fo rm ac ję o tra s a c h . W y b ó r niew ielkiej wa
rtości m a k sy m a ln e j liczn ik a odległości p o m a g a o g ran iczy ć p ro b le m , lecz n ie usu w a go całkow icie. N ależy d o d a ć , że o d ległość ró w n a 16 ozn acza, że do celu je s t "n iesk o ń cze
nie d ale k o ” , tz n . że lic z b a p o śred n iczący ch ro u te ró w je s t w ięk sza niż 15, b ą d ź cel je s t nieosiągalny z in n y ch p rzy czy n .
C hw ilow a n ie p o p ra w n o ść zaw arto ści ta b lic ro u tin g u je s t nie do u n ik n ię c ia . B y zro zu m ieć te n p ro b le m , ro z p a trz m y p rz y p a d e k p rz e d s ta w io n y n a ry s .6 .
N e t . 1
N e t . 1
(a)
R l R 2- ■ R3
(b)
Rys. 6. Problem powolnej zbieżności. D roga do sieci 1 wiedzie poprzez trzy ro u te
ry (a). Połączenie z siecią 1 ulega przerw aniu (b) i router R2 pow oduje za- pętlenie drogi pakietu, rozgłaszając inform ację o ciągłym istnieniu połącze
nia
Fig. 6. T he slow convergence problem . In (a) three routers each have a ro u te to n et
work I. In (b) the connection to netw ork 1 has vanished, but R2 causes a loop by advertising it
R o u te r R l je s t b e z p o śre d n io p o łącz o n y z siecią 1 i ro z g ła sz a p a rę ( 1 ,1 ) , ro u te r R 2 o d b ie ra tę in fo rm a c ję , u m ieszcza w sw ojej ta b lic y z a p is ( 1 ,2 ) , a n a s tę p n ie ro zg łasza j ą . R o u te r R3 p o d o b n ie , z ty m że z a p is u je i ro z g ła sz a p a rę (1 ,3 ).
W p rz y p a d k u p rz e rw a n ia p o łą c z e n ia p o m ię d z y siecią 1 a R l , ro u te r R l zm ieni w
260 G . K ow alczyk swej ta b lic y z a p is o odległości do tej sieci, u m ieszczając w a rto ś ć 16 (n iesk o ń czo n o ść) i w n a jb liż sz y m c y k lu ro z g ła sz a n ia w yśle ta k ą in fo rm a c ję w k ie ru n k u R2.
J e d n a k ż e w ra z ie , g d y b y p ro to k ó ł n ie p o sia d a ł d o d a tk o w y c h m ech a n izm ó w zap o b ie
g ając y ch n e g a ty w n y m sk u tk o m tak ieg o w y p a d k u , m o g łoby się z d a rz y ć , że in n y z ro u te rów ro z g ło siłb y in fo rm a c ję o d ro d z e do sieci 1, w y p rz e d z a ją c w tej czy n n o ści ro u te r R l . Z ałóżm y, że r o u te r R 2 ro zg ło sił in fo rm a c je o d ro g ach k ró tk o po p rz e rw a n iu łą c z a m iędzy R l a siecią 1, z a n im d o k o n ał tego ro u te r R l . W ów czas R l po o d e b ra n iu in fo rm ac ji z R2 um ieści w sw ojej ta b lic y ro u tin g u zap is o d ro d z e do sieci 1 w iodącej p rz e z ro u te r R 2 po koszcie 3 (2 m ięd zy R 2 a sie c ią 1 i d o d atk o w o 1 m ięd zy R 2 a R l ) . Je ś li R 2 o d b ie rz e d ata- g ra m sk iero w an y do sieci 1, p rz e śle go do R l a te n p o n o w n ie w yśle go d o R 2. D a ta g ra m b ęd zie w te n sp o só b oscylow ał, aż w arto ść w po lu t i m e - t o - l i v e o sią g n ie zero (zaw arto ść teg o p o la je s t d e k re m e n to w a n a p rzy p rzejściu przez ro u te r) i d a ta g r a m z o s ta n ie usunięty.
S ta n ta k i b ę d z ie u trz y m y w a ł się stosunkow o d łu g o . P o n a s tę p n y m c y k lu ro zg łaszan ia R 2 o d n o tu je d ro g ę do sieci 1 p rzez R l po koszcie 4, o k tó re j n a s tę p n ie p o in fo rm u je R l , te n zp isze so b ie d ro g ę d o sieci 1 p rzez R 2 po koszcie 5 itd ., aż m ia ra o d leg ło ści osiągnie w a rto ść 16, w ów czas r o u te ry stw ie rd z ą , że sieć 1 je s t n ieo siąg aln a.
B y z a p o b ie c ta k im p rz y p a d k o m . R IP d y sp o n u je te c h n ik ą n o sz ą c ą n azw ę sp lit hori- zon update. R o u te r z a p a m ię tu je , k tó ry m z in terfe jsó w sieciow ych o tr z y m a ł inform ację o d a n e j d ro d z e i g d y p o d e jm ie ro zg łaszan ie in fo rm ac ji z w łasn ej ta b lic y ro u tin g u , nie w yśle in fo rm a c ji o d ro d z e p o p rz e z te n z interfejsów , p rzez k tó r y j ą o tr z y m a ł. W racając do p o p rz e d n ie g o p rz y k ła d u R 2 nie p rześle do R l p a ry (1 ,2 ), w ięc p o c h o d z ą c a o d R l in fo rm a c ja (1,16) z o s ta n ie w k ró tk im czasie d o s ta rc z o n a w sz y stk im ro u te ro m w sieci.
J e d n a k ż e te c h n ik a t a n ie je s t w y sta rc z a ją c a . G dy sieć p ra c u je p ra w id ło w o , jeśli ro u te r ro z g ła sz a in fo rm a c ję o k ró tk ie j d ro d ze, w szy stk ie r o u te ry z a u w a ż ą te n fa k t szy b k o . Jeśli je d n a k ro u te r z a p rz e s ta n ie ro z g ła sz a n ia , wówczas p o z o s ta łe r o u te ry m u s z ą o d czek ać u sta lony o d c in e k czasu (t im e o u t) , b y u z n a ć niew ażność d ró g w io d ący ch p rz e z te n ro u te r. Może je d n a k z d a rz y ć się, że p o u p ły w ie timeout'w ro u te r d o s ta n ie in fo rm a c ję o a lte rn a ty w n e j d ro d z e do sieci, d o k tó re j p o łą c z e n ie u tr a c ił, je d n a k ż e n ie m o że on w iedzieć, czy ” now a”
d ro g a n ie m a o d cin k ó w w sp ó ln y ch ze ’’s t a r ą ” i czy w szczególności w sp ó ln y m o d cin k iem nie je s t o d c in e k uszkodzony. D o ta tk o w y m e c h a n iz m m a ją c y p o m ó c w ro z w ią z a n iu p ro b lem ów te g o ro d z a ju nosi n azw ę hołd down period. N a k a z u je on ro u te ro m ignorow ać przez u s ta lo n y o k re s c zasu (ty p o w o 60 s) w szelkie p o m y śln e in fo rm a c je o d ro g a c h d o sieci, o k tó re j o tr z y m a ły w cześniej in fo rm ac je, że je s t n ieo siąg aln a. N e g a ty w n y m e fe k te m takiego ro z w ią z a n ia je s t fa k t u tr z y m y w a n ia z a p ę tle n ia d ró g (jeśli w y s tą p i) p rz e z c a ły te n okres.
K o lejn y m e c h a n iz m p o le g a n a ty m , że ro u te r, k tó ry o tr z y m a ł in fo rm a c ję o u tr a c ie połącz- n ia z p e w n ą siecią, m a n a ty c h m ia s t p rz y s tą p ić do ro z g ła sz a n ia , n ie czek ając, aż n ad ejd z ie chw ila w y n ik a ją c a z n o rm a ln e g o c y k lu ro zg łaszan ia.
W sz y s tk ie te te c h n ik i p o m a g a ją rozw iązać p ew n e p ro b lem y , w p ro w a d z a ją je d n a k inne.
N a p rz y k ła d je śli w ięk sza lic z b a ro u teró w p o łą c z o n a je s t t ą s a m ą sie c ią fizy czn ą i jeśli je d e n z n ich rozgłosi in fo rm a c ję o u tra c ie p o łą c z e n ia z p e w n ą siecią, w ym usi to n a pozo
s ta ły c h o d p o w ie d n ią z m ia n ę w ta b lic a c h ro u tin g u i n a ty c h m ia s to w e ro z g ło szen ie poprzez w sp ó ln ą sieć. Je ś li d ru g a r u n d a ro z g ła sz a n ia sp o w o d u je z m ia n y w ta b lic a c h kolejnych ro u te ró w , m o ż e w yw ołać to k o lejn ą falę ro zg łaszan ia.
W y k o rz y s ty w a n ie fizycznego ro z g ła sz a n ia , m ożliw ość p o w s ta w a n ia z a p ę tle ri, m echa
n izm hołd dow n m o g ą sp o w o d o w ać, że w sieciach ro zleg ły ch R IP s ta n ie się nieefektyw ny.
W y b ra n e z a g a d n ie n ia ro u tin g u 261
O b c ią ż e n ie sieci ro z g ła sz a n y m i p rzez ro u te ry in fo rm a c ja m i b ęd zie ro sło w raz ze w zro stem liczby ro u te ró w . R ów nież za g ro ż e n ie z a p ę tle n ia m i w w y p a d k u kanałów tra n sm isy jn y c h o m ałej p rzep u sto w o ści rodzi m ożliw ość n a sy c e n ia łą c z a k rą ż ą c y m i p a k ie ta m i, u n iem o żli
w iając ro u te ro m w y m ian ę in fo rm ac ji koniecznych do p rz e rw a n ia ty c h p ętli.
3 .1 .3 . P r o t o k ó ł H e lło
P ro to k ó ł H elło b a z u je n a a lg o ry tm ie vector-d ista nce, je d n a k ż e w y k o rzy stu je jak o m ia ry o d leg ło ści w arto ści o p ó źn ień w noszonych przez sieć n a poszczególnych drogach.
P ro to k ó ł te n w y k o n u je d w ie funkcje: sy n c h ro n iz u je zeg ary p o m ię d z y w sp ó łp racu jący m i m a sz y n a m i i u m o ż liw ia każdej z m asz y n w y zn aczen ie n a jk ró tsz y c h dróg. K a ż d a z m aszyn u trz y m u je ta b lic ę z p rz y b liżo n y m i w sk azan iam i zegarów sy stem o w y ch są siad u jąc y ch z n ią m a s z y n . W k ażd y m z tra n sm ito w a n y c h p ak ietó w k o m p u te r u m ieszcza a k tu a ln ą w ar
tość sw ojego z e g a ra . N a p o d sta w ie tej w arto ści o ra z zaw arto ści ta b lic y o d b io rc a w ylicza bieżące o p ó ź n ie n ie n a łą c z u . O kresow o m a s z y n y u a k tu a ln ia ją w sw ych ta b lic a c h zapisy w skazań zegarów sąsiadów . R o u te ry co pew ien u s ta lo n y czas w y sy ła ją do sw ych sąsiadów ta b lic e z a w ie ra ją c e p rz y b liż o n e w arto ści o p ó źn ień n a d ro g ach do w szystkich p o z o sta ły c h ro u te ró w . P rz y p u ś ć m y , że m a s z y n a A w y sy ła d o m a s z y n y B ta b lic ę za w ie ra ją c ą a d re sy sieci i w a rto śc i o p ó ź n ie ń n a d ro g ach do nich. R o u te r B p o ró w n u je zaw arto ść swojej ta b licy z w a rto ś c ia m i n a d e s ła n y m i p rzez A. Jeśli d o ty c h c z a s z a p is a n a w arto ść o p ó ź n ie n ia n a d ro d z e z B do D je s t w ięk sza niż w a rto ść o p ó ź n ie n ia z A do D pow iększonego o o p ó źn ie
nie m ię d z y B a A , to B z m ie n ia z ap is w ta b lic y ro u tin g u i b ęd zie p rz e sy ła ć d a ta g r a m y k iero w an e do D p o p rzez A.
J a k k aż d y a lg o ry tm ro u tin g u , H ello nie m oże zm ie n ia ć tr a s z b y t szybko, m oże sp o w odow ać to n ie s ta b iln o ść p ro w a d z ą c ą do o scy lacji d w u sta n o w y c h . O scy lacje te p o leg ają n a cy k lic z n y m w łą c z a n iu i w y łą c z a n iu o b c ią ż e n ia d a ta g r a m a m i p ew nego o d c in k a drogi.
R o u te r z n a jd u je n a jm n ie j o b c ią ż o n ą , d a ją c ą n a jm n ie jsz e o p ó ź n ie n ia d ro g ę do pew nego celu i k ie ru je n a n ią d u ż ą liczbę d a ta g ra m ó w , czy m p o w o d u je z n aczn y w zro st o b ciąż e
n ia drogi i w z ro st o p ó ź n ie n ia . G d y w y k ry w a te n fa k t, p rz e łą c z a c a le o b ciąż en ie n a in n ą, a lte r n a ty w n ą d ro g ę, o d c ią ż a ją c d o ty ch cz aso w ą, k tó r a p o n o w n ie s ta je się d ro g ą w noszącą n a jm n ie jsz e o p ó ź n ie n ia , w ięc ro u te r znów k ieru je n a n ią d a ta g r a m y itd . By z a p o b ie c t a kiem u z ja w is k u , im p le m e n ta c je H ello p o z w a la ją n a z m ia n ę d otychczasow ej drogi n a now ą, jeśli ró ż n ic a w o p ó ź n ie n ia c h je s t d o s ta te c z n ie d u ża.
3 .2 . P r o to k ó ł S P F
A lte r n a ty w n ą g r u p ą p ro to k o łó w d la pro to k o łó w o p a rty c h n a a lg o ry tm ie ve cto r-d ista - nce s ą p ro to k o ły w y k o rz y stu ją c e a lg o ry tm z n a n y ja k o S h o r t e s ł P ath First (S P F ) . K a ż d a z w s p ó łp ra c u ją c y c h w ra m a c h ta k ie g o p ro to k o łu m a s z y n m usi p o sia d a ć k o m p le tn ą in fo rm ację o to p o lo g ii sieci, w p o sta c i m a p y u k azu jącej w szy stk ie ro u te ry i p o łą c z e n ia m ięd zy n im i. W fo rm ie a b s tra k c y jn e j m o ż n a p rz e d s ta w ić sieć ja k o g ra f, w k tó r y m w ierz
chołki o d p o w ia d a ją ro u te ro m , a k raw ęd zie p o łą c z e n io m m ięd zy ro u te ra m i. W ierzchołki p o łą c z o n e s ą k ra w ę d z ią ty lk o w tedy, g d y m ię d z y o d p o w ia d a ją c y m i im ro u te ra m i is tn ie je fizyczne p o łą c z e n ie .
Z a m ia s t p rz e s y ła ć m ię d z y ro u te ra m i in fo rm a c je o w szy stk ich m ożliw ych d ro g a c h , ro
262 G . K ow alczyk u te r y re a liz u ją c e S P F w y k o n u ją je d y n ie d w a z a d a n ia . P ierw sze, to a k ty w n a k o n tro la s ta tu s u są s ia d u ją c y c h ro u teró w , a d ru g ie - okresow e ro z e sła n ie r a p o r tu o s t a tu s i e sąsiednich ro u teró w do w szy stk ich p o z o sta ły c h ro u teró w w sieci.
By sk o n tro lo w ać s t a tu s sąsied n ieg o ro u te ra , ro u te r okresow o w y sy ła do niego d a ta g ra m z z a p y ta n ie m , czy p ra c u je i jeśli o tr z y m a o d p o w ied ź p o z y ty w n ą , o z n a c z a połącze
nie ja k o p o p ra w n e , a w w y p a d k u odpow iedzi n eg aty w n ej - ja k o p rz e rw a n e . W p ra k ty c e , by z a p o b ie c o scy lacjo m s ta n u p o łą c z e n ia m ięd zy s ta n a m i "popraw ne"’ a "p rz e rw a n e " , p o łą c z e n ie p rz y jm u je się ja k o p o p ra w n e w p rz y p a d k u g dy m n a n d a ta g r a m ó w z z a p y ta n iem o s t a tu s s ą s ia d a d a o d p o w ied ź p o zy ty w n ą. K ażd y r o u te r okresow o w y sy ła ra p o r t o s ta tu s ie p o łą c z e ń do p o z o sta ły c h ro u teró w . Jeśli sieć n ie u m o żliw ia ro z g ła sz a n ia , ra p o rt w y sy ła n y je s t z w y k o rz y sta n ie m p o łącz eń d w u p u n k to w y c h . G dy ro u te r o d b ie rz e ra p o rt od innego ro u te ra , a k tu a liz u je sw oją m a p ę p o łącz eń i w y z n a c z a o p ty m a ln e d rogi do wszy
stk ic h sieci d o celow ych, w y k o rz y stu ją c algorytm wyboru najkr ó tsz ej drogi D ijks tra y.
G łó w n ą z a le tą p ro to k o łó w w y k o rz y stu ją c y c h a lg o ry tm S P F je s t fa k t, że k ażd y z ucze
stn ic z ą c y c h k o m p u te ró w w y zn acza o p ty m a ln ą d ro g ę sam , o p ie ra ją c się n a ty c h sam ych bazow ych in fo rm a c ja c h , co r e s z ta m aszy n w sieci.o ra z niew ielka o b ję to ść w ym ien ian y ch m ięd zy ro u te ra m i d a n y c h ,n ie p o w o d u ją c a zn aczn eg o w zro stu o b c ią ż e n ia sieci.
M im o z a le t tego p ro to k o łu je s t on stosunkow o rz a d k o w y k o rz y sty w a n y w p rak ty ce.
J e d n a z jeg o p ierw szy ch im p le m e n ta c ji z o s ta ła w y k o rz y sta n a w sieci A R P A N E T , obecnie m o ż n a s p o tk a ć im p le m e n ta c ję a lg o ry tm u S P F w p ro to k o le o n azw ie O S P F (O p e n SPF).
P ro tk ó l O S P F u m o żliw ia lepsze w y k o rz y sta n ie m ożliw ości, ja k ie d a je sieć IP . P ozw ala on b o w iem n a w y ró żn ien ie o d rę b n y c h dróg d la d a ta g ra m ó w w y m a g a ją c y c h ró żn y ch ty pów o b słu g i (n p . tr a n s m is ja d ro g ą o n a jm n ie jsz y m o p ó ź n ie n iu lu b tr a n s m is ja d ro g ą o n ajw ięk szej p rz e p u sto w o śc i). O S P F p rzy w y b o rze d rogi o p ie r a się n ie ty lk o n a adresie d o celo w y m d a ta g r a m u , lecz ta k ż e n a z a w a rty m w s tr u k tu r z e każdego d a ta g r a m u polu type o f service. W p rz y p a d k u is tn ie n ia w ielu d róg w io d ący ch d o teg o sam eg o celu o ty m s a m y m koszcie, O S P F p o tra fi ro zło ży ć ró w n o m iern ie o b c ią ż e n ie ty ch p o łą c z e ń . U m ożli
w ia on p o d z ia ł całej sieci n a o b szary , k tó ry c h to p o lo g ia p o z o sta je u k r y t a d la p o zo stałej części sieci, u ła tw ia ją c w te n sp o só b z a rz ą d z a n ie i z m n ie js z a ją c ilość w y m ie n ia n e j m iędzy r o u te ra m i in fo rm a c ji. M ożliw a je s t ta k ż e k o n tro la w iary g o d n o ści w y m ien ian ej inform acji o d ro g ach . E lim in u je to z w s p ó łp ra c y ro u te ry a d m in is tro w a n e p rz e z n ieu p o w ażn io n y ch n ad zo rcó w , m o g ące zd ezo rg an izo w ać p ra c ę sieci. W p ro w a d z o n e z o s ta ły ta k ż e m ech a n izm y u m o żliw iające w sp ó łp ra c ę w ra m a c h sieci w ielo d o stęp n y ch (n p . E th e r n e t) . J a k wcześniej o p isa n o , S P F o p ie ra ł się n a grafie, w k tó ry m d w a są sie d n ie w ierzchołki o d p o w ia d a ły rou
te ro m p o łą c z o n y m siecią fizyczną, a każdy z ro u teró w okresow o p rz e p y ty w a ł są sia d u ją c e r o u te ry o ich s ta tu s . Je ś li K ro u te ró w p rz y łączo n y ch je s t d o sieci E th e r n e t, wówczas z o s ta n ie ro zg ło szo n y ch K 2 z a p y ta ń o s ta tu s . P ro to k ó ł O S P F m in im a liz u je ro zg łasza
nie, p o z w a la ją c n a w y zn aczen ie ro u te ra , k tó ry w im ie n iu p o z o s ta ły c h ro z g ła sz a sta tu s p o łą c z e n ia .
B y z a p e w n ić w ięk szą e la sty czn o ść, O S P F p o zw ala a d m in is tra to ro m n a o p is a n ie to p o logii w irtu a ln e j, u m o żliw iając w p ro w ad zen ie w irtu a ln e g o p o łą c z e n ia p o m ię d z y ro u te ra m i, m ięd zy k tó r y m i nie is tn ie je b e z p o śre d n ie fizyczne p o łącz en ie.
4 . P o d s u m o w a n ie
W y b ra n e z a g a d n ie n ia ro u tin g » . . . 263
Pow yższe om ó w ien ie nie w y czerp u je, oczyw iście, p ro b le m a ty k i ro u tin g u w sieciach T C P / I P . P rz e d s ta w io n e je d n a k z a g a d n ie n ia p o z w a la ją n a p ew n e z o rie n to w a n ie się w te m a ty c e . J a k m o ż n a by ło zau w aży ć, d la p o p raw n eg o fu n k cjo n o w an ia sieci o ra z p ełn eg o w y
k o rz y s ta n ia je j m ożliw ości te c h n ic z n y c h d u ż e zn aczen ie m a sp o só b , szy b k o ść i p o p raw n o ść w y z n aczen ia drogi d a ta g ra m ó w w sieci. W e n ą trz m a ły c h , rz a d k o rekonfigtirow anych sieci m ożliw e je s t u sta w ie n ie s ta ły c h tr a s d a ta g ra m ó w . d o k o n y w an e m a n u a ln ie p rz e z ad m in i- s ta r a to r a sieci p o d czas je j z e sta w ia n ia . W raz ze w zro stem liczby k o m p u te ró w w sp ó łp ra cu jąc y ch p o p rzez sieć, a szczególnie p rzy rosnącej liczbie p o łą c z e ń p o m ię d z y ro u te ra m i, z a g a d n ie n ie k o m p lik u je się. P rz e d s ta w io n e w a rty k u le p ro to k o ły u m o ż liw ia ją a u to m a ty cz n ą in ic ja liz a c ję i u trz y m y w a n ie ta b lic ro u tin g u . N ajszerzej p rz e d s ta w io n y z o sta ł p ro tokół R IP . ja k o najczęściej sp o ty k an y . O b arczo n y je s t on w ielo m a n ied o sk o n ało ściam i i m im o iż w za m ie rz e n ia c h jeg o a u to ró w (U n iv e rsity o f C a lifo rn ia ) n ie był p rzezn aczo n y do w y k o rz y sty w a n ia w ro zleg ły ch sieciach o w ielu ro u te ra c h , s ta ł sie b a rd z o p o p u la rn y dzięki ro z p rz e strz e n ie n iu się różn y ch m odyfikacji s y s te m u 4B S D U N IX , w k tó re g o sk ład w chodził rów nież R IP . P o z o sta łe o m ów ione w n in ie jsz y m o p ra c o w a n iu p ro to k o ły s ą m oże d o skonalsze, lecz R IP g ó ru je n a d nim i p o p u la rn o śc ią .
L I T E R A T U R A
[1] D ouglas E . C o m er. In te r n e tw o r k i n g with T C P / I P . P re n tic e - H a ll In te rn a tio n a l 1991.
[2] S un M icro sy stem s. S y s t e m a n d N e tw o r k A d m i n is t r a t io n .
[3] M a rsh a ll T . R ose T h e S im p le B o o k - an In tro d u ctio n to M a n a g e m e n t o f T C P / I P B a s e d In t e r n e ts . P re n tic e - H a ll In te rn a tio n a l 1991.
R e c e n z e n t: D r in ż. A n d rzej K w iecień
W p ły n ę ło d o R ed ak cji 27 w rz e śn ia 1993 r.
A b s tr a c t
T h e T C P / I P n e tw o rk c o n n e c te d by ro u te rs , a n d c o n sists o f m a n y ty p e s o f p h y sical lin k s, is th e b asis to e x c h a n g e I P d a ta g r a m s . In th e p a c k e t s w itc h in g sy s te m s (a s T C P / I P n e tw o rs ), routin g refers to p ro cess o f choosing a p a th o v e r w hich to sen d p a c k e ts, an d ro u t e r refers to c o m p u te r m a k in g su ch a chois. R o u te r ’s so ftw are, id eally , w ould e sta b lish
264 G . K ow alczyk a n d m a in ta in se t o f ro u te s to all d e s tin a tio n in n etw o rk , a n d e x a m in e n etw o rk load, d a ta g r a m le n g h t o r th e ty p e o f serv ice, w hen se le c tin g th e b e st p a th . T h e a rtic le p resen ts basic m e th o d for e sta b lis h ro u te s Ta b le-D r iven Routing, a n d so m e p ro to c o ls for a u to m a tic in itia tio n a n d u p d a te o f ro u tin g ta b le s. T h e m o s t w idely used p ro to c o l R IP , is based on v e c to r - d is ta n c e a lg o rith m . T h e R IP is 'u s in g a hop count - n u m b e r o f ro u te rs w hich d a ta g r a m m u s t p ass by to reach th e d e s tin a tio n , to m e te r th e d is ta n c e b e tw e e n so u rce an d d e s tin a tio n n etw o rk s. I t cau ses th e R IP n o t scale well w hen p a th s differ in technologies.
S econd p ro to c o l n a m e d H ello, is also b ased on v e c to r -d is ta n c e a lg o r ith m , how ever uses n e tw o rk d e la y in s te a d o f hop count. T h e la s t p ro to c o l d e sc rib e d , is S P F (a n d O S P F ).
T h e S P F scales b e tt e r th a n p ro to co ls b ased on v e c to r -d is ta n c e a lg o r ith m s . I t activ ely te s ts th e s ta tu s o f all n e ig h b o r ro u te rs c o n n e c te d to co m m o n n e tw o rk , a n d p ro p a g a te s th e lin k s ta tu s in fo rm a tio n to all o th e rs ro u te rs. R o u te rs use th is in fo rm a tio n to c o m p u te th e b e st p a th to all d e s tin a tio n s .
