Маршрутизація пакетів - Студопедія
Сутність, цілі та способи маршрутизації. Завдання маршрутизації полягає у виборі маршруту передачі від відправника до одержувачу. Вона має сенс у мережах, де не лише необхідний, а й можливий вибір оптимального чи прийнятного маршруту. Йдеться насамперед про мережі з довільною (комірковою) топологією, в яких реалізується комутація пакетів. Однак у сучасних мережах зі змішаною топологією (зоряно-кільцевою, зірково-шинною, багатосегментною) реально стоїть і вирішується завдання вибору маршруту для передачі кадрів, для чого використовуються відповідні засоби, наприклад, маршрутизатори.
У віртуальних мережах завдання маршрутизації при передачі повідомлення, що розчленовується на пакети, вирішується єдиний раз, коли встановлюється віртуальне з'єднання між відправником та одержувачем. У дейтаграмних мережах, де дані передаються у формі дейтаграм, маршрутизація виконується кожного окремого пакета.
Вибір маршрутів у вузлах зв'язку ТКС здійснюється відповідно до алгоритму (методу) маршрутизації, що реалізується.
Основні цілі маршрутизації полягають у забезпеченні:
• мінімальної затримки пакета під час його передачі від відправника до одержувача;
• максимальної пропускної спроможності мережі, що досягається, зокрема, нівелювання завантаження ліній зв'язку ТКС;
лише сприймають та реалізують результати розв'язання задачі маршрутизації. Таке управління маршрутизацією вразливе до відмов центрального вузла і не відрізняється високою гнучкістю. 2. Розподілена (децентралізована) маршрутизація виконується головним чином у мережах з децентралізованим керуванням. Функції управління маршрутизацією розподілені між вузлами мережі, які мають у своєму розпорядженні відповідними засобами.Розподілена маршрутизація складніша за централізовану, але відрізняється більшою гнучкістю.
3. Змішана маршрутизація характеризується тим, що в ній у певному співвідношенні реалізовані принципи централізованої та розподіленої маршрутизації. До неї відноситься, наприклад, адаптивна гібридна маршрутизація (див. нижче).
Завдання маршрутизації в мережах вирішується за умови, що найкоротший маршрут, що забезпечує передачу пакета за мінімальний час, залежить від топології мережі, пропускної спроможності ліній зв'язку, навантаження лінії зв'язку. Топологія мережі змінюється внаслідок відмов вузлів та ліній зв'язку та частково при розвитку ТКС (підключення нових вузлів та ліній зв'язку). Пропускна здатність ліній зв'язку визначається типом передавального середовища і залежить від рівня шумів та параметрів апаратури, що обслуговує лінії. Найбільш динамічним фактором є навантаження на лінії зв'язку, що змінюється досить швидко і в важко прогнозованому напрямку.
Для вибору оптимального маршруту кожен вузол зв'язку повинен мати інформацію про стан ТКС в цілому — всіх інших вузлів та ліній зв'язку. Дані про поточну топологію мережі та пропускну спроможність ліній зв'язку надаються вузлам без труднощів. Однак немає способу точного передбачення стану навантаження в мережі. Тому при вирішенні задачі маршрутизації можуть використовуватися дані про стан навантаження, що запізнюються (через кінцеву швидкість передачі інформації) стосовно моменту прийняття рішення про направлення передачі пакетів. Отже, завжди алгоритми маршрутизації виконуються за умов невизначеності поточного і майбутнього станів ТКС.
Ефективність алгоритмів маршрутизації оцінюється такими показниками:
• навантаженням на мережу, яка при реалізації даногоалгоритму створюється потоками пакетів, що розподіляються лініями і вузлами мережі. Кількісна оцінка навантаження здійснюється довжиною черг пакетів у вузлах;
• витратами ресурсів у вузлах зв'язку (часом роботи комунікаційної ЕОМ, ємністю пам'яті). Чинники, що знижують ефективність алгоритмів маршрутизації:
• передача пакета у вузол зв'язку, що знаходиться під високим навантаженням;
лише сприймають та реалізують результати розв'язання задачі маршрутизації. Таке управління маршрутизацією вразливе до відмов центрального вузла і не відрізняється високою гнучкістю. 2. Розподілена (децентралізована) маршрутизація виконується головним чином у мережах з децентралізованим керуванням. Функції управління маршрутизацією розподілені між вузлами мережі, які мають у своєму розпорядженні відповідними засобами. Розподілена маршрутизація складніша за централізовану, але відрізняється більшою гнучкістю.
3. Змішана маршрутизація характеризується тим, що в ній у певному співвідношенні реалізовані принципи централізованої та розподіленої маршрутизації. До неї відноситься, наприклад, адаптивна гібридна маршрутизація (див. нижче).
Завдання маршрутизації в мережах вирішується за умови, що найкоротший маршрут, що забезпечує передачу пакета за мінімальний час, залежить від топології мережі, пропускної спроможності ліній зв'язку, навантаження лінії зв'язку. Топологія мережі змінюється внаслідок відмов вузлів та ліній зв'язку та частково при розвитку ТКС (підключення нових вузлів та ліній зв'язку). Пропускна здатність ліній зв'язку визначається типом передавального середовища і залежить від рівня шумів та параметрів апаратури, що обслуговує лінії. Найбільш динамічним фактором є навантаження на лінії зв'язку, що змінюється досить швидко і в важко прогнозованому напрямку.
Для вибору оптимального маршруту кожен вузол зв'язку повинен мати інформацію про стан ТКС в цілому — всіх інших вузлів та ліній зв'язку. Дані про поточну топологію мережі та пропускну спроможність ліній зв'язку надаються вузлам без труднощів. Однак немає способу точного передбачення стану навантаження в мережі. Тому при вирішенні задачі маршрутизації можуть використовуватися дані про стан навантаження, що запізнюються (через кінцеву швидкість передачі інформації) стосовно моменту прийняття рішення про направлення передачі пакетів. Отже, завжди алгоритми маршрутизації виконуються за умов невизначеності поточного і майбутнього станів ТКС.
Ефективність алгоритмів маршрутизації оцінюється такими показниками:
• навантаженням на мережу, яка при реалізації даного алгоритму створюється потоками пакетів, що розподіляються лініями та вузлами мережі. Кількісна оцінка навантаження здійснюється довжиною черг пакетів у вузлах;
• витратами ресурсів у вузлах зв'язку (часом роботи комунікаційної ЕОМ, ємністю пам'яті). Чинники, що знижують ефективність алгоритмів маршрутизації:
• передача пакета у вузол зв'язку, що знаходиться під високим навантаженням;
лише сприймають та реалізують результати розв'язання задачі маршрутизації. Таке управління маршрутизацією вразливе до відмов центрального вузла і не відрізняється високою гнучкістю. 2. Розподілена (децентралізована) маршрутизація виконується головним чином у мережах з децентралізованим керуванням. Функції управління маршрутизацією розподілені між вузлами мережі, які мають у своєму розпорядженні відповідними засобами. Розподілена маршрутизація складніша за централізовану, але відрізняється більшою гнучкістю.
3. Змішана маршрутизація характеризуєтьсятим, що в ній у певному співвідношенні реалізовано принципи централізованої та розподіленої маршрутизації. До неї відноситься, наприклад, адаптивна гібридна маршрутизація (див. нижче).
Завдання маршрутизації в мережах вирішується за умови, що найкоротший маршрут, що забезпечує передачу пакета за мінімальний час, залежить від топології мережі, пропускної спроможності ліній зв'язку, навантаження лінії зв'язку. Топологія мережі змінюється внаслідок відмов вузлів та ліній зв'язку та частково при розвитку ТКС (підключення нових вузлів та ліній зв'язку). Пропускна здатність ліній зв'язку визначається типом передавального середовища і залежить від рівня шумів та параметрів апаратури, що обслуговує лінії. Найбільш динамічним фактором є навантаження на лінії зв'язку, що змінюється досить швидко і в важко прогнозованому напрямку.
Для вибору оптимального маршруту кожен вузол зв'язку повинен мати інформацію про стан ТКС в цілому — всіх інших вузлів та ліній зв'язку. Дані про поточну топологію мережі та пропускну спроможність ліній зв'язку надаються вузлам без труднощів. Однак немає способу точного передбачення стану навантаження в мережі. Тому при вирішенні задачі маршрутизації можуть використовуватися дані про стан навантаження, що запізнюються (через кінцеву швидкість передачі інформації) стосовно моменту прийняття рішення про направлення передачі пакетів. Отже, завжди алгоритми маршрутизації виконуються за умов невизначеності поточного і майбутнього станів ТКС.
Ефективність алгоритмів маршрутизації оцінюється такими показниками:
• навантаженням на мережу, яка при реалізації даного алгоритму створюється потоками пакетів, що розподіляються лініями та вузлами мережі. Кількісна оцінка навантаження здійснюється довжиною чергпакетів у вузлах;
• витратами ресурсів у вузлах зв'язку (часом роботи комунікаційної ЕОМ, ємністю пам'яті). Чинники, що знижують ефективність алгоритмів маршрутизації:
• передача пакета у вузол зв'язку, що знаходиться під високим навантаженням;
передача пакета у напрямку, що не призводить до мінімального часу його доставки;
• створення додаткове навантаження за рахунок передачі службової інформації, необхідної для реалізації алгоритму. Методи маршрутизації. Розрізняють три види маршрутизації - просту, фіксовану та адаптивну. Принципова різниця між ними — у міру врахування зміни топології та навантаження мережі під час вирішення завдання вибору маршруту.
Проста маршрутизація відрізняється тим, що при виборі маршруту не враховується зміна топології мережі, ні зміна її стану (навантаження). Вона не забезпечує спрямованої передачі пакетів та має низьку ефективність. Її переваги - простота реалізації алгоритму маршрутизації та забезпечення сталої роботи мережі при виході з ладу окремих її елементів. З цього виду деяке практичне застосування отримали випадкова та лавинна маршрутизація.
Адаптивна маршрутизація відрізняється тим, що ухвалення рішення про направлення передачі пакетів здійснюється з урахуванням зміни як топології, так і навантаження мережі. Існує кілька модифікацій адаптивної маршрутизації, що відрізняються тим, яка саме інформація використовується при виборі маршруту. Набули поширення такі модифікації, як локальна, розподілена, централізована та гібридна адаптивні маршрутизації.
Гібридна адаптивна маршрутизація заснована на використанні таблиць маршрутів, що розсилаються ЦМ вузлам мережі, у поєднанні з аналізом довжини черг у вузлах. Отже, тут реалізуютьсяпринципи централізованої та локальної маршрутизації. Гібридна маршрутизація компенсує недоліки централізованої (маршрути, що формуються центром, є дещо застарілими) та локальною («близорукість» методу) маршрутизації та сприймає їх переваги: маршрути центру відповідають глобальному стану мережі, а облік поточного стану вузла забезпечує своєчасність
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: