Протоколы маршрутизации подуровня формирования ПРИ

Маршрутизация подуровня заполнения таблиц коммутации

МСЭ-Т [11] представил рекомендации для процесса маршрутизации на Ш-ЦСИО: с возможностью эмуляции в ней услуг доставки информации узкополосных ЦСИО (У-ЦСИО); поддерживаемой возможностями системы сигнализации № 7 [14].

Данные рекомендации относятся ко второму подуровню сетевого уровня модели ВОС (Рисунок 4.3).

Поэтапно рассмотрим процесс маршрутизации на Ш-ЦСИО.

Этап: интерфейс пользователь - сеть. Пользователь инициирует запрос услуги посредством соответствующего оконечного оборудования Ш-ЦСИО и посредством этого оконечного оборудования задает следующую информацию.

Для услуг, характерных Ш-ЦСИО:

· подробную информацию по запросу широкополосной услуги (включая дополнительную услугу);

· номер вызываемой стороны;

· номер вызывающей стороны;

· прочую информацию, необходимую для установления соединения.

Для услуг доставки информации У-ЦСИО в режиме КК:

· подробную информацию по запросу узкополосной услуги (включая дополнительную услугу);

· подробную информацию по запросу широкополосной услуги;

· номер вызываемой стороны;

· номер вызывающей стороны;

· прочую информацию, необходимую для установления соединения (включая запрос дополнительной услуги).

Оконечное оборудование преобразует эту информацию в сообщение установления соединения согласно рекомендации Q.2931 [13], которое передается на исходящий коммутатор местных ВК.

Этап: исходящий коммутатор местных ВК. Исходящий коммутатор местных ВК использует:

· характерную для вызова информацию, содержащуюся в сообщении установления соединения согласно рекомендации Q.2931;

· данные профиля индексов абонента в памяти коммутатора;

· информацию, связанную с маршрутизацией и хранимую либо в памяти коммутатора, либо в удаленной базе данных, к которым сделан запрос;

· административные условия и условия окружающей среды

для обработки информации маршрутизации данного конкретного соединения и для использования в последующих коммутаторах ВК в соединении.

Таким образом, исходящий коммутатор местных ВК определяет минимальные ресурсы сети, необходимые для поддержки запроса услуги. Эти параметры транспортируются через сеть посредством подсистемы пользователя

Ш-ЦСИО B-ISUP (B-ISDN User Part) и третьим уровнем подсистемы передачи сообщений MTP-3 (Message Transfer Part)) системы сигнализации № 7.

Этап: транзитные коммутаторы ВК. Каждый транзитный коммутатор ВК будет принимать параметры маршрутизации, генерированные предшествующим коммутатором ВК. Эти параметры будут использоваться в качестве основы соответствующего исходящего маршрута. Кроме того, параметры маршрутизации могут быть дополнительными или модифицированными, например, для включения самых последних данных в историю соединения.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет, достигнут входящий коммутатор местных ВК или не будет отказа в соединении из-за соответствующей ситуации на сети.

Входящее и исходящее адресное сообщение содержит следующие поля параметров, которые могут быть использованы для процессов маршрутизации.

Ш-ЦСИО:

· номер вызываемой стороны;

· категория вызывающей стороны;

· возможность широкополосной доставки информации;

· скорость ячеек;

· счетчик задержек на распространение.

У-ЦСИО в режиме КК:

· номер вызываемой стороны;

· категория вызывающей стороны;

· возможность узкополосной доставки информации;

· возможность широкополосной доставки информации;

· скорость передачи ячеек;

· счетчик задержек на распространение.

Входящее и исходящее начальное адресное сообщение может содержать другие параметры, наличие которых может влиять на выбор маршрута для вызова. Такими параметрами являются:

· номер вызывающей стороны;

· идентификатор национального/международного вызова;

· максимальная транзитная задержка при передаче из конца в конец;

· выбор транзитной сети.

Перечисленные параметры содержат полную сигнальную информацию, необходимую для выполнения маршрутизации в Ш-ЦСИО.

В таблице 6.1 представлен полный перечень информации, необходимой маршрутизации в узлах Ш-ЦСИО.

Протоколы маршрутизации третьего подуровня (Рисунок 4.3) предназначены для формирования ПРИ (таблиц маршрутизации в каждом УК Ш-ЦСИО). Протоколы данного типа собирают и передают по сети служебную информацию, которая размещается в полях данных передающего сообщения ячеек АМП (Рисунок 5.3). Устройства, реализующие данные протоколы получили называние маршрутизаторы.

С точки зрения эталонной модели протоколов Ш-ЦСИО данный подуровень маршрутизации функционирует в плоскости управления (C - plane) с использованием уровня AAL 5-го типа.

Подробный качественный сравнительный анализ методов формирования ПРИ и возможность их применения с учетом специфики сетей связи (методов коммутации, режимов переноса информации, видов информации, требований пользователей к качеству обслуживания, размерности сети и т.д.) проведен в главах 2 и 4 данного пособия.

Рассмотрим протоколы третьего подуровня маршрутизации, получившие на сегодняшний день наибольшее распространение среди фирм разработчиков сетевого оборудования.

Как правило, это динамические методы (Рисунок 4.1), которые можно разделить на две группы:

· дистанционно-векторные алгоритмы (Distance Vector Algorithms (DVA));

· алгоритмы состояния связей (Link State Algorithms (LSA)).

Наибольшее распространение среди протоколов, использующих DVA, получил протокол RIP (Routing Information Protocol) ¾ информационный протокол маршрутизации.

К протоколам, использующих LSA относятся протоколы:

· OSPF (Open Shortest Path First) ¾ открытый протокол "кратчайший путь первым";

· PNNI (Private Network-to- Network Interface) ¾ частый интерфейс "сеть - сеть", разработанный для сетей, использующих технологию ATM.

Подробнее рассмотрим протоколы RIP, OSPF и PNNI.

Протокол RIPотносится к DVA и состоит в периодической широковещательной рассылке по сети вектора, который указывает расстояние от данного маршрутизатора до всех ему известных. Расстояние на сети может измеряться следующими весовыми коэффициентами:

· количество транзитных маршрутизаторов;

· задержки в коммутаторах ВК;

· надежность, пропускная способность элементов сети и т.д..

Основное требование, которое предъявляется к данным весовым коэффициентам ¾ это выполнение условия аддитивности.

В большинстве версий RIP используется простейший весовой коэффициент – количество транзитных КВК, которые необходимо преодолеть ячейкам для достижения ВКМВК.

Формирование таблиц маршрутизации состоит в последовательном выполнении следующих действий.

· Создание минимальных таблиц маршрутизации, которые содержат информацию только о коммутаторах непосредственно подключенных к данному маршрутизатору.

· Рассылка минимальных таблиц маршрутизации соседним маршрутизаторам. Данная процедура выполняется рассылкой RIP - сообщений, которые содержат два параметра: адрес коммутатора, подключенного к данному маршрутизатору и расстояние до него.

· Получение RIP - сообщений от соседних маршрутизаторов и обработка полученной информации.

· Рассылка новой, уже не минимальной таблицы маршрутизации соседним маршрутизаторам. Каждый маршрутизатор отсылает новое RIP - сообщение соседним маршрутизаторам. В данном сообщении он размещает информацию обо всех известных ему УК: непосредственно подключенных и удаленных, о которых маршрутизатор узнал из RIP - сообщений других маршрутизаторов.

· Получение RIP - сообщений от соседних маршрутизаторов и обработка полученной информации.

Перечисленные процедуры выполняются до тех пор, пока не будет сформирован ПРИ на сети.

С целью адаптации таблиц маршрутизации к изменениям в сети (при выходе из строя элементов сети) RIP использует дополнительные действия:

· указание времени жизни маршрута;

· указание специального расстояния до УК, ставшего недоступным.

Реализация первого действия состоит в том, что для каждой записи в таблице маршрутизации устанавливается ее время жизни TTL (Time to Live). При поступлении очередного RIP - сообщения, таймер TTL устанавливается в исходное состояние, а затем из него каждую секунду вычисляется единица. Если за отведенное время (тайм-аута) не придет новое RIP - сообщение об этом маршруте, то он помечается как недействительный.

Если один из маршрутизаторов сети отказывает и перестает посылать соседним RIP-сообщения о УК, которые можно достичь через него, то через установленное TTL все записи, которые он организовал в соседних маршрутизаторах, станут недействительными.

Указание TTL работает в тех случаях, когда маршрутизатор не имеет возможности послать RIP-сообщение (отказал сам маршрутизатор или ТПС, по которому можно было передать сообщение).

В тех случаях, когда пересылка RIP-сообщения возможна, однако при организации искомого маршрута возникает ситуация зацикливания, используется процедура указания специального расстояния до УК, ставшего недоступным. Фактически это означает, что вводится ограничение на расстояние от данного маршрутизатора до какого либо УК. Если в RIP - сообщении расстояние от данного маршрутизатора до известного ему УК превышает заданной величины, то это означает возникновения зацикливания данного маршрута. Следовательно, эту запись следует считать недействительной.

Анализируя RIP можно сделать следующий вывод: данный протокол является одной из модификаций метода рельефов, достоинства и недостатки которого подробно рассмотрены во 2 главе данного учебного пособия.

Протоколы OSPF и PNNI относятся к классу LSA. OSPF принят в1991 г. PNNI является модификацией OSPF и разработан специально для сетей, использующих технологию АМП. Рассмотрим принцип действия данных протоколов.

Считается, что каждый маршрутизатор представляет собой вершину графа, а его интерфейсы - ребра сети. Каждый маршрутизатор строит свой граф сети. Для этого все маршрутизаторы обмениваются с соседними маршрутизаторами той информацией о графе, которой они располагают к данному моменту времени. Данные сообщения получили название ¾ объявления о связях маршрутизатора (router links advertisement). В результате все маршрутизаторы располагают идентичными сведениями о графе сети, которые хранятся в топологической базе данных каждого маршрутизатора. Далее, каждый маршрутизатор, используя централизованные методы [4], определяет оптимальные маршруты к каждому УК сети. Первый шаг каждого маршрута записывает в свою таблицу маршрутизации. Таким образом, формируется ПРИ на сети.

Для контроля состояния связей маршрутизаторы через определенное время передают специальные короткие сообщения HELLO. Получив данное сообщение, каждый маршрутизатор перестраивает граф сети, рассчитывает новые оптимальные маршруты (если в этом есть необходимость) и корректирует свою таблицу маршрутизации.

В качестве весовых коэффициентов протоколы LSA используют:

· задержку передачи ячеек;

· надежность и пропускную способность элементов сети;

· количество транзитных УК и т.д..

Для каждого весового коэффициента строится отдельная таблица маршрутизации. Выбор соответствующей таблицы маршрутизации происходит в зависимости от требований к качеству обслуживания (Quality of Service (QoS)) пришедшей ячейки.

Каждая запись в таблице маршрутизации имеет свой срок жизни, как и у маршрутных записей протокола RIP. Если какая-либо запись топологической базы маршрута, полученная от другого маршрута, устаревает, то он может запросить ее новую копию с помощью специального сообщения Link - State Request (LSR), которое должен поступить ответ Link - State Update (LSU) от маршрутизатора, непосредственно тестирующего запрошенную связь.

К недостаткам протоколов LSA, PNNI следует отнести их высокую вычислительную сложность. Как правило, она пропорциональна S², где S ¾ количество УК на данной сети.