Протокол состояния канала

Что такое хорошо и что такое плохо?

Самый "пожилой" и заслуженный представитель семейства протоколов вектора расстояний, вне всякого сомнения, - протокол RIP из стека TCP/IP. Он настолько прост и удобен в небольших сетях, что ему прощают даже откровенные проявления старческого маразма. Как известно, RIP может запросто направить трафик через "полуживое" модемное соединение при наличии свободного волоконно-оптического канала - главное, чтобы транзитных узлов было поменьше.

Все дело в том, что во времена создания RIP линии связи имели максимальную пропускную способность 56 Кбит/с, и протоколу маршрутизации незачем было учитывать скорость канала. Поэтому единственный способ заставить RIP при определении маршрута отдавать предпочтение быстрым каналам - это назначить медленным линиям большую метрику вручную.

Появившийся сравнительно недавно протокол IGRP учитывает многие характеристики каналов связи. И RIP, и IGRP используют функцию временного отказа от приема сообщений для обеспечения большей стабильности работы в условиях изменяющейся топологии. Цена за такую стабильность - увеличение времени определения новых маршрутов, так как, блокировав изменение некоторого маршрута вследствие отказа какого-либо узла из опасения "дезинформации" со стороны соседей, маршрутизатор отбрасывает и корректные объявления.

Многие реализации протоколов позволяют функцию отказа от приема сообщений отключить. В этом случае, из-за распространения ложной информации, петли будут возникать чаще, но эффективность работы сети может и повыситься. При наличии механизма корректировки (т. е., например, если используется IGRP) и при отсутствии механизма отказа "дисциплину" в сети следует ужесточить и заставить маршрутизаторы ликвидировать маршруты даже при увеличении метрики на единицу.

В принципе, механизмов принудительных объявлений и отказа от приема достаточно для стабильной работы сети, однако пренебрегать, например, правилом расщепления горизонта, конечно же, не стоит. Расщепление горизонта позволяет, по меньшей мере, снизить объем рассылаемых сообщений.

На этом рассмотрение протоколов вектора расстояний можно закончить и перейти к другой, не менее интересной, группе протоколов маршрутизации - к протоколам состояния канала.

Развитие Internet привело к необходимости создания более гибкого и эффективного протокола маршрутизации для обслуживания крупных сетей. По замыслу создателей, протоколы состояния канала должны были решить характерные для протоколов вектора расстояний проблемы. Однако, в отличие от протоколов вектора расстояния, протоколы состояния канала сложны и требовательны к ресурсам маршрутизаторов. Основу протоколов состояния канала составляет алгоритм предпочтения кратчайшего пути, созданный в 1979 году.

Формальное описание протоколов состояния канала достаточно запутанно и может занять не один десяток страниц. В упрощенной форме принципы работы маршрутизаторов в соответствии с этим протоколом можно сформулировать в виде пяти несложных правил. Итак, каждый маршрутизатор в сети должен:

1. при включении в сеть получить информацию о своих соседях;

2. узнать стоимость пути до каждого из соседей (т. е. узнать о состоянии каналов);

3. подготовить пакет-объявление, содержащий полученную информацию;

4. разослать информационный пакет всем соседям;

5. построить дерево кратчайших расстояний до всех остальных маршрутизаторов.

Другими словами, маршрутизатору необходимо узнать всю информацию о топологии сети, измерить метрики каналов, соединяющих собственные физические интерфейсы с соседями и далее, вычислить с помощью алгоритма Дейкстры, кратчайшие пути ко всем остальным узлам и внести полученные результаты в таблицу маршрутизации.

Рассмотрим каждый из пяти пунктов подробнее.