В рамках транспортных технологий сетей следующего поколения важное место занимают средства управления трафиком. В настоящее время наиболее распространенными используемыми средствами управления трафиком являются протоколы динамической маршрутизации, такие как: RIP (Routing Information Protocol), IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) и др. Широкое использование данных технологических решений продиктовано их высокой оперативностью и надежностью, относительной простотой реализации, а также сравнительно небольшим объемом создаваемого служебного трафика.
Протоколы маршрутизации классифицируются по типу работы на дистанционно-векторные и протоколы состояния канала. Одним из важнейших отличий этих протоколов выступает тот факт, что маршрутизатор выбирает кратчайший маршрут, учитывая исключительно информацию, полученную от соседнего маршрутизатора. Также дистанционно-векторные протоколы используют триггерные обновления маршрутных таблиц, то есть обновления маршрутных таблиц происходят через определенный промежуток времени, установленный в том или ином протоколе маршрутизации. Например, рассылка таблиц маршрутизации при использовании протокола динамической маршрутизации RIP происходит каждые 30 секунд.
Главным свойством протокола маршрутизации при решении задач по обеспечению гарантированного качества обслуживания является поддержка множества метрик [100], которые напрямую или косвенно связаны со скоростными, временными и вероятностными показателями качества обслуживания (рис.8.6).
Наиболее известным и популярным протоколом, который относится к классу дистанционно-векторных протоколов, является протокол RIP [99, 100]. Определение лучшего маршрута в данном протоколе осуществляется на основании расстояния до узла назначения (количество переприемов) (рис. 8.7). Самым существенным недостатком протокола RIP является тот факт, что он не позволяет обеспечить функционирование широкомасштабных сетей из-за ограниченности числа переприемов до 15 устройств, в то время как протокол IGRP поддерживает до 255 пересылок.
Рис. 8.7. Выбор кратчайшего пути при использовании протокола RIP
Популярность маршрутизаторов Cisco и живучесть IGRP побудили многие организации, которые имели крупные объединенные сети, заменить RIP на IGRP [99].
Протокол маршрутизации IGRP использует комбинированнную метрику. Задержка объединенной сети (internetwork delay), ширина полосы пропускания (bandwidth), надежность канала связи (reliability) и загрузка тракта передачи (load) – все эти показатели учитываются в виде коэффициентов при расчете метрики для каждого из возможных маршрутов. Также, стоит отметить, что существует возможность административно повлиять на факторы весомости для каждого из перечисленных показателей, используемых при расчете метрики. IGRP использует либо установленные администратором, либо устанавливаемые по умолчанию весомости для автоматического расчета оптимальных маршрутов.
Основные преимущества протокола OSPF перед дистанционно-векторными протоколами следующие [73]: многоадресная рассылка обновлений таблиц маршрутизации, гораздо более высокая скорость сходимости, бесклассовая маршрутизация, поддержка композитных метрик, поддержка в той или иной степени гарантированного качества обслуживания, использование маршрутов с одинаковой или различной стоимостью.
Кроме маршрутизации также к средствам общесистемного управления относятся механизмы эффективного использования ресурсов. Одним из мощных средств обеспечения эффективного использования сетевых ресурсов является применение технологии Traffic Engineering (TE). TE под которым понимаются методы и механизмы достижения сбалансированности загрузки всех ресурсов сети за счет рационального выбора путей прохождения трафика через сеть.
Анализ средств управления сетевыми ресурсами показал, что в существующих мультисервисных сетях на данном этапе развития телекоммуникационных технологий отсутствуют универсальные протоколы и средства управления сетевыми ресурсами, которые способны согласовать использование канальных и буферных ресурсов, а также обеспечить гарантированное качество обслуживания. Основываясь на проведенном анализе существующих на данный момент протоколов маршрутизации, имеет место вывод, что заложенные механизмы и алгоритмы в данных протокола не в состоянии обеспечить гарантированное качество обслуживания информационного трафика в мультисервисных сетях.
Такой вывод получен, исходя из следующих положений: во-первых, не поддерживаются гарантии качества обслуживания одновременно по нескольким показателям, это связанно с тем фактом, что в большинстве протоколов динамической маршрутизации осуществляется выбор маршрута на основании лишь единственной метрики, которая, чаще всего, позволяет обеспечивать гарантии только по одному из показателей; во-вторых, получаемые решения удовлетворяют только необходимым условиям, которые не являются достаточными для обеспечения гарантированного качества обслуживания информационного трафика; в-третьих, не обеспечивается сбалансированная загрузка сетевых ресурсов ввиду реализации преимущественно однопутевой стратегии маршрутизации; в-четвертых, несогласованное решение задач по управлению канальными и буферными ресурсами, что существенно влияет на показатели гарантированного качества обслуживания и снижает производительность телекоммуникационной сети вцелом. Таким образом, перспективные решения в области маршрутизации должны, удовлетворять следующим требованиям:
– обеспечивать расчет искомых маршрутов с учетом того уровня обслуживания, который установлен администратором или запрошен приложением;
– обеспечивать поддержку различных метрик при выборе маршрута;
– протокол маршрутизации с QoS должен динамически отслеживать характеристики различных маршрутов, учитывая вдоль них временную задержку, пропускную способность и количество отброшенных пакетов;
– средства управления трафиком должны обеспечивать сбалансированную загрузку сети, тем самым, способствуя повышению производительности функционирования ТКС.
Рис. 8.7. Выбор кратчайшего пути при использовании протокола RIP