Проблемы маршрутизации

Адаптивная маршрутизация имеет свои проблемы. Во-первых, программы для обработки этой мощной схемы маршрути­зации довольно сложны. Во-вторых, существует вероятность, что пакет начнет «автоколебание» и потеряется в сети, когда будет двигаться от одного узла к другому во время, когда их таблицы маршрутизации изменяются. Однако, если таблицы маршрути­зации изменяются не часто, проблема потери пакетов не выгля­дит серьезно. Первоначально узлы сети ARPANET обменива­лись пакетами обновления со своими соседними узлами каж­дые 128 мс, что создавало множество проблем. При современ­ном подходе узлы обновляют свои таблицы каждые 10 с.

Адаптивная маршрутизация также представляет некоторые проблема при сборке пакетов в узле конечного назначения. Когда используется подход с фиксированным ката­логом, то, поскольку пакеты исходят один за другим строго последовательно по одному и тому же пути, они и прибывают в узел назначения в том же строгом порядке. При адаптивной маршрутизации пакеты могут перемещаться в сети по разным маршрутам, поэтому во многих случаях они будут прибывать в конечныйпункт с нарушением исходной последовательности. Передача пакетов с наруше­нием последовательности требует от принимающего узла поста­новки в очередь и сохранения всех пакетов прежде, чем они будут собраны и выданы пользователю.

Кроме того существуют проблемы, характерные для многих пакетных сетей, в том числе и в ЦСИО: по­тери пакетов, их дублирование, проблемы управления, чистка сети, снятие пакетов.

Чтобы описать проблему потери пакетов, представим, что пакет направлен к узлу D через узел коммутации В, который оповестил узел А сообщением АСК (рис. "Потеря пакета"). Однако узел, который дал ответ АСК (т.е. узел В), не отправляет сам пакет, поскольку этот узел вышел из строя до отсылки пакета. Очевидно, пакет потерян. И если другие пакеты из этого сеанса в конце концов все-таки прибывают в узел конечного назначения, то потерян­ный пакет найти уже невозможно.

Известно несколько методов для обработки ситуаций потерь пакетов. Один из подходов заключается в том, что узел В воз­держивается от посылки сигнала АСК узлу А до тех пор, пока пакет не будет передан узлу D на самом деле. В других систе­мах требуется посылка узлом D сообщения о статусе приема пакета из узла А, что помогает выявить потерянные пакеты. По­следний подход обусловливает учет пакетов, пришедших в конечный узел.

На рис. "Дублирование пакетов" показана проблема дублирования пакетов.

В этом случае ответ АСК из узла В не возвращается в А даже в случае успешной отправки пакета в узел D. Следовательно узел А предполагает, что узел В вышел из строя и повторно посылает пакет через узел С. Узел С перешлет пакет в D, кото­рый, очевидно, ранее уже получил пакет из В.

Для устранения ситуации дублирования пакетов также из­вестно несколько методов. Один из них требует более тщатель­но отработанной схемы идентификации последовательности пакетов в головной метке для того, чтобы определить каждый пакет уникально. На приемном конце специальные программы проверяют пакеты на дублирование и уничтожают дубли.

Проблемы управления связаны с управлением потоков пакетов, чтобы предотвратить избыточный поток пакетов, которые прибывают быстрее, чем узел способен обработать и пере­дать дальше. Один из подходов для решения проблемы заклю­чается в использовании пакетов-глушителей (рис. "Глушение пакетов"). Каждый узел управляет использованием своих выходных линий. Когда поток на входных линиях превосходит некоторое порого­вое значение, программа управления узлом проверяет входящие пакеты и определяет, какой из узлов направляет чрезмерное количество пакетов. После этого контролирующий узел возвра­щает посылающему узлу или ООД пакет-глушитель. Этот пакет содержит указание снизить поток либо сохранить его на опре­деленном уровне в течение определенного времени. Как только перегрузка исчезнет, посылающий узел снова может снять огра­ничения на посылку пакетов.

Проблемы возникают при использовании пакетов-глушите­лей в тех случаях, когда условия выполняются двумя или более узлами, находящимися в зависимости друг от друга. Например, если пакет-глушитель направлен в узел, от которого исходит чрезмерный поток пакетов, а этот узел должен был передать в принимающий узел именно тот пакет, который вызовет осво­бождение буферов принимающего узла, то возникает ситуация, известная как «клинч» или «мертвое сцепление». Одним из ре­шений этой ситуации является требование, чтобы посылающий узел запросил от принимающего узла необходимое буферное пространство для многопакетного сеанса (запрос на ресурс одних махом). Принимающая сторо­на запасает буферное пространство заранее или же отвергает запрос на вызов.

Проблема очи­стка сети, когда пакеты могут потеряться, представлена на рис. "Очистка сети".

Из-за различных возможных проблем (ошибки последовательности, проблемы временные и т.д.) сеть выпускает управляющий пакет (пакет очистки, сброса и рестарта), кото­рый должен завершить сеанс пользователя . Обычно, когда этот пакет прибывает в узел D, последующие пакеты этого же сеанса в этом случае не принимаются узлом D. Поэтому пакеты 2 и 3 не будут восприняты и протокол более высокого уровня должен начать восстановление этих пакетов.

В некоторых случаях при работе с потоком пакетов устраняются пакеты, которые существуют в сети свыше выделен­ного лимита времени. Пакетам выделено некоторое «время жизни», затем они устраняются («снимаются»). После некоторо­го времени пакеты утрачивают свое значение. Сети с адаптив­ной маршрутизацией и бесконтактные сети иногда используют этот механизм.