Saturs
- Mērogojamība datu maršrutēšanā
- Robežas vārtejas protokols
- Pārsūtīšanas tabulas sinhronizācija
- Bez kļūdām, bez stresa - jūsu soli pa solim, kā izveidot programmatūru, kas maina dzīvi, neiznīcinot savu dzīvi
Izņemšana:
Maršrutēšanas mērogojamību var ievērojami sekmēt Border Gateway Protocol, kas palīdz efektīvāk maršrutēt paketes.
Datorzinātnē svarīgs jēdziens ir mērogojamībavai cik labi darbojas veids, kā rīkoties ar noteiktu uzdevumu, palielinoties uzdevuma lielumam. Piemēram, tālruņu numuru rakstīšana uz papīra paliekām darbojas diezgan labi, ja jums ir nepieciešams uzskaitīt duci tālruņu numuru: dotā tālruņa atrašana prasa tikai desmit sekundes. Bet pilsētai, kurā ir 100 000 cilvēku, tagad numura atrašana prasa simts tūkstošus sekunžu (apmēram dienu). Izmantojot tālruņu grāmatu pilsētā, kurā ir 100 000 iedzīvotāju, tālruņa numura atrašana, kas iet ar norādīto vārdu, prasa apmēram pusminūti. Lielā priekšrocība ir ne tik daudz, ka grāmatas izmantošana ir daudz ātrāka nekā atsevišķu papīra atgriezumu izmantošana, bet drīzāk tas, ka divkāršot problēmas apmēru, jūs divkāršojat darba apjomu, lai to atrisinātu: meklējot pa tālruni divreiz lielāka grāmata prasa tikai dažas papildu sekundes: vai vārds, kuru es meklēju otrā pusgada pirmajā pusē? Tas neprasa divreiz ilgāku laiku, tāpēc tālruņu grāmatas ir pielāgojamas, taču īsi paziņojumi to nav. Maršrutēšanas mērogojamība mērogojamības jēdzienu piemēro problēmai par pakešu piegādi pareizajā galamērķī internetā.
Mērogojamība datu maršrutēšanā
Maršrutēšanas mērogojamība sastāv no diviem jautājumiem: pārvaldības plaknes un datu plaknes.
Datu plakne ir maršrutētāja centrālais vai izkliedētais modulis, kas ņem ienākošās paketes un pārsūta tos nākamajam maršrutētājam ceļā uz galamērķi. Šai funkcijai katrai pārsūtītajai paketei jāatrod nākamais pārsūtīšanas pārsūtīšanas tabulā. Divi galvenie mehānismi, kā to izdarīt, ir TCAM, specializēta atmiņa ar iebūvētu aparatūras atbalstu meklēšanai caur to un regulārā atmiņa, kas tiek meklēta, izmantojot uzlabotus algoritmus. Palielinoties galda lielumam, meklēšanas ātrums nemazinās. Tomēr TCAM vai atmiņas lielums palielinās lineāri (vai nedaudz ātrāk nekā daudzlīmeņu meklējumos), kas palielina izmaksas un enerģijas patēriņu. Turklāt, palielinoties pārsūtīšanas tabulas meklējumu skaitam sekundē, ir jāizmanto dārgākas un enerģijas patērējošas tehnoloģijas. Šāds palielinājums ir neizbēgams, jo palielinās saskarnes ātrums, bet tas ir atkarīgs arī no vidējā vai sliktākajā gadījumā izmantoto pakešu lieluma un saskarņu skaita vienā ierīcē vai uz asmeni / moduli dažās maršrutētāju arhitektūrās.
Interneta arhitektūras maršrutēšanas un adresēšanas semināra laikā, kas notika Amsterdamā 2006. gadā, tika apgalvots, ka nepieciešamais atmiņas ātrums palielina pārsniegto standarta komponentu veiktspējas pieaugumu, īpaši tagad, kad atsevišķi SRAM vairs netiek plaši izmantoti. Iepriekš datori kā atmiņas kešatmiņu izmantoja ātrdarbīgu SRAM, taču šajās dienās šī funkcija ir iekļauta pašā CPU, tāpēc SRAM vairs nav viegli pieejama preču mikroshēma. Tas nozīmē, ka augstākās klases maršrutētāju izmaksas pieaugs daudz ātrāk nekā līdz šim. Tomēr pēc IAB maršrutēšanas un adresēšanas semināra vairāki maršrutētāju pārdevēji ir iznākuši un sarunās un adresātu sarakstos norādījuši, ka šobrīd šī problēma nav tūlītēja un ka izaugsme pašreiz prognozētajos līmeņos pārskatāmā nākotnē neradīs problēmas.
Robežas vārtejas protokols
Pārvaldības plakne sastāv no maršruta procesora, kas izpilda BGP maršrutēšanas protokolu, un saistītajiem uzdevumiem, kas jāveic maršrutētājam, lai varētu izveidot pārsūtīšanas tabulu. BGP ir protokols, kuru ISP un daži citi tīkli izmanto, lai viens otram pateiktu, kuras IP adreses tiek izmantotas, tāpēc šīm IP adresēm paredzētās paketes var pareizi pārsūtīt. BGP mērogojamību ietekmē nepieciešamība komunicēt atjauninājumus, tos saglabāt maršrutētājā un apstrādāt. Pašlaik atjauninājumu izplatīšanas joslas platums nebūt nav problēma. Praksē problēmas var radīt atmiņas prasības arvien lielāku BGP tabulu glabāšanai, to parasti izraisa ieviešanas ierobežojumi komerciāli pieejamos maršrutētājos, nevis raksturīgo tehnoloģisko problēmu dēļ. Maršruta procesors būtībā ir universāls dators, kuru tagad var viegli izveidot ar 16 gigabaitu vai lielāku operatīvo atmiņu. Pašlaik sabiedriskā maršruta serveris Route Views darbojas ar 1 GB RAM, un tam ir aptuveni 40 pilnas BGP plūsmas ar aptuveni 560 000 prefiksiem katrā (2015. gada decembra skaitļi).
Tomēr tas atstāj apstrādi. BGP nepieciešamais apstrādes apjoms ir atkarīgs no BGP atjauninājumu skaita un prefiksu skaita vienā. Tā kā katra atjauninājuma prefiksu skaits ir diezgan mazs, mēs ignorēsim šo aspektu un apskatīsim tikai atjauninājumu skaitu. Jādomā, ka neatkarīgi no autonomās izaugsmes atjauninājumu skaits pieaug lineāri līdz ar prefiksu skaitu. BGP atjauninājumu faktiskā apstrāde ir ļoti ierobežota, tāpēc sašaurinājums ir laiks, kas nepieciešams piekļuvei atmiņai atjaunināšanas veikšanai. Arī IAB maršrutēšanas un adresēšanas seminārā tika sniegta informācija, kas norāda, ka DRAM ātruma pieaugums ir diezgan ierobežots un nespēs sekot maršrutēšanas tabulas pieaugumam.
Pārsūtīšanas tabulas sinhronizācija
Papildus atsevišķām pārsūtīšanas un datu plaknes problēmām pastāv arī problēma ar pārsūtīšanas tabulas sinhronizēšanu ar BGP / maršrutēšanas tabulu pēc atjauninājumiem. Atkarībā no pārsūtīšanas tabulas arhitektūras tās atjaunināšana var būt samērā laikietilpīga. BGP bieži tiek aprakstīts kā "ceļa vektora" maršrutēšanas protokols, kas ir ļoti līdzīgs attāluma vektora protokoliem. Kā tāds tas ievieš nedaudz modificētu Bellmana-Forda algoritma versiju, kurai vismaz teorētiski ir nepieciešams atkārtojumu skaits, kas vienāds ar mezglu skaitu (BGP gadījumā: ārējās autonomās sistēmas, kā arī iekšējie iBGP maršrutētāji) ) grafikā mīnus viens, lai saplūstu. Praksē konverģence notiek daudz ātrāk, jo tas nav dzīvotspējīgs dizains, lai izmantotu pēc iespējas garāku ceļu starp divām tīkla vietām. Tomēr reizināšanas efektu dēļ ievērojams skaits atkārtojumu, kas jāapstrādā atsevišķi, ir jāapstrādā pēc viena notikuma. Piemēram, gadījumā, ja divas AS ir savstarpēji savienotas divās vietās, viens atjauninājums pirmajā AS divreiz tiks virzīts uz otro AS caur katru savienojošo saiti. Tas noved pie šādām iespējamām iespējām:
Bez kļūdām, bez stresa - jūsu soli pa solim, kā izveidot programmatūru, kas maina dzīvi, neiznīcinot savu dzīvi
Jūs nevarat uzlabot savas programmēšanas prasmes, ja nevienam nerūp programmatūras kvalitāte.
Šo BGP aspektu daudzi cilvēki tieši neatzīst, lai gan tādi pētījumi kā Route Flap Damping saasina interneta maršrutēšanas konverģenci, taču tie pievēršas no tā izrietošajai uzvedībai.
Ņemot vērā iepriekš minēto, mēs varam secināt, ka BGP ir dažas mērogošanas problēmas: protokols un maršrutētāji, kas to ievieš, nav sagatavoti internetam, kurā, iespējams, BGP jāpārvalda pieci miljoni un noteikti 50 miljoni individuālu prefiksu. Tomēr pašreizējais IPv4 pieaugums ir samērā stabils - apmēram 16% gadā, tāpēc nav pamata tūlītējām bažām. Īpaši tas attiecas uz IPv6, kuram pašlaik BGP ir tikai 25 000 prefiksi.