Obsah
- Škálovateľnosť v smerovaní údajov
- Protokol hraničnej brány
- Synchronizácia tabuľky preposielania
- Žiadne chyby, žiadny stres - Váš sprievodca krok za krokom k vytvoreniu softvéru na zmenu života bez zničenia vášho života
Zobrať:
Škálovateľnosť smerovania môže vo veľkej miere pomôcť protokol Border Gateway Protocol, ktorý pomáha efektívnejšie smerovať pakety.
V informatike je dôležitý koncept škálovateľnosťalebo ako dobre funguje spôsob, ako zvládnuť určitú úlohu, keď sa veľkosť úlohy zväčšuje. Napríklad písanie telefónnych čísel na kúsky papiera funguje celkom dobre, keď potrebujete sledovať tucet telefónnych čísel: nájdenie daného čísla trvá iba desať sekúnd. Ale v prípade mesta so 100 000 obyvateľmi teraz nájdenie čísla trvá stotisíc sekúnd (asi deň). Ak použijete telefónny zoznam pre mesto s počtom obyvateľov 100 000, nájdenie telefónneho čísla, ktoré je spojené s daným menom, trvá asi pol minúty. Veľkou výhodou nie je toľko, že používanie knihy je oveľa rýchlejšie ako používanie jednotlivých kúskov papiera, ale skôr to, že keď zdvojnásobíte veľkosť problému, nebudete zdvojnásobiť množstvo práce na jeho vyriešení: vyhľadávanie v telefóne kniha, ktorá je dvakrát väčšia, trvá iba pár sekúnd navyše: hľadám meno, ktoré hľadám v prvej polovici druhej polovice? Netrvá to dvakrát tak dlho, a preto sú telefónne zoznamy škálovateľné, ale zápisky nie. Škálovateľnosť smerovania používa pojem škálovateľnosť na problém doručovania paketov na správne miesto určenia cez internet.
Škálovateľnosť v smerovaní údajov
Škálovateľnosť smerovania pozostáva z dvoch problémov: riadiaca rovina a dátová rovina.
Dátová rovina je centrálny alebo distribuovaný modul v smerovači, ktorý prijíma prichádzajúce pakety a posiela ich ďalším smerovačom na ich ceste k cieľu. Táto funkcia musí pre každý preposlaný paket nájsť ďalší skok v tabuľke preposielania. Dva hlavné mechanizmy na to sú TCAM, špecializovaná pamäť so zabudovanou hardvérovou podporou na jej vyhľadávanie a bežná pamäť, ktorá sa vyhľadáva pomocou pokročilých algoritmov. Rýchlosť vyhľadávaní neklesá s rastúcou veľkosťou tabuľky. Avšak veľkosť TCAM alebo pamäte stúpa lineárne (alebo o niečo rýchlejšie ako veľkosť pre viacúrovňové vyhľadávanie), čo zvyšuje náklady a spotrebu energie. Okrem toho, keďže sa zvyšuje počet vyhľadávacích tabuliek za sekundu, musia sa používať drahšie a energeticky náročné technológie. Takéto zvýšenie je nevyhnutné, pretože rýchlosť rozhrania stúpa, ale v určitých architektúrach smerovačov závisí aj od priemerných alebo najhorších veľkostí paketov a počtu rozhraní na zariadenie alebo na čepeľ / modul.
Počas seminára o smerovaní a adresovaní internetovej architektúry, ktorý sa konal v Amsterdame v roku 2006, sa tvrdilo, že sa zvyšuje požadovaná rýchlosť pamäte, ktorá prevyšuje zvýšenie výkonu v súčastiach, najmä v súčasnosti, keď sa samostatné SRAM už nevyužívajú. Počítače predtým používali vysokorýchlostný SRAM ako vyrovnávaciu pamäť, ale v súčasnosti je táto funkcia súčasťou samotného CPU, takže SRAM už nie je ľahko dostupným komoditným čipom. To znamená, že náklady na najmodernejšie smerovače sa zvýšia oveľa rýchlejšie, ako doteraz. Po seminári o smerovaní a adresovaní IAB však niekoľko predajcov smerovačov vyšlo a uviedlo v rozhovoroch a v zoznamoch adries, že tento problém nie je v tejto dobe okamžitý a že rast na súčasných predpokladaných úrovniach nebude v dohľadnej budúcnosti predstavovať problémy.
Protokol hraničnej brány
Riadiaca rovina pozostáva z procesora trasy, ktorý vykonáva smerovací protokol BGP a súvisiace úlohy, ktoré musí router vykonať, aby bolo možné vytvoriť tabuľku preposielania. BGP je protokol, ktorý poskytovatelia internetových služieb a niektoré ďalšie siete používajú na vzájomné oznamovanie, ktoré adresy IP sa používajú, takže pakety určené pre tieto adresy IP sa môžu správne posielať ďalej. Škálovateľnosť BGP je ovplyvnená potrebou komunikovať aktualizácie, ukladať ich do smerovača a spracovávať ich. V súčasnosti šírka pásma na šírenie aktualizácií vôbec nie je problémom. V praxi môžu predstavovať problém pamäťové požiadavky na ukladanie čoraz väčších tabuliek BGP, čo je zvyčajne spôsobené obmedzeniami implementácie v komerčne dostupných smerovačoch, nie z dôvodu vnútorných technologických problémov. Trasový procesor je v podstate univerzálny počítač, ktorý sa teraz dá ľahko zostaviť so 16 GB alebo viac pamäte RAM. V súčasnosti je verejný smerový server Route Views spustený s 1 GB RAM a má približne 40 úplných BGP kanálov, z ktorých každá má približne 560 000 predpon (každý údaj za december 2015).
To však opúšťa spracovanie. Množstvo spracovania požadované pre BGP závisí od počtu aktualizácií BGP a počtu prefixov na. Pretože počet predpon na aktualizáciu je pomerne malý, tento aspekt ignorujeme a len sa pozrieme na počet aktualizácií. Je pravdepodobné, že okrem akéhokoľvek autonómneho rastu počet aktualizácií lineárne stúpa s počtom predpon. Skutočné spracovanie aktualizácií BGP je veľmi obmedzené, takže prekážkou je čas potrebný na prístup k pamäti na vykonanie aktualizácie. Aj počas seminára o smerovaní a adresovaní IAB boli prezentované informácie, ktoré naznačujú, že zvýšenie rýchlosti DRAM je dosť obmedzené a nebude schopné držať krok s rastom smerovacích tabuliek.
Synchronizácia tabuľky preposielania
Okrem problémov s oddeleným preposielaním a dátovou rovinou existuje po aktualizácii aj problém so synchronizáciou tabuľky preposielania s tabuľkou BGP / routing. V závislosti od architektúry tabuľky preposielania môže byť jej aktualizácia relatívne časovo náročná. BGP je často popisovaný ako smerovací protokol „vektor cesty“, veľmi podobný protokolom vektorov vzdialenosti. Ako taký implementuje mierne modifikovanú verziu algoritmu Bellman-Ford, ktorý si teoreticky vyžaduje aspoň počet iterácií rovnajúci sa počtu uzlov (v prípade BGP: externé autonómne systémy a interné smerovače iBGP). ) v grafe mínus jedna na konvergovanie. V praxi sa konvergencia stáva oveľa rýchlejšie, pretože nie je realizovateľným riešením používať najdlhšiu možnú cestu medzi dvoma miestami v sieti. Značný počet iterácií vo forme rôznych aktualizácií, ktoré sa musia spracovať, sa však môže vyskytnúť po jednej udalosti z dôvodu multiplikačných efektov. Napríklad v prípade, keď sa dva ASes prepojia na dvoch miestach, jedna aktualizácia v prvom AS sa rozšíri dvakrát do druhého AS prostredníctvom každého prepojovacieho spojenia. To vedie k nasledujúcim možným možnostiam:
Žiadne chyby, žiadny stres - Váš sprievodca krok za krokom k vytvoreniu softvéru na zmenu života bez zničenia vášho života
Nemôžete zlepšiť svoje programovacie schopnosti, keď sa nikoho nezaujíma o kvalitu softvéru.
Mnoho ľudí tento aspekt BGP výslovne neuznáva, hoci štúdie, ako napríklad tlmenie trasy, ktoré zhoršuje konvergenciu internetového smerovania, sa týkajú výsledného správania.
Na základe vyššie uvedeného môžeme dospieť k záveru, že BGP má určité problémy s prispôsobovaním: protokol a smerovače, ktoré ho implementujú, nie sú pripravené na internet, kde by BGP muselo spravovať asi päť miliónov a určite 50 miliónov individuálnych predpon. Súčasný rast je však pre IPv4 relatívne stabilný približne 16% ročne, takže nie je dôvod na okamžité znepokojenie. To platí najmä pre IPv6, ktorý v súčasnosti má v BGP iba 25 000 predpon.