Команди зсуву. Множення на константу

 

17.1 Мета роботи

 

Навчитися методом зсуву відтворювати процедуру множення операнду на константу.

 

17.2 Теоретичні відомості

Статична маршрутизація не підходить для великих, складних мереж тому, що звичайні мережі включають надлишкові зв’язки, багато протоколів і змішані топології. Маршрутизатори в складних мережах повинні швидко адаптуватися до змін топології й вибирати кращий маршрут з багатьох кандидатів.

IP мережі мають ієрархічну структуру. З погляду маршрутизації мережа розглядається як сукупність автономних систем. У автономних підсистемах більших мереж для маршрутизації на інші автономні системи широко використаються маршрути за умовчанням.

Динамічна маршрутизація може бути здійснена з використанням одного й більше протоколів. Ці протоколи звичайно групуються згідно того, де вони використаються. Протоколи для роботи усередині автономних систем називають внутрішніми протоколами шлюзів (interior gateway protocols (IGP)), а протоколи для роботи між автономними системами називають зовнішніми протоколами шлюзів (exterior gateway protocols (EGP)). До протоколів IGP ставляться RIP, RIP v2, IGRP, EIGRP, OSPF і IS-IS. Протоколи EGP3 і BGP4 ставляться до EGP. Усі ці протоколи можуть бути розділені на два класи: дистанційно-векторні протоколи й протоколи стану зв’язку.

Маршрутизатори використають метрики для оцінки чи виміру маршрутів. Коли від маршрутизатора до мережі призначення існує багато маршрутів, і усі вони використають один протокол маршрутизації, то маршрут з найменшою метрикою розглядається як кращий. Якщо використаються різні протоколи маршрутизації, то для вибору маршруту використаються адміністративні відстані, які призначаються маршрутам операційною системою маршрутизатора.

RIP використає як метрику кількість переходів (хопів). EIGRP використає складну комбінацію факторів, що включає смугу пропущення каналу і його надійність.

Результати роботи маршрутизуючих протоколів заносяться в таблицю маршрутів, що постійно змінюється при зміні ситуації в мережі. Розглянемо типовий рядок у таблиці маршрутів, що ставиться до динамічної маршрутизації

R 192.168.14.0/24 [120/3] via 10.3.0.1 00:00:06 Serial0

Тут R визначає протокол маршрутизації. Так R означає RIP, а O – OSPF і т. і. Запис [120/3] означає, що цей маршрут має адміністративну відстань 120 і метрику 3. Ці числа маршрутизатор використає для вибору маршруту. Елемент 00:00:06 визначає час, коли обновився даний рядок. Serial0 це локальний інтерфейс, через який маршрутизатор буде надсилати пакети до мережі 192.168.14.0/24 через адресу 10.3.0.1.

Для того щоб динамічні протоколи маршрутизації обмінювалися інформацією про статичні маршрути, слід здійснювати додаткові конфігурування.

Дистанційно-векторна маршрутизація

Ця маршрутизація базується на алгоритмі Белмана-Форда. Через певні моменти часу маршрутизатор передає сусіднім маршрутизаторам всю свою таблицю маршрутизації. Такі прості протоколи як RIP і IGRP просто поширюють інформацію про таблиці маршрутів через усі інтерфейси маршрутизатора в широкомовному режимі без уточнення точної адреси конкретного сусіднього маршрутизатора.

Сусідній маршрутизатор, що отримує широкомовлення, порівнює інформацію зі своєю поточною таблицею маршрутів. У неї додаються маршрути до нових мереж чи маршрути до відомих мереж з кращою метрикою. Відбувається видалення неіснуючих маршрутів. Маршрутизатор додає свої власні значення до метрик отриманих маршрутів. Нова таблиця маршрутизації знову поширюється по сусідніх маршрутизаторах (рис. 17.1).

Рисунок 17.1 - Дистанційно-векторна маршрутизація

 

Протоколи стану зв’язку

Ці протоколи пропонують кращу масштабованість і збіжність у порівнянні з дистанційно-векторними протоколами. Протокол базується на алгоритми Дейкстри, що звичайно називають алгоритмом «найкоротший шлях – першим» (shortest path first (SPF)). Найбільш типовим представником є протокол OSPF (Open Shortest Path First).

Маршрутизатор бере у розгляд стан зв’язку інтерфейсів інших маршрутизаторів у мережі. Маршрутизатор будує повну базу даних усіх станів зв’язку і має досить інформації для створення свого відображення мережі. Кожен маршрутизатор потім самостійно виконує SPF-алгоритм на своєму власному відображенні мережі чи базі даних станів зв’язку для визначення кращого шляху, що заноситься в таблицю маршрутів. Ці шляхи до інших мереж формують дерево з вершиною у вигляді локального маршрутизатора.

Маршрутизатори сповіщають про стан своїх зв’язків усім маршрутизаторам у мережі. Таке повідомлення називають LSA (link-state advertisements).

На відміну від дистанційно-векторних маршрутизаторів, маршрутизатори стану зв’язку можуть формувати спеціальні відносини зі своїми сусідами.

Має місце початковий наплив LSA пакетів для побудови бази даних станів зв’язку. Далі відновлення маршрутів виробляється тільки при зміні станів зв’язку або, якщо стан не змінився протягом певного інтервалу часу. Якщо стан зв’язку змінився, то часткове відновлення пересилається негайно. Він містить тільки стан зв’язків, які змінилися, а не всю таблицю маршрутів.

Адміністратор, що піклується про використання ліній зв’язку, знаходить ці часткові й рідкі відновлення ефективною альтернативою дистанційно-векторної маршрутизації, що передає всю таблицю маршрутів через регулярні інтервали часу.

Протоколи стану зв’язку мають більше швидку збіжність і краще використання смуги пропущення в порівнянні з дистанційно-векторними протоколами. Вони перевершують дистанційно-векторні протоколи для мереж будь-яких розмірів, однак мають два головних недоліки: підвищені вимоги до обчислювальної потужності маршрутизаторів і складне адміністрування.

Збіжність

Цей процес одночасно і спільний і індивідуальний. Маршрутизатори розділяють між собою інформацію, але самостійно перераховують свої таблиці маршрутизації. Для того щоб індивідуальні таблиці маршрутизації були точними, усі маршрутизатори повинні мати однакове знання про топологію мережі. Якщо маршрутизатори домовилися про топологію мережі, то має місце їх збіжність. Швидка збіжність означає швидке відновлення після обриву зв’язків та інших змін у мережі. Про протоколи маршрутизації й про якість проектування мережі судять головним чином про збіжності.

Коли маршрутизатори перебувають у процесі збіжності, мережа сприйнятлива до проблем маршрутизації. Якщо один маршрутизатор визначив, що деякий зв’язок відсутній, то інший помилково вважає цей зв’язок присутнім. Якщо це трапиться, то окрема таблиця маршрутів буде суперечлива, що може привести до відкидання пакетів і петлям маршрутизації.

Неможливо, щоб усі маршрутизатори в мережі одночасно виявили зміни в топології. Залежно від використаного протоколу, може пройти багато часу поки усі процеси маршрутизації в мережі зійдуться. На це впливають наступні фактори:

Відстань у хопах до точки зміни топології.

Число маршрутизаторів, що використають динамічні протоколи.

Смуга пропущення й завантаження каналів зв’язку.

Завантаження маршрутизаторів.

Ефект деяких факторів може бути зменшений при ретельному проектуванні мережі.