Obsah
- Škálovatelnost ve směrování dat
- Border Gateway Protocol
- Předávání tabulky synchronizace
- Žádné chyby, žádný stres - Váš průvodce krok za krokem k vytváření softwaru pro změnu života, aniž by došlo ke zničení vašeho života
Odnést:
Škálovatelnost směrování může velmi pomoci protokol Border Gateway Protocol, který pomáhá efektivněji směrovat pakety.
V informatice je důležitý koncept škálovatelnostnebo jak dobře zvládne určitý úkol, jak se jeho velikost zvětšuje. Například, psaní telefonních čísel na kousky papíru funguje docela dobře, když potřebujete sledovat tucet telefonních čísel: hledání trvá jen deset sekund. Ale pro město se 100 000 lidmi nyní trvá nalezení sta tisíc sekund (asi den). Používání telefonního seznamu pro město s 100 000 obyvateli trvá asi půl minuty, než najdeme telefonní číslo, které odpovídá danému jménu. Velkou výhodou není to, že používání knihy je mnohem rychlejší než použití jednotlivých útržků papíru, ale spíše to, že když zdvojnásobíte velikost problému, nebudete zdvojnásobit množství práce, kterou chcete vyřešit: vyhledávání telefonem kniha, která je dvakrát větší, zabere jen pár vteřin: je jméno, které hledám v první polovině druhé poloviny? Netrvá to dvakrát tak dlouho, a proto jsou telefonní seznamy škálovatelné, ale zápisky nejsou. Škálovatelnost směrování aplikuje pojem škálovatelnosti na problém doručování paketů na správné místo určení přes internet.
Škálovatelnost ve směrování dat
Škálovatelnost směrování sestává ze dvou problémů: řídící roviny a datové roviny.
Datová rovina je centrální nebo distribuovaný modul ve směrovači, který přijímá příchozí pakety a předává je dalším směrovačům na jejich cestě k cíli. Tato funkce musí pro každý přeposlaný paket najít další směrování v předávací tabulce. Dva hlavní mechanismy, jak toho dosáhnout, jsou TCAM, specializovaná paměť s vestavěnou hardwarovou podporou pro její vyhledávání a normální paměť, která je prohledávána pomocí pokročilých algoritmů. Rychlost vyhledávání neklesá s rostoucí velikostí stolu. Nicméně velikost TCAM nebo paměti roste lineárně (nebo o něco rychleji než u víceúrovňových vyhledávání), což zvyšuje spotřebu nákladů a energie. Navíc, jak se zvyšuje počet vyhledávacích tabulek za sekundu za sekundu, musí být použity dražší a energeticky náročné technologie. Takovýmto zvýšením je nevyhnutelné, protože rychlost rozhraní stoupá, ale také závisí na průměrných nebo nejhorších velikostech paketů a počtu rozhraní na zařízení nebo na čepel / modul v určitých architekturách routerů.
Během semináře o internetové architektuře směrování a adresování, který se konal v Amsterodamu v roce 2006, se tvrdilo, že požadovaná rychlost paměti se zvyšuje před nárůstem výkonu u off-the-shelf komponent, zejména nyní, když se oddělené SRAM již nepoužívají. Dříve používaly počítače jako vyrovnávací paměť vysokorychlostní SRAM, ale v současné době je tato funkce součástí samotného CPU, takže SRAM již není snadno dostupným komoditním čipem. To znamená, že náklady na směrovače nejvyšší úrovně budou stoupat mnohem rychleji, než dosud. Po semináři o směrování a adresování IAB však několik prodejců routerů vyšlo a uvedlo v konverzacích a na seznamech adres, že tento problém není v tuto chvíli okamžitý a že růst na aktuálně předvídaných úrovních nebude v dohledné budoucnosti představovat problémy.
Border Gateway Protocol
Řídící rovina se skládá z směrovacího procesoru, který provádí směrovací protokol BGP a související úkoly, které musí router provést, aby bylo možné vytvořit předávací tabulku. BGP je protokol, který poskytovatelé internetových služeb a některé další sítě používají k tomu, aby si navzájem sdělili, které adresy IP se používají, takže pakety určené pro tyto adresy IP lze správně předat dál. Škálovatelnost BGP je ovlivněna potřebou komunikovat aktualizace, ukládat je do routeru a zpracovávat je. V současné době není šířka pásma pro šíření aktualizací vůbec problémem. V praxi mohou představovat problém paměťové požadavky na ukládání stále větších tabulek BGP, což je obvykle způsobeno omezením implementace v komerčně dostupných směrovačích, nikoli z důvodu vlastních technologických problémů. Trasový procesor je v podstatě univerzální počítač, který lze nyní snadno postavit se 16 gigabajty nebo více RAM. Veřejný směrový server Route Views v současné době běží s 1 GB RAM a má přibližně 40 úplných BGP kanálů, každý přibližně 560 000 prefixů (údaje za prosinec 2015).
To však opouští zpracování. Množství zpracování požadované pro BGP závisí na počtu aktualizací BGP a počtu prefixů na. Protože počet předpon na aktualizaci je poměrně malý, budeme tento aspekt ignorovat a jen se podíváme na počet aktualizací. Pravděpodobně, bez ohledu na autonomní růst, počet aktualizací stoupá lineárně s počtem předpon. Skutečné zpracování aktualizací BGP je velmi omezené, takže překážkou je čas potřebný k přístupu k paměti pro provedení aktualizace. Také během semináře o směrování a adresování IAB byly prezentovány informace, které naznačují, že zvýšení rychlosti DRAM je poměrně omezené a nebude možné držet krok s růstem směrovacích tabulek.
Předávání tabulky synchronizace
Kromě problémů se samostatným přeposíláním a datovou rovinou existuje po aktualizaci synchronizace předávací tabulky s BGP / směrovací tabulkou. V závislosti na architektuře předávací tabulky může být její aktualizace relativně časově náročná. BGP je často popisován jako "směrovací vektorový" směrovací protokol, velmi podobný protokolům o vzdálenosti vektoru. Jako takový implementuje mírně upravenou verzi algoritmu Bellman-Ford, která teoreticky vyžaduje alespoň počet iterací rovných počtu uzlů (v případě BGP: externí autonomní systémy a interní směrovače iBGP). ) v grafu mínus jedna pro konvergenci. V praxi dochází ke konvergenci mnohem rychleji, protože není proveditelné použít nejdelší možnou cestu mezi dvěma místy v síti. Značný počet iterací ve formě různých aktualizací, které je třeba zpracovat, se však může vyskytnout po jediné události z důvodu multiplikačních efektů. Například v případě, kdy se dva ASes propojí na dvou místech, bude jedna aktualizace v prvním AS šířena dvakrát do druhého AS přes každé propojovací propojení. To vede k následujícím možným možnostem:
Žádné chyby, žádný stres - Váš průvodce krok za krokem k vytváření softwaru pro změnu života, aniž by došlo ke zničení vašeho života
Nemůžete zlepšit své programovací schopnosti, když se nikdo nestará o kvalitu softwaru.
Mnoho lidí tento aspekt BGP výslovně neuznává, ačkoliv studie, jako je tlumení trasy, které zhoršuje konverzi internetového směrování, výsledné chování řeší.
S ohledem na výše uvedené můžeme dojít k závěru, že BGP má určité problémy se škálováním: protokol a směrovače, které jej implementují, nejsou připraveny na internet, kde by BGP muselo spravovat asi pět milionů a jistě 50 milionů individuálních předpon. Současný růst je však u IPv4 relativně stabilní, přibližně 16% ročně, takže není důvod k okamžitému znepokojení. To platí zejména pro IPv6, který v současné době má v BGP pouze 25 000 předpon.