Зміст
- Масштабованість в маршрутизації даних
- Протокол кордону шлюзу
- Синхронізація таблиці переадресації
- Ні помилок, ні стресу - покроковий посібник зі створення програмного забезпечення, що змінює життя, не руйнуючи ваше життя
Винос:
Масштабування маршрутизації може значно допомогти Протоколом прикордонного шлюзу, який допомагає більш ефективно маршрутизувати пакети.
В інформатиці важливе поняття масштабованістьабо наскільки вдало справляється з певним завданням, коли розмір завдання збільшується. Наприклад, написання телефонних номерів на клаптиках паперу працює досить добре, коли потрібно відслідковувати десяток телефонних номерів: щоб знайти заданий номер, потрібно лише десять секунд. Але для міста зі 100 000 людей зараз потрібно 100 тисяч секунд (приблизно на день), щоб знайти число. Використовуючи телефонну книгу для міста з населенням 100000, потрібно знайти півтори хвилини, щоб знайти номер телефону, який відповідає вказаному імені. Велика перевага не стільки в тому, що використання книги набагато швидше, ніж використання окремих клаптиків паперу, а в тому, що при подвоєнні розміру проблеми ви не подвоюєте обсяг роботи над її вирішенням: пошук по телефону книга, яка вдвічі більша, займає лише пару зайвих секунд: це ім’я, яке я шукаю в першій половині другої половини? Це не займе вдвічі довше, і, отже, телефонні книги масштабуються, але записки - ні. Масштабованість маршрутизації - це застосування поняття масштабованості до проблеми доставки пакетів до потрібного пункту призначення через Інтернет.
Масштабованість в маршрутизації даних
Масштабованість маршрутизації складається з двох питань: площини управління та площини даних.
Площина даних є центральним або розподіленим модулем в маршрутизаторі, який приймає вхідні пакети і пересилає їх до наступного маршрутизатора на шляху до місця призначення. Ця функція повинна для кожного переадресованого пакета знаходити наступний перехід у таблиці пересилання. Два основні механізми для цього - це TCAM, спеціалізована пам'ять із вбудованою апаратною підтримкою для пошуку через неї та звичайна пам'ять, яка шукається за допомогою розширених алгоритмів. Швидкість пошуку не знижується, оскільки розмір таблиці збільшується. Однак розмір TCAM або пам'яті збільшується лінійно (або трохи швидше, ніж для багаторівневого пошуку), що збільшує витрати та енергоспоживання. Крім того, у міру збільшення кількості пошукових таблиць для переадресації за секунду необхідно використовувати більш дорогі та потужні технології. Такі збільшення неминучі, оскільки швидкість інтерфейсу зростає, але також залежить від середнього або найгіршого розміру пакетів та кількості інтерфейсів на пристрій або на лезо / модуль у певних архітектурах маршрутизаторів.
Під час семінару маршрутизації та адресації з архітектури Інтернету, який відбувся в Амстердамі в 2006 році, стверджувалося, що необхідна швидкість пам’яті збільшує швидкість, ніж підвищення продуктивності в нестандартних компонентах, особливо зараз, коли окремі SRAM більше не використовуються. Раніше комп’ютери використовували високошвидкісний SRAM як кеш пам'яті, але в наші дні ця функція включена в сам процесор, тому SRAM вже не є легкодоступним товарним чіпом. Це означає, що витрати на маршрутизатори найвищого класу збільшаться набагато швидше, ніж досі. Однак після семінару з маршрутизації та адреси IAB кілька постачальників маршрутизаторів вийшли та заявили в розмовах та у списках розсилки, що ця проблема наразі не є негайною та що зростання на прогнозованих зараз рівнях не складе проблем у найближчому майбутньому.
Протокол кордону шлюзу
Площина управління складається з маршрутного процесора, який виконує протокол маршрутизації BGP та пов'язані з цим завдання, які повинен виконувати маршрутизатор, щоб мати можливість створювати таблицю переадресації. BGP - це протокол, який Інтернет-провайдери та деякі інші мережі використовують, щоб повідомити один одному, які IP-адреси використовуються, і тому пакети, призначені для цих IP-адрес, можна правильно пересилати. На масштабованість BGP впливає потреба повідомляти оновлення, зберігати їх у маршрутизаторі та обробляти їх. Наразі пропускна здатність для поширення оновлень зовсім не є проблемою. На практиці вимоги до пам’яті для зберігання дедалі більших таблиць BGP можуть створювати проблеми, як правило, це пов’язано з обмеженнями в реалізації маршрутизаторів, доступних у продажу, а не через властиві технологічним проблемам. Маршрутизатор - це в основному комп'ютер загального призначення, який тепер легко може бути вбудований з 16 гігабайт або більше оперативної пам'яті. Наразі сервер маршрутів загальнодоступних маршрутів працює з 1 ГБ оперативної пам’яті і має близько 40 повних каналів BGP з приблизно 560 000 префіксів (цифри грудня 2015 року).
Однак це залишає обробку. Обсяг обробки, необхідний для BGP, залежить від кількості оновлень BGP та кількості префіксів на. Оскільки кількість префіксів на оновлення досить мала, ми ігноруємо цей аспект і просто розглянемо кількість оновлень. Імовірно, окрім будь-якого автономного зростання, кількість оновлень лінійно збільшується за кількістю префіксів. Фактична обробка оновлень BGP дуже обмежена, тому вузьким місцем є час, необхідний для доступу до пам'яті для проведення оновлення. Також під час семінару маршрутизації та адресації IAB була представлена інформація, яка вказує на те, що збільшення швидкості DRAM є досить обмеженим і не може бути в курсі зростання таблиці маршрутизації.
Синхронізація таблиці переадресації
Крім окремих проблем з переадресацією та площиною даних, існує проблема синхронізації таблиці переадресації з таблицею BGP / маршрутизації після оновлень. Залежно від архітектури таблиці переадресації, її оновлення може зайняти досить багато часу. BGP часто описують як протокол маршрутизації "вектора контуру", дуже схожий на протоколи вектора відстані. Як такий, він реалізує дещо модифіковану версію алгоритму Беллмана-Форда, яка, як мінімум, теоретично вимагає кількості ітерацій, рівних кількості вузлів (у випадку BGP: зовнішні автономні системи, а також внутрішні маршрутизатори iBGP ) у графіку мінус один для сходження. На практиці конвергенція відбувається набагато швидше, оскільки не є життєздатним дизайном використовувати якомога довший шлях між двома локаціями в мережі. Однак значна кількість ітерацій у вигляді чітких оновлень, які необхідно обробити, можуть відбутися після однієї події через ефекти множення. Наприклад, у випадку, коли два ASes з'єднуються в двох місцях, одне оновлення в першому AS буде поширюватися двічі на друге AS через кожне з'єднувальне з'єднання. Це призводить до наступних можливих варіантів:
Ні помилок, ні стресу - покроковий посібник зі створення програмного забезпечення, що змінює життя, не руйнуючи ваше життя
Ви не можете покращити свої навички програмування, коли ніхто не піклується про якість програмного забезпечення.
Цей аспект BGP явно не визнається багатьма людьми, хоча такі дослідження, як затухання клаптів маршрутів, загострюють Інтернет-маршрутизацію конвергенції, вирішують цю поведінку.
Зважаючи на вищесказане, ми можемо зробити висновок, що BGP має деякі масштабні проблеми: протокол та маршрутизатори, що його застосовують, не підготовлені до Інтернету, де BGP може управляти п'ятьма мільйонами, і, звичайно, 50 мільйонами індивідуальних префіксів. Однак поточний ріст відносно стабільний і становить близько 16% на рік для IPv4, тому немає жодної причини для негайного занепокоєння. Особливо це стосується IPv6, який наразі має лише 25 000 префіксів у BGP.