Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Equivalence Class). В такой класс входят пакеты, не только идущие по одному и тому же маршруту, но и обслуживаемые по одному классу (в терминах дифференцированного обслуживания). Такие пакеты воспринимаются при пересылке одинаково.

Рис. 5.54. Передача IP-пакета через MPLS-сеть

При традиционной маршрутизации с использованием виртуальных каналов невозможно группировать разные пути с разными конечными пунктами в один виртуальный канал, потому что адресат не сможет их различить. В MPLS пакеты содержат не только метку, но и адрес назначения, поэтому в конце помеченного пути заголовок с меткой может быть удален, и дальнейшая маршрутизация может осуществляться традиционным способом — с использованием адреса назначения сетевого уровня.

На самом деле MPLS идет дальше. Этот протокол может работать одновременно на нескольких уровнях, используя несколько меток. Представьте себе несколько пакетов с разными метками (например, если сеть должна по-разному их обрабатывать), которые должны пройти один и тот же путь до определенного адреса. В таком случае мы можем задать для всех пакетов один путь. Когда пакеты, уже имеющие метку, попадают на начало пути, в начало записывается новая метка. Это называется стеком меток. Самая наружная метка служит проводником пакета по пути. В конце пути она удаляется, и оставшиеся метки (если они есть) ведут пакет дальше. Бит S (см. рис. 5.53) позволяет маршрутизатору, удаляющему метку, узнать, остались ли у пакета еще метки. Единичное значение бита говорит о том, что метка — последняя в стеке, а нулевое значение говорит об обратном.

Наконец, остается понять, как устроены таблицы передачи по меткам. В этом вопросе MPLS существенно отличается от традиционных схем с виртуальными каналами. В традиционных сетях пользователь, желающий установить соединение, посылает установочный пакет для создания пути и соответствующей ему записи в таблице. В MPLS этого не происходит, потому что в этом методе вообще отсутствует установочная фаза для каждого соединения (в противном случае пришлось бы менять слишком большую часть существующего программного обеспечения Интернета).

Вместо этого информация, необходимая для передачи, задается специальным протоколом, который совмещает функции протокола маршрутизации и протокола установления соединения. Этот управляющий протокол полностью отделен от передачи меток, что позволяет использовать множество различных управляющих протоколов.

Имеется несколько вариантов этого подхода. Один из них работает следующим образом. При загрузке маршрутизатора выявляется, для каких маршрутов он является пунктом назначения (например, какие префиксы принадлежат его интерфейсам). Для них создается один или несколько FEC, каждому из них выделяется метка, значение которой сообщается соседям. Соседи, в свою очередь, заносят эти метки в свои таблицы пересылки и посылают новые метки своим соседям. Процесс продолжается до тех пор, пока все маршрутизаторы не получат представление о маршрутах. По мере формирования путей могут резервироваться ресурсы, что позволяет обеспечить надлежащее качество обслуживания. В других вариантах устанавливаются другие пути (например, пути управления трафиком, учитывающие неиспользуемую пропускную способность) или создаются пути «по требованию», предоставляющие нужный уровень обслуживания.

Хотя основные идеи MPLS довольно просты, детали этого метода чрезвычайно сложны, причем существует множество вариаций, находящихся в стадии активной разработки. Дополнительную информацию можно найти в книгах (Davie и Farrel, 2008; Davie и Rekhter, 2000).

5.6.6. Протокол внутреннего шлюза OSPF

Итак, мы завершили изучение процесса передачи пакетов в Интернете. Пришло время перейти к новой теме — маршрутизации в Интернете. Как уже упоминалось, Интернет состоит из большого количества независимых сетей или автономных систем (АС), которыми управляют различные организации — компании, университеты, провайдеры. Каждая автономная система может использовать собственный внутренний, или внутридоменный, алгоритм маршрутизации ( intradomain routing). Тем не менее более-менее распространенных стандартных протоколов совсем немного. В данном разделе будет рассмотрена внутридоменная маршрутизация и популярный протокол OSPF. Алгоритм маршрутизации внутри автономной системы называется протоколом внутреннего шлюза( interior gateway protocol). В следующем разделе мы обсудим вопрос маршрутизации между независимыми сетями, или междоменноймаршрутизации ( interdomain routing). В данном случае все сети должны использовать один и тот же алгоритм маршрутизации или протокол внешнего шлюза( exterior gateway protocol). В Интернете используется протокол BGP (Border Gateway Protocol — пограничный межсетевой протокол).