Компьютерные сети. 6-е изд. - Эндрю Таненбаум

без взаиморасчетов). Остальные правила служат главным образом для выбора коротких маршрутов и реализации «раннего выхода». В последнем случае выбираются маршруты от внешней АС вместо полученных от внутреннего маршрутизатора. Той же цели служит и выбор маршрутов с наименьшей стоимостью пути IGP к пограничному маршрутизатору.

Как это ни удивительно, мы лишь слегка коснулись вопроса использования BGP. Для более подробной информации см. спецификацию BGP версии 4 в RFC 427 и другие RFC. Но помните, что большинство трудностей касаются политики маршрутизации, о которой не говорится в спецификации этого протокола.

Регулирование междоменного трафика

Как уже говорилось в этой главе, операторам сетей часто приходится настраивать параметры и конфигурацию сетевых протоколов для управления загруженностью сети и недопущения перегрузок. Такие методы регулирования трафика широко применяются при использовании BGP. Оператор контролирует выбор маршрутов протоколом, чтобы управлять поступлением трафика в сеть или его выходом из сети. В первом случае процесс называется регулированием входящего трафика (inbound traffic engineering), во втором — регулированием исходящего трафика (outbound traffic engineering).

Наиболее распространенный способ регулирования входящего трафика сводится к тому, чтобы корректировать то, как маршрутизаторы устанавливают атрибут локального приоритета для отдельных маршрутов. Например, можно присвоить более высокое значение приоритета всем маршрутам, полученным от АС конкретного клиента. Таким образом оператор гарантирует, что при наличии возможности всегда будет выбираться один из них, а не, скажем, транзитный маршрут. Регулирование исходящего трафика — более сложный процесс, поскольку протокол BGP не позволяет одной АС сообщать другой о том, как выбирать маршруты (именно поэтому они и называются автономными). Но оператор может отправлять маршрутизаторам соседних сетей косвенные сигналы, чтобы контролировать, как они выбирают маршруты. Один из распространенных способов — искусственно увеличить длину пути АС путем многократного повторения собственной АС сети в объявлении маршрута, то есть произвести префиксацию пути АС (AS path prepending). Другой подход — использовать самый длинный совпадающий префикс, просто разбив его на несколько мелких (более длинных) префиксов так, чтобы восходящие маршрутизаторы предпочитали маршруты с такими префиксами. Например, маршрут для префикса /20 можно разбить на маршруты для двух префиксов /21, четырех префиксов /22 и т.д. Этот подход, однако, приводит к некоторым затратам, поскольку таблицы маршрутизации разрастаются, а при превышении определенного порога их размера маршрутизаторы начинают фильтровать объявления маршрутов.

5.7.8. Многоадресная интернет-рассылка

Обычно IP-связь устанавливается между одним отправителем и одним получателем. Но для некоторых приложений полезна возможность отправки сообщения одновременно большому количеству получателей. Это может быть спортивная трансляция для множества зрителей, рассылка программных обновлений для пула реплицируемых серверов и цифровые телеконференции с участием нескольких собеседников.

IP поддерживает многоадресную рассылку при использовании адресов класса D. Каждый такой адрес соответствует группе хостов. Для обозначения номера группы может быть использовано 28 бит, то есть одновременно могут существовать 250 млн групп. Когда процесс отправляет пакет по адресу класса D, протокол прилагает максимальные усилия по его доставке всем членам группы, но не дает гарантий. Некоторые хосты могут не получить пакет.

Диапазон IP-адресов 224.0.0.0/24 зарезервирован для многоадресной рассылки в локальной сети. В таком случае протокол маршрутизации не требуется. Пакеты передаются всей LAN с помощью широковещания с указанием группового адреса. Все хосты сети получают пакет, но обрабатывают его только члены группы. За пределы LAN пакет не передается. Вот некоторые примеры групповых адресов:

224.0.0.1 — все системы LAN;

224.0.0.2 — все маршрутизаторы LAN;

224.0.0.5 — все OSPF-маршрутизаторы LAN;

224.0.0.251 — все DNS-серверы LAN.

В других случаях члены группы могут располагаться в разных сетях. Тогда протокол маршрутизации необходим. Но для начала маршрутизаторы, передающие многоадресные сообщения, должны знать, какие хосты входят в группу. Процесс может попросить свой хост присоединиться к какой-либо группе или покинуть ее. Каждый хост следит за тем, в какие группы входят его процессы в текущий момент. Когда последний процесс хоста покидает группу, хост больше не является ее участником. Примерно раз в минуту каждый многоадресный маршрутизатор рассылает пакет с запросом на все хосты своей LAN (естественно, по локальному групповому адресу 224.0.0.1) с просьбой сообщить о группах, к которым они принадлежат в данный момент. Многоадресные маршрутизаторы не обязаны находиться там же, где обычные. Каждый хост отсылает обратно ответы для всех интересующих его адресов класса D. Эти пакеты запросов и ответов используются протоколом управления группами в интернете (Internet Group Management Protocol, IGMP). Он описан в RFC 3376.

Для построения связующего дерева, позволяющего получить пути от отправителей до всех членов группы, используются различные протоколы многоадресной маршрутизации.

О соответствующих алгоритмах мы уже говорили в разделе 5.2.8. Внутри АС чаще всего используется протокольно-независимая многоадресная рассылка (Protocol Independent Multicast, PIM). Существует несколько ее вариантов. При PIM в плотном режиме (Dense Mode PIM) создается усеченное дерево, построенное методом продвижения по встречному пути. Этот вариант подходит, когда члены группы находятся во всех частях сети, например, при рассылке файлов на многочисленные серверы сети дата-центра. При PIM в разреженном режиме (Sparse Mode PIM) создаются связующие деревья, похожие на деревья с основанием в ядре. Такой вид PIM может использоваться, к примеру, когда поставщик контента транслирует ТВ-сигнал абонентам своей IP-сети. Также разработан вариант PIM с указанием конкретного источника (Source-Specific Multicast PIM). Наконец, если члены группы находятся в нескольких АС, для построения многоадресных маршрутов нужны специальные расширения BGP или туннелирование.

30 Эта сказка (которую многие считают русской народной) на самом деле была написана англичанином Робертом Саути. В ней медведи — крошечный, среднего размера и огромный — были не семейством, а просто друзьями. — Примеч. ред.

31 Число молекул в моле любого вещества или число атомов в моле простого вещества; обозначается как NA, реже L. NA = 6,022 140 76 × 1023 моль–1. — Примеч. ред.

32 Во Франции шифрование возможно при условии передачи ключа правительственным органам. — Примеч. науч. ред.

33 Американский бейсболист, известный парадоксальными высказываниями, «йогизмами». — Примеч. ред.

5.8. Политика сетевого уровня

В последние годы управление трафиком тесно связано с сетевой политикой, поскольку доминирующей составляющей общего трафика стало потоковое видео, а интернет-соединение теперь все чаще представляет собой прямое подключение между контент-провайдерами и сетями доступа. Существует две проблемы сетевого уровня, касающиеся сетевой политики: пиринговые споры и приоритизация трафика (которую иногда связывают с сетевым нейтралитетом). Далее мы подробно рассмотрим оба этих вопроса.

5.8.1. Пиринговые споры

Хотя протокол BGP является техническим стандартом, в конечном итоге любое сетевое соединение — это деньги за маршрутизацию. Трафик направляется по тем путям, которые приносят наибольшую выгоду поставщикам услуг и транзитным сетям; при этом оплата