Многопутевая маршрутизация

Многопутевая маршрутизация — это метод маршрутизации , использующий одновременно несколько альтернативных путей в сети. Это может дать ряд преимуществ, таких как отказоустойчивость , увеличение пропускной способности и повышение безопасности .

Мобильные сети [ править ]

Чтобы повысить производительность или отказоустойчивость , параллельную многопутевую маршрутизацию (CMR) часто понимают как одновременное управление и использование нескольких доступных путей для передачи потоков данных. Потоки могут исходить от одного приложения или нескольких приложений. Потоку назначается отдельный путь, насколько это возможно, учитывая количество доступных путей. Если потоков больше, чем доступных путей, некоторые потоки будут использовать общие пути. CMR обеспечивает лучшее использование полосы пропускания за счет создания нескольких очередей передачи. Он обеспечивает определенную степень отказоустойчивости: в случае сбоя пути затрагивается только трафик, назначенный этому пути. В идеале также существует альтернативный путь, по которому можно продолжить или перезапустить прерванный поток.

CMR обеспечивает лучшую производительность передачи и отказоустойчивость, обеспечивая одновременную параллельную транспортировку по нескольким несущим с возможностью переназначения прерванного потока, а также за счет балансировки нагрузки по доступным активам. Однако при использовании CMR некоторые приложения могут медленнее предлагать трафик на транспортный уровень, что приводит к нехватке назначенных им путей и недостаточному использованию. Кроме того, переход на альтернативный путь может повлечь за собой потенциально деструктивный период, в течение которого соединение будет восстановлено.

Истинный CMR [ править ]

Более мощная форма CMR (настоящая CMR) выходит за рамки простого представления путей к приложениям, к которым они могут привязываться. True CMR объединяет все доступные пути в один виртуальный путь.

Приложения отправляют свои пакеты по этому виртуальному пути, который демультиплексируется на сетевом уровне. Пакеты распределяются по физическим путям с помощью некоторого алгоритма, например, циклического перебора или взвешенной справедливой очереди. В случае сбоя канала последующие пакеты не направляются по этому пути, и поток непрерывно продолжает поступать к приложению по оставшимся путям. Этот метод обеспечивает значительные преимущества в производительности по сравнению с CMR уровня приложения:

Постоянно предлагая пакеты по всем путям, эти пути используются более полно.
Независимо от того, сколько путей выйдет из строя, пока хотя бы один путь доступен, все сеансы остаются подключенными, и потоки не нужно перезапускать, а за повторное подключение не взимается штраф.

Капиллярная прокладка [ править ]

В сетях и графов теории капиллярная маршрутизация для данной сети представляет собой многопутевое решение между парой узлов источника и назначения. В отличие от маршрутизации по кратчайшему пути или маршрутизации с максимальным потоком , для любой заданной топологии сети существует только одно решение капиллярной маршрутизации.

Капиллярная трасса может быть построена с помощью итеративного процесса линейного программирования , преобразующего однопутный поток в капиллярный маршрут.

Сначала минимизируйте максимальное значение нагрузки на все каналы узла маршрутизации сети.
- Сделайте это, минимизировав значение верхней границы нагрузки , которое применяется ко всем ссылкам.
- Вся масса потока будет поровну разделена по возможным параллельным маршрутам.
Найдите узкие места первого слоя (см. ниже), затем установите для них величину загрузки на найденный минимум.
Дополнительно минимизируйте максимальную нагрузку всех оставшихся ссылок, но теперь без узких мест первого уровня.
- Эта вторая итерация дополнительно уточняет разнообразие путей.
Далее определяем узкие места 2-го сетевого уровня.
- Снова минимизируем максимальную нагрузку всех оставшихся каналов, но теперь уже без узких мест 2-го сетевого уровня.
Повторяйте этот алгоритм до тех пор, пока весь коммуникационный след не окажется в узких местах построенных слоев.

На каждом функциональном уровне сетевого протокола после минимизации максимальной нагрузки на каналы в процессе обнаружения узких мест обнаруживаются узкие места уровня.

На каждой итерации цикла обнаружения мы минимизируем отправку трафика по всем каналам, имеющим максимальную нагрузку и подозреваемым в качестве узких мест.
Каналы, неспособные поддерживать максимальную нагрузку трафика, в конечном итоге удаляются из списка возможных путей.
Процесс обнаружения узких мест останавливается, когда больше нет ссылок, которые нужно удалить, поскольку теперь лучший путь известен.

См. также [ править ]

Многопутевая маршрутизация с равной стоимостью
ИЭЭЭ 802.1ак
Многопутевой TCP
TRILL (Прозрачное соединение множества ссылок)

Ссылки [ править ]

С.-Ж. Ли и М. Герла, «Раздельная многопутевая маршрутизация с максимально непересекающимися путями в одноранговых сетях», Proc. МТП 2001, том. 10, стр. 3201–3205, июнь 2001 г.
А. Насипури, Р. Кастанеда и С.Р. Дас, «Производительность многопутевой маршрутизации для протоколов по требованию в мобильных одноранговых сетях», Мобильные сети и приложения, том. 6, нет. 4, стр. 339–349, август 2001 г.
М.К. Марина и С.Р. Дас «Многопутевая векторная маршрутизация по требованию в одноранговых сетях», Proc. ICNP 2001, стр. 14–23, ноябрь 2001 г.
А. Циригос и З. Дж. Хаас, «Многопутевая маршрутизация при наличии частых топологических изменений», журнал IEEE Communications Magazine, том. 39, нет. 11, стр. 132–138, ноябрь 2001 г.
Х. Лим, К. Сюй и М. Герла, «Производительность TCP при многопутевой маршрутизации в мобильных одноранговых сетях», Proc. МТП 2003, том. 2, стр. 1064–1068, май 2003 г.
А. Циригос и З. Дж. Хаас, «Анализ многопутевой маршрутизации — Часть I: Влияние на коэффициент доставки пакетов», IEEE Trans. Беспроводная связь, вып. 3, нет. 1, стр. 138–146, январь 2004 г.
С. Кард, Ф. Тимс, «Одновременная многопутевая маршрутизация и транспортировка в мобильном беспроводном шлюзе», несекретный документ, представленный на секретной сессии MILCOM 2004, доступный по запросу в службе поддержки на сайте www.critical.com.
Н. Камменхубер, «Маршрутизация, адаптирующаяся к трафику», глава 6.2 «Сопутствующие работы», http://mediatum.ub.tum.de/doc/635601/635601.pdf

Чтобы улучшить сетевую безопасность :

В. Лу и Ю. Фанг, «Подход многопутевой маршрутизации для безопасной доставки данных», Proc. МИЛКОМ 2001, том. 2, стр. 1467–1473, октябрь 2001 г.
СК-Л. Ли, Х.-Х. Лин и Ю.-К. Квок, «Подход к многопутевой специальной маршрутизации для борьбы с небезопасностью беспроводной связи», Proc. МТП 2003, том. 1, стр. 448–452, май 2003 г.
С. Буам и Дж. Бен-Отман, «Безопасность данных в одноранговых сетях с использованием многопутевой маршрутизации», Proc. ПИМРК 2003, вып. 2, стр. 1331–1335, сентябрь 2003 г.
П. Пападимитратос и З. Дж. Хаас, «Безопасная передача данных в мобильных одноранговых сетях», Proc. ACM WiSe 2003, стр. 41–50, сентябрь 2003 г.
Чжи Ли и Ю-Квонг Квок, «Новый подход многопутевой маршрутизации для повышения безопасности TCP в одноранговых беспроводных сетях», Proc. Семинары ICPP, стр. 372–379, июнь 2005 г.

Внешние ссылки [ править ]

Дицзян Хуан. «Библиография по многопутевой маршрутизации» . Архивировано из оригинала 13 октября 2008 г.