По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Перед начало убедитесь, что ознакомились с материалом про построение деревьев в сетях.
Правило кратчайшего пути, является скорее отрицательным, чем положительным экспериментом; его всегда можно использовать для поиска пути без петель среди набора доступных путей, но не для определения того, какие другие пути в наборе также могут оказаться свободными от петель. Рисунок 4 показывает это.
На рисунке 4 легко заметить, что кратчайший путь от A до пункта назначения проходит по пути [A, B, F]. Также легко заметить, что пути [A, C, F] и [A, D, E, F] являются альтернативными путями к одному и тому же месту назначения. Но свободны ли эти пути от петель? Ответ зависит от значения слова "без петель": обычно путь без петель - это такой путь, при котором трафик не будет проходить через какой-либо узел (не будет посещать какой-либо узел в топологии более одного раза). Хотя это определение в целом хорошее, его можно сузить в случае одного узла с несколькими следующими переходами, через которые он может отправлять трафик в достижимый пункт назначения. В частности, определение можно сузить до:
Путь является свободным от петель, если устройство следующего прыжка не пересылает трафик к определенному месту назначения обратно ко мне (отправляющему узлу).
В этом случае путь через C, с точки зрения A, можно назвать свободным от петель, если C не пересылает трафик к месту назначения через A. Другими словами, если A передает пакет C для пункта назначения, C не будет пересылать пакет обратно к A, а скорее пересылает пакет ближе к пункту назначения. Это определение несколько упрощает задачу поиска альтернативных путей без петель. Вместо того, чтобы рассматривать весь путь к месту назначения, A нужно только учитывать, будет ли какой-либо конкретный сосед пересылать трафик обратно самому A при пересылке трафика к месту назначения.
Рассмотрим, например, путь [A, C, F]. Если A отправляет пакет C для пункта назначения за пределами F, переправит ли C этот пакет обратно в A? Доступные пути для C:
[C, A, B, F], общей стоимостью 5
[C, A, D, E], общей стоимостью 6
[C, F], общей стоимостью 2
Учитывая, что C собирается выбрать кратчайший путь к месту назначения, он выберет [C, F] и, следовательно, не будет пересылать трафик обратно в A. Превращая это в вопрос: почему C не будет перенаправлять трафик обратно в A? Потому что у него есть путь, стоимость которого ниже, чем у любого пути через A до места назначения. Это можно обобщить и назвать downstream neighbor:
Любой сосед с путем, который короче локального пути к месту назначения, не будет возвращать трафик обратно ко мне (отправляющему узлу).
Или, скорее, учитывая, что локальная стоимость представлена как LC, а стоимость соседа представлена как NC, тогда:
Если NC LC, то тогда neighbor is downstream.
Теперь рассмотрим второй альтернативный путь, показанный на рисунке 4: [A, D, E, F]. Еще раз, если A отправляет трафик к пункту назначения к D, будет ли D зацикливать трафик обратно к A?
Имеющиеся у D пути:
[D, A, C, F], общей стоимостью 5
[D, A, B, F], общей стоимостью 4
[D, E, F], общей стоимостью 3
Предполагая, что D будет использовать кратчайший доступный путь, D будет пересылать любой такой трафик через E, а не обратно через A. Это можно обобщить и назвать альтернативой без петель (Loop-Free Alternate -LFA):
Любой сосед, у которого путь короче, чем локальный путь к месту назначения, плюс стоимость доступа соседа ко мне (локальный узел), не будет возвращать трафик обратно ко мне (локальному узлу).
Или, скорее, учитывая, что локальная стоимость обозначена как LC, стоимость соседа обозначена как NC, а стоимость обратно для локального узла (с точки зрения соседа) - BC:
Если NC + BC LC, то сосед - это LFA.
Есть две другие модели, которые часто используются для объяснения Loop-Free Alternate: модель водопада и пространство P/Q. Полезно посмотреть на эти модели чуть подробнее.
Модель водопада (Waterfall (or Continental Divide) Model).
Один из способов предотвратить образование петель в маршрутах, рассчитываемых плоскостью управления, - просто не объявлять маршруты соседям, которые пересылали бы трафик обратно мне (отправляющему узлу). Это называется разделенным горизонтом (split horizon). Это приводит к концепции трафика, проходящего через сеть, действующую как вода водопада или вдоль русла ручья, выбирая путь наименьшего сопротивления к месту назначения, как показано на рисунке 5.
На рисунке 5, если трафик входит в сеть в точке C (в источнике 2) и направляется за пределы E, он будет течь по правой стороне кольца. Однако, если трафик входит в сеть в точке A и предназначен для выхода за пределы E, он будет проходить по левой стороне кольца. Чтобы предотвратить зацикливание трафика, выходящего за пределы E, в этом кольце, одна простая вещь, которую может сделать плоскость управления, - это либо не позволить A объявлять пункт назначения в C, либо не позволить C объявлять пункт назначения в A. Предотвращение одного из этих двух маршрутизаторов от объявления к другому называется разделенным горизонтом (split horizon), потому что это останавливает маршрут от распространения через горизонт, или, скорее, за пределами точки, где любое конкретное устройство знает, что трафик, передаваемый по определенному каналу, будет зациклен.
Split horizon реализуется только за счет того, что устройству разрешается объявлять о доступности через интерфейсы, которые оно не использует для достижения указанного пункта назначения. В этом случае:
D использует E для достижения пункта назначения, поэтому он не будет объявлять о доступности в направлении E
C использует D для достижения пункта назначения, поэтому он не будет объявлять о доступности D
B использует E для достижения пункта назначения, поэтому он не будет объявлять о доступности в направлении E
A использует B для достижения пункта назначения, поэтому он не будет объявлять о доступности B
Следовательно, A блокирует B от знания альтернативного пути, который он имеет к месту назначения через C, а C блокирует D от знания об альтернативном пути, который он имеет к месту назначения через A. Альтернативный путь без петель пересекает этот разделенный горизонт. точка в сети. На рис. 12-5 A может вычислить, что стоимость пути C меньше стоимости пути A, поэтому любой трафик A, направляемый в C к месту назначения, будет перенаправлен по какому-то другому пути, чем тот, о котором знает A. C, в терминах LFA, является нижестоящим соседом A.
Следовательно, A блокирует B от знания об альтернативном пути, который он имеет к месту назначения через C, и C блокирует D от знания об альтернативном пути, который он имеет к месту назначения через A. Альтернативный путь без петли будет пересекать эту точку split horizon в сети. На рисунке 5 A может вычислить, что стоимость пути C меньше стоимости пути A, поэтому любой трафик A, направленный в C к месту назначения, будет перенаправлен по какому-то другому пути, чем тот, о котором знает A. В терминах LFA, С является нижестоящим соседом (downstream neighbor) A.
P/Q пространство
Еще одна модель, описывающая, как работают LFA, - это пространство P / Q.
Рисунок 6 иллюстрирует эту модель.
Проще всего начать с определения двух пространств.
Предполагая, что линия связи [E, D] должна быть защищена от сбоя:
Рассчитайте Shortest Path Tree из E (E использует стоимость путей к себе, а не стоимость от себя, при вычислении этого дерева, потому что трафик течет к D по этому пути).
Удалите линию связи [E,D] вместе с любыми узлами, доступными только при прохождении через эту линию.
Остальные узлы, которых может достичь E, - это пространство Q.
Рассчитайте Shortest Path Tree из D.
Удалите канал [E, D] вместе со всеми узлами, доступными только при прохождении по линии.
Остальные узлы, которых может достичь D, находятся в пространстве P.
Если D может найти маршрутизатор в пространстве Q, на который будет перенаправляться трафик в случае отказа канала [E, D]- это LFA.
Удаленные (remote) Loop-Free Alternates
Что делать, если нет LFA? Иногда можно найти удаленную альтернативу без петель (remote Loop-Free Alternate - rLFA), которая также может передавать трафик к месту назначения. RLFA не подключен напрямую к вычисляющему маршрутизатору, а скорее находится на расстоянии одного или нескольких переходов. Это означает, что трафик должен передаваться через маршрутизаторы между вычисляющим маршрутизатором и remote next hop. Обычно это достигается путем туннелирования трафика.
Эти модели могут объяснить rLFA, не обращая внимания на математику, необходимую для их расчета. Понимание того, где кольцо "разделится" на P и Q, или на две половины, разделенные split horizon, поможет вам быстро понять, где rLFA можно использовать для обхода сбоя, даже если LFA отсутствует. Возвращаясь к рисунку 6, например, если канал [E, D] выходит из строя, D должен просто ждать, пока сеть сойдется, чтобы начать пересылку трафика к месту назначения. Лучший путь от E был удален из дерева D из-за сбоя, и E не имеет LFA, на который он мог бы пересылать трафик.
Вернитесь к определению loop-free path, с которого начался этот раздел-это любой сосед, к которому устройство может перенаправлять трафик без возврата трафика. Нет никакой особой причины, по которой сосед, которому устройство отправляет пакеты в случае сбоя локальной линии связи, должен быть локально подключен. В разделе "виртуализация сети" описывается возможность создания туннеля или топологии наложения, которая может передавать трафик между любыми двумя узлами сети.
Учитывая возможность туннелирования трафика через C, поэтому C пересылает трафик не на основе фактического пункта назначения, а на основе заголовка туннеля, D может пересылать трафик непосредственно на A, минуя петлю. Когда канал [E, D] не работает, D может сделать следующее:
Вычислите ближайшую точку в сети, где трафик может быть туннелирован и не вернется к самому C.
Сформируйте туннель к этому маршрутизатору.
Инкапсулируйте трафик в заголовок туннеля.
Перенаправьте трафик.
Примечание. В реальных реализациях туннель rLFA будет рассчитываться заранее, а не рассчитываться во время сбоя. Эти туннели rLFA не обязательно должны быть видимы для обычного процесса пересылки. Эта информация предоставлена для ясности того, как работает этот процесс, а не сосредоточен на том, как он обычно осуществляется.
D будет перенаправлять трафик в пункт назначения туннеля, а не в исходный пункт назначения - это обходит запись локальной таблицы переадресации C для исходного пункта назначения, что возвращает трафик обратно в C. Расчет таких точек пересечения будет обсуждаться в чуть позже в статьях, посвященных первому алгоритму кратчайшего пути Дейкстры.
Сеть 5G появилась относительно недавно, но ученые сейчас во всю проводят исследования над технологией 6G! Что такое 6G? Что можно от него ждать? Давайте обсудим.
Концепция 6G
6G – стандарт мобильной связи шестого поколения, является концептуальной технологией мобильной связи беспроводной сети, также известной как технология мобильной связи шестого поколения.
Сеть 6G станет технологией с интегрированной наземной беспроводной и спутниковой связью. Благодаря интеграции спутниковой связи в мобильную связь 6G, для обеспечения непрерывного глобального покрытия, сетевые сигналы могут достигать любой удаленной деревни.
Кроме того, благодаря глобальной спутниковой системе определения местоположения, телекоммуникационной спутниковой системе, спутниковой системе получения изображений Земли и наземной сети 6G, полный охват земли и воздуха также может помочь людям прогнозировать погоду и быстро реагировать на стихийные бедствия.
Разработка 6G
В 2018 году Финляндия начала исследовать технологии, связанные с 6G.
9 марта 2018 года министр промышленности и информационных технологий Китайской Народной Республики сообщил, что Китай уже начал исследования 6G.
15 марта 2019 года Федеральная комиссия по связи США (FCC) единогласно проголосовала за принятие решения об открытии спектра «ТГц-волна» для услуг 6G.
С 24 по 26 марта 2019 года в Лапландии, Финляндия, состоялась международная конференция по 6G.
20 ноября 2019 года Всемирная конференция 5G 2019 года была проинформирована о том, что China Unicom и China Telecom начали исследование технологий, связанных с 6G.
Какие технологии понадобятся для реализации 6G?
Терагерцовая технология
6G будет использовать терагерцовый (ТГц) частотный диапазон, и «уплотнение» сетей 6G достигнет беспрецедентного уровня. К тому времени наше окружение будет заполнено небольшими базовыми станциями.
Терагерцовая полоса относится к 100 ГГц-10 ТГц, которая является полосой частот, намного превышающей 5 ГГц. От связи 1G (0,9 ГГц) до 4G (выше 1,8 ГГц) частота используемых нами беспроводных электромагнитных волн возрастает. Поскольку чем выше частота, тем больше допустимый диапазон пропускной способности и тем больше объем данных, которые могут быть переданы в единицу времени, что мы обычно просто говорим, что «скорость сети стала быстрее».
Итак, когда речь заходит о «уплотнении» сети в эпоху 6G, значит ли это что нас окружат маленькие базовые станции?
Вообще говоря, существует множество факторов, которые влияют на покрытие базовой станции, таких как частота сигнала, мощность передачи базовой станции, высота базовой станции и высота мобильного терминала. С точки зрения частоты сигнала, чем выше частота, тем короче длина волны и дифракционная способность сигнала.
Частота сигнала 6G уже находится на уровне терагерца, и эта частота близка к спектру энергетического уровня вращения молекулы, и она легко поглощается молекулами воды в воздухе, поэтому расстояние, пройденное в космосе, не так далеко от 5G, поэтому для «ретрансляции» 6G требуется больше базовых станций. Диапазон частот, используемый 5G, выше, чем 4G. Без учета других факторов покрытие базовых станций 5G, естественно, меньше, чем покрытие 4G. При более высокой полосе частот 6G охват базовых станций будет меньше.
Технология пространственного мультиплексирования
6G будет использовать «технологию пространственного мультиплексирования», базовые станции 6G смогут одновременно получать доступ к сотням или даже тысячам беспроводных соединений, а его пропускная способность будет в 1000 раз превышать пропускную способность базовых станций 5G.
Когда частота сигнала превышает 10 ГГц, его основной режим распространения больше не является дифракционным. Для линий распространения вне прямой видимости отражение и рассеяние являются основными методами распространения сигнала. В то же время, чем выше частота, тем больше потери при распространении, тем короче расстояние покрытия и слабее дифракционная способность. Эти факторы значительно увеличат сложность покрытия сигнала. 5G решает эти проблемы с помощью двух ключевых технологий, Massive MIMO и лучевого формирования. 6G расположен в более высокой полосе частот, и дальнейшее развитие MIMO, вероятно, обеспечит ключевую техническую поддержку для 6G.
Как будет выглядеть мир 6G?
Итак, когда технология 6G будет полностью развернута, как будет выглядеть мир? Можно предположить, что скорость сети будет быстрее и стабильнее. Предполагается, что в сети 6G загрузка фильмов в несколько ГБ может занять всего пару секунд на скорости в 1 Тбит/с.
Конечно, помимо того, что он быстрее 5G, он также будет в полной мере применяться в других развивающихся отраслях благодаря быстрому развитию сети. Например, умные города смогут в режиме реального времени передавать условия дорожного движения и решать проблемы пробок. Такие технологии, как AR, также станут реальностью.
Соответствующие исследования предсказывают, что в более позднюю часть эры 5G плотность сетевых подключений, создаваемых устройствами, превысит теоретический предел технологии 5G. Таким образом, ранняя стадия применения 6G заключается в расширении и углублении технологии 5G. Исходя из этого, 6G будет основываться на искусственном интеллекте, периферийных вычислениях и Интернете вещей для достижения глубокой интеграции интеллектуальных приложений и сетей, а затем для разработки виртуальной реальности, виртуальных пользователей, интеллектуальных сетей и других функций.
И, хотя отрасль возлагает большие надежды и предположения на 6G, следует признать, что исследования 6G действительно все еще находятся в зачаточном состоянии, и вся отрасль все еще находится в процессе непрерывного развития.
BGP (Border Gateway Protocol) - это протокол граничного шлюза, предназначенный для обмена информацией о маршрутизации и доступности между автономными системами (AS) в Интернете. Пока не пугайся - к тому, что такое автономная система мы еще вернемся.
Упрощая: BGP - это метод маршрутизации, который позволяет интернету функционировать. Без него вы бы не смогли выполнять поиск в гугле, даже посмотреть эту статью. Можно уверенно сказать, что BGP, наряду с DNS, являются самыми важными для Интернета протоколами.
Существует 2 типа BGP - iBGP для маршрутизации внутри сети, где i обозначает Internal и eBGP для внешней (External) маршрутизации, хотя его обычно называют просто - BGP.
Немного истории
Когда-то во всем интернете было всего лишь несколько сетей, связанных друг с другом статичными маршрутами. То есть админы вручную на роутерах прописывали маршрут до нужной сети - такой маршрут и называется статичным.
Но интернет недолго оставался маленьким. Стало появляться все больше и больше сетей, что потребовало динамического метода обмена информацией о маршрутах. Так появился EGP (Exterior Gateway Protocol) - протокол внешнего шлюза.
Это был простой протокол маршрутизации, который работал по древовидной иерархической топологии, то есть как веточки у дерева. Это когда чтобы добраться до точки E или F, A должен пройти через B, C и D.
Другими словами - при EGP, ни о какой интеллектуальной, как видосы на нашем канале, маршрутизации не могло быть и речи. И когда Интернет стал ещё больше, недостатки EGP стали очевидны всем. Так и появился BGP.
Autonomous System
В самом начале мы обещали вернуться к автономным системам: так вот Autonomous System или AS это сеть или набор подсетей, которые объединены общей внутренней политикой маршрутизации.
Внутри этих подсетей работает свой протокол маршрутизации, например OSPF или EIGRP. Это мы и называем внутренней политикой маршрутизации.
Автономными системами управляют отдельные организации, как правило - интернет-провайдеры, различные ВУЗы, коммерческие компании или крупные корпорации типа Google или Facebook.
Даже ты сейчас сидишь в какой-то AS. Вот например AS в которой находится наша база знаний wiki.merionet.ru.
Каждая AS имеет свой уникальный номер - AS Number (ASN) и диапазон IP адресов, то есть подсеть. А BGP обеспечивает обмен информацией о маршрутах между этими системами.
BGP в деталях
Так как на BGP возложена великая задача – соединение автономных систем во всем Интернете, то он должен быть очень надежным. Так что в самом начале работы, BGP-маршрутизатор инициирует установление TCP сессии на 179 порт к своему соседу
Если TCP-сессия установлена успешно, то BGP-маршрутизаторы начинают обмен сообщениями OPEN в котором сообщают свои номер автономной системы (ASN), идентификатор маршрутизатора, который называется RouterID и Hold timer.
Hold timer это время, в течение которого будет поддерживаться TCP-сессия. Если одному роутеру что-то не понравится, например не совпадёт информация о номере AS, то сообщением NOTIFICATION он уведомит об этом своего соседа и сбросит TCP-сессию.
Соединение по BGP должно быть абсолютно согласовано администраторами автономных систем, желающих организовать стык.
Если, скажем, администратор AS1 запустил процесс BGP на маршрутизаторе R1 указав в качестве соседа R2 и его ASN, а администратор AS2 ничего не настроил, то TCP-сессия не поднимется и системы так и останутся несвязными. Да, все верно, администраторы настраивают BGP вручную.
Если же все условия соблюдаются, то маршрутизаторы, с определенным интервалом, начинают слать друг другу сообщения KEEPALIVE, означающие “Я ещё жив и со мной можно работать!”
Наконец, маршрутизаторы могут приступать к обмену маршрутной информацией по средствам сообщения UPDATE. Структура данного сообщения делится на две части:
Path Attributes (Атрибуты пути) - здесь указывается из какой AS поступил маршрут, его происхождение и следующий маршрутизатор для данного пути.
NRLI (Network Layer Reachability Information) - здесь указывается информация о сетях, которые нужно добавить в таблицу маршрутизации, т.е IP-адрес сети и ее маска.
Сообщение UPDATE будет передаваться каждый раз, когда один из маршрутизаторов получит информацию о новых сетях, а сообщение KEEPALIVE на протяжении всей TCP-сессии.
BGP принимает решения о наилучшем пути на основе текущей сложности маршрута, количестве хопов (то есть точек маршрутизации) и других характеристик пути. BGP анализирует все данные и устанавливает одного из своих соседей в качестве следующей остановки для пересылки пакетов в определенную сеть.
Каждый узел управляет таблицей со всеми известными ему маршрутами для каждой сети и передает эту информацию своим соседним автономным системам. Таким образом, BGP позволяет роутерам собирать всю информацию о маршрутизации из соседних автономных систем и далее анонсировать эту информацию соседям.
Именно таким образом и работает маршрутизация во всем Интернете.
Сбои в работе BGP ни раз приводили к недоступности целых частей Интернета. Помнишь как в октябре 2021 во всем мире прилёг Facebook, а с ним и остальные его сервисы - Instagram, WhatsApp?
Это случилось потому, что из-за ошибки инженеров, информация о маршрутах к серверам Facebook, которая рассылается, как ни странно, по протоколу BGP, была удалена, а это вызвало невозможность разрешения доменного имени Facebook по DNS. Дошло до того, что инженерам FB пришлось выпиливать двери в серверную, чтоб всё починить, потому что система пропусков тоже была завязана на их сервисы и не работала!