路由要有新規則

2019-11-05 00:35:46

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供稿：網友

　　從本質上講，路由器技術是一套指導我們如何將數據包從此處傳遞到彼處的算法。它的主要工作是為經過路由器的每個數據包尋找一條最佳傳輸路徑，并將其有效地傳送到目的地。因而，選擇最佳路徑的策略（即路由算法）是路由器的要害所在。
　　
　　■Internet路由解決大問題
　　在電話網中，每進行一次通話就完成了一次路由。帶寬問題只在連接重要站點時才予以考慮，可能只有一小部分用來完成非凡通信。因為通話往往要持續幾分鐘，在通話的同時也完成了路由操作。但在Internet上，當我們把數據包發往它們各自的目的地時，必須進行的計算量大得驚人。每個路由器都要同相鄰的設備交換往來的信息，并計算使用的路徑，以及在接下來的幾分鐘或幾個小時里使用的路由，直到出現某些變化為止。
　　
　　在結構簡單的網絡中，路由協議工作起來顯得得心應手。但是，隨著網絡規模的不斷擴大以及網絡的更加復雜化，必須引入一些重要技術，如開放最短路徑優先(OSPF)、中間系統到中間系統(IS-IS)和Cisco系統專用增強內部網關路由協議(EIGRP)等。在Internet中，必須依靠這些協議形成穩定的網絡。
　　
　　在各網絡之間，通常采用邊緣網關協議（BGP）。確切地說，它不是路由協議，而是一種信息分配協議。每個網絡操作員都要制訂“路由規則”，以便確定哪些信息將向外界發布，哪些信息將從相鄰網絡上接收。當采用BGP進行路由信息分配時，首先根據這些路由規則過濾掉不需要的部分，再對剩下的信息進行選擇。事實上，針對一組特定地址選定的路徑不一定是最好的，它往往是選擇某個鄰近的路由器，或是途經網絡節點最少的一條通路，或是按照其他的某個標準選擇一條路徑。實際上，路由規則謀求的不只是一條在給定時間內能傳輸盡可能多的信息的線路，它首先要決定在傳輸過程中誰同誰建立連接的問題。
　　
　　■路由缺陷不容忽視
　　目前，在Internet路由規則上還存在著一系列問題。路由器分布于網絡中的數量很大，如何有效地治理其地址空間以及多宿主網絡（具有多個服務器提供者的網絡）的信息量，現在還沒得到很好的解決。
　　
　　散布各處的路由器的數量很大，而且還在不斷增長。對于這兩點，任何人都不會感到驚異，因為Internet正在廣為傳播，它的增長速度極快。90年代初期制定的關于ip地址的分配原則遠非最佳方案，假如不加改變地沿用下去的話，也許早在1994年的某一天，就已耗盡了全部IP地址。
　　
　　這一缺陷已得到修補，我們啟用了無級互聯網絡域名路由技術。該技術引入了地址塊的概念，它由一個可變長度的地址前綴加上宿主部分組成。這樣可以將系統隱藏在網絡地址轉換器后面的個人地址空間中。人們從服務器提供者保留的存儲庫那里獲取他們各自的地址，這也就是我們所謂的邏輯地址。
　　
　　在應用了這項技術后，主干網路由表的增長穩定了好幾年。但在最近的兩年中，路由表再度開始了指數增長，這個問題目前還沒到很嚴重的地步，據說是因為存儲器相當便宜。但它會帶來麻煩是遲早的事。
　　
　　很顯然，問題出在多重宿主的網絡環境中。以往，我們處理需要提供多種網絡服務的做法是，為所有的服務提供者各分配一個單獨的地址塊。但是，密集的地址分配策略可能導致一些小型網絡很難獲得此類地址。一種可行的方案是先從某個服務提供者那里獲得一個地址前綴，再由此連向所有的服務提供者，然后選擇路由。現在所有的邊緣網絡都有了各自通向主干網的路徑，看來這一點足可以解釋為什么路徑通告會增長得如此迅速。人們想要知道什么樣的規則能夠限制這種增長，尤其是在路由器比較多的地方。
　　
　　聚合間隔是指主干網對最佳路徑達成一致所需要的時間,通常為數分鐘或數十分鐘不等。有一種修正方法能把這個時間縮減到大約30秒左右，但30秒仍是一段不短的時間。這種情況下，當你正在與別人通信時，假如線路忽然斷了，為了找到一條替換路徑，沒準還得花費好幾分鐘時間。
　　
　　盡管看起來有點希奇，但的確可能出現這樣的情形：假如存在一條更好的路徑，那么相鄰路由器之間的意見不一致，有可能導致信息在其間徘徊達數分鐘，形成所謂的路由環，因為各個路由器都認為對方存在一條更好的路徑。在一個像Internet這樣的分布式系統上，要想把聚合間隔降低到零是很困難的，能把這段時間縮短到秒或毫秒級，就相當不錯了。
　　
　　總之，有時候我們選取的路由并非是最佳的。例如，去年8月29日，IETF所屬的Internet結構委員會試驗性地追蹤了從澳大利亞首都堪培拉的澳洲電信公司分別到新加坡電信的Web服務器和新加坡頂級域名服務器的路徑。這兩個系統都位于新加坡市區，兩者之間在拓撲結構上僅差幾個節點，然而它們所需的時間和路徑長度卻大相徑庭。通向域名服務器的線路途經美國洛杉磯，三次連續訪問分別耗時501毫秒、648毫秒和504毫秒。顯然，這段路徑太長、延遲太大（幾乎可與地球同步衛星繞地球一圈相比）且波動范圍很寬。相比之下，到新加坡電信的路徑則好得多，它同澳洲電信能直接連接，三次間隔時間分別為113毫秒、114毫秒和113毫秒。毫無疑問，這種差別是由于采用了不同的規則造成的。
　　
　　綜上所述，最大的現實問題可能存在于聚合間隔時間和多宿主網絡上。隨著Internet提供的各種服務日益增多，人們渴望這些現實問題盡快得到解決。有效地為多宿主網絡配置地址，或許是一項可采用的地址策略，RFC 2260建議采用拓撲編址，但其可行性還有待進一步的實踐證實。
　　
　　然而，要從根本上解決聚合間隔問題，可能需要新一代的邊緣網關路由協議。人們已經知道，快速收斂路由的失敗，是由于缺乏一種供BGP使用的信息分配算法造成的。目前，某些更好的算法已經存在，接下來的要害問題是要發展一種使用這些算法的新協議。

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