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計(jì)值到無窮

2019-11-04 11:33:08
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供稿:網(wǎng)友

在前一節(jié)所舉的例子中,惟一的故障發(fā)生在連接C和D的鏈路上。路由器能夠收斂到新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過另一條路徑恢復(fù)對網(wǎng)關(guān)路由器D上網(wǎng)絡(luò)的訪問。假如D自身發(fā)生故障會造成更嚴(yán)重的結(jié)果。前面例子中的收斂過程開始于D能夠通知B發(fā)生了鏈路故障。假如是D,而不是到C的鏈路出現(xiàn)故障;B和C就都不能收到更新,通知它們拓?fù)浒l(fā)生了變化。

這種情況下收斂到新拓?fù)淠軐?dǎo)致一種稱為計(jì)值到無窮的現(xiàn)象。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)變得完全不能訪問時(shí),基于如下錯(cuò)誤的想法:存在另一個(gè)路由器能訪問那個(gè)不可達(dá)的目的地,這種情形中的路由器會計(jì)值R I P度量到無窮。

為了從路由角度顯示這種災(zāi)難性故障所帶來的內(nèi)在危險(xiǎn)性,重新考慮收斂圖中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在圖1 2 - 1 2中,路由器D發(fā)生故障。
計(jì)值到無窮(圖一)
圖12-12 路由器D發(fā)生故障

由于路由器D發(fā)生故障,位于網(wǎng)絡(luò)之中的所有主機(jī)從外部不能再被訪問。路由器C,在沒有收到路由器D的6個(gè)連續(xù)更新之后,會作廢掉C - D路由,并且廣播其為不可到達(dá)。這一點(diǎn)顯示在圖1 2 - 1 3中。路由器A和B對路由失效一無所知直到接到C的通知。

此時(shí),A和C相信通過B能到達(dá)D。它們會重新計(jì)算自己的路由,包括這條更高耗費(fèi)的迂回線路。圖1 2 - 1 4顯示了這一點(diǎn)。

這兩個(gè)路由器向它們的直接相鄰路由器B發(fā)送它們的下一個(gè)更新報(bào)文,路由器B,已經(jīng)超時(shí)了自己至D的路由,相信通過A或C仍能訪問D。顯然,這樣是不可能的,因?yàn)锳和C依靠于B剛作廢的鏈路。實(shí)質(zhì)上,在A、B、C之間形成了一個(gè)環(huán),這個(gè)環(huán)的形成是由下面的錯(cuò)誤想法形成的,即A和C通過對方仍能到達(dá)路由器D。這是因?yàn)槎叨加械紹的連接,而B有一條到D的連接。
計(jì)值到無窮(圖二)
圖12-13 路由器C作廢了C-D路由
計(jì)值到無窮(圖三)
圖12-14 A和C相信它們能通過B訪問D

更新的每次疊代過程,耗費(fèi)度量會因額外的下一跳而遞增到已經(jīng)計(jì)算過的環(huán)上。這種形式的循環(huán)是由于時(shí)間延遲而引起的,而這種時(shí)間延遲是通過相鄰者發(fā)送更新報(bào)文的獨(dú)立收斂過程的特點(diǎn)。

理論上講,節(jié)點(diǎn)最終會熟悉到D是不可達(dá)的。然而,要想說出什么時(shí)候才能收斂幾乎不可能。這個(gè)例子準(zhǔn)確地反映了為什么R I P對無窮的解釋設(shè)成如此小的值。一旦一個(gè)網(wǎng)絡(luò)不可訪問,通過更新來遞增量度到實(shí)用值時(shí)必須中止此過程。這意味著這個(gè)上界要設(shè)為多大,當(dāng)計(jì)值到此上界時(shí)才能公布一個(gè)目的地不可達(dá)。任何上界和一個(gè)路由網(wǎng)絡(luò)的直徑限制相對應(yīng)。在R I P例子中,它的最初設(shè)計(jì)者覺得1 5跳對一個(gè)自治系統(tǒng)來說早已足夠大。比這更大的系統(tǒng)可以使用更復(fù)雜的路由協(xié)議。

R I P使用三種方法來避免計(jì)值到無窮循環(huán)問題:
·分割水平線。
·帶抑制逆轉(zhuǎn)位的分割水平線。
·觸發(fā)更新。

1. 分割水平線
可以很明顯地看出,上一節(jié)所描述的循環(huán)問題可以通過邏輯應(yīng)用而得到防止,描述這個(gè)邏輯的術(shù)語為分割水平線。雖然R I P不支持分割水平線,但是理解了它有助于理解它所使用的稍復(fù)雜一些的變體—帶抑制逆轉(zhuǎn)位的分割水平線。

分割水平線的實(shí)質(zhì)是,假設(shè)假如一條路由是從一個(gè)特定路由器處學(xué)習(xí)來的, R I P節(jié)點(diǎn)不廣播關(guān)于這個(gè)特定路由的更新到這個(gè)相鄰路由器。圖1 2 - 1 5顯示了這一點(diǎn)。
計(jì)值到無窮(圖四)
圖12-15 分割水平線

在圖1 2 - 1 5中,路由器支持分割水平線邏輯。因此,路由器C (支持到路由器D的惟一路徑)不能收到從路由器A發(fā)來的關(guān)于網(wǎng)絡(luò)D的更新。這是因?yàn)锳 (甚至B )的這條路由信息依靠于C。這種分割循環(huán)的簡單方法是非常有效的,但卻有嚴(yán)重的功能限制:忽略掉廣播來的反向路由,每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須等到至不可達(dá)目的地的路由超時(shí)。

在R I P中,只有在6個(gè)更新消息沒有更新一個(gè)路由之后才發(fā)生超時(shí)。因此,一個(gè)被錯(cuò)誤通知的節(jié)點(diǎn)把關(guān)于不可達(dá)目的地的信息錯(cuò)誤地通知給其他節(jié)點(diǎn)的可能性有5種。就是這個(gè)延時(shí)可能造成無效路由信息形成環(huán)。由于這個(gè)不足, R I P支持一個(gè)稍加改動的版本稱為帶抑制逆轉(zhuǎn)的分割水平線。

2. 帶抑制逆轉(zhuǎn)的分割水平線
簡單的分割水平線策略試圖通過中止把信息反傳給其發(fā)送者來控制環(huán)。雖然這種方法有效,但是有更有效的方法來中止循環(huán)。帶抑制逆轉(zhuǎn)的分割水平線采用了一種更主動的方法來中止環(huán)。

這種技術(shù)實(shí)際上是通過設(shè)置路由的度量為無窮來抑制環(huán)的形成。圖1 2 - 1 6顯示了這一點(diǎn)。
計(jì)值到無窮(圖五)
圖12-16 帶毒逆轉(zhuǎn)的分割水平線

如圖1 2 - 1 6所顯示的,路由器A能給路由器B提供關(guān)于如何到達(dá)路由器D的信息,但此路由的度量為1 6。因此,路由器B不能更新它的路由表,因?yàn)楸碇行畔⒛芨玫氐竭_(dá)目的地。實(shí)際上,A廣播它不能到達(dá)D,這是真實(shí)的信息。這種廣播能立即有效地打破環(huán)。

一般來講,在距離-向量網(wǎng)絡(luò)中帶抑制逆轉(zhuǎn)的分割水平線比單純的分割水平線更安全。然而,二者都不是完美的。帶抑制逆轉(zhuǎn)的分割水平線在只有兩個(gè)網(wǎng)關(guān)的拓?fù)渲心苡行У胤乐孤酚森h(huán)。然而,在更大的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中, R I P仍然會發(fā)生計(jì)值到無窮的問題。為了確保這樣的無限循環(huán)盡可能早地被發(fā)現(xiàn), R I P支持觸發(fā)更新。

3. 觸發(fā)更新
在三個(gè)網(wǎng)關(guān)連到一個(gè)公共網(wǎng)絡(luò)的情況下,仍然會形成路由環(huán),這個(gè)環(huán)是由于網(wǎng)關(guān)之間彼此欺騙造成的。圖1 2 - 1 7顯示了這一點(diǎn)。在這個(gè)圖中有三個(gè)網(wǎng)關(guān)連到路由器D,它們是A、B和C。

在路由器D發(fā)生故障的情況下,路由器A可能相信路由器B仍可以訪問路由器D,路由器B可能相信路由器C仍可以訪問路由器D,而路由器C可能相信路由器A仍可以訪問路由器D,結(jié)果形成了一個(gè)無限路由環(huán),圖1 2 - 1 8顯示了這一點(diǎn)。

分割水平線邏輯在這種情況下因路由作廢前的延時(shí)而喪失作用。R I P使用一種不同的技術(shù)來加速收斂過程,這種技術(shù)稱為觸發(fā)更新。觸發(fā)更新是協(xié)議中的一個(gè)規(guī)則,它要求網(wǎng)關(guān)在改變一條路由度量時(shí)立即廣播一條更新消息,而不管3 0秒更新記時(shí)器還剩多少時(shí)間。

觸發(fā)更新通過把延遲減到最小從而克服了路由協(xié)議的脆弱性。

4. 保持計(jì)時(shí)器
觸發(fā)更新不是萬能的!更新不會瞬時(shí)地傳遍整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。因此,有可能(但不太可能)一個(gè)網(wǎng)關(guān)在從另一個(gè)網(wǎng)關(guān)處收到觸發(fā)更新之前恰好發(fā)送了一個(gè)周期性的更新報(bào)文。在這種情況下,無效路由會在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中被再次傳播。雖然,發(fā)生這種情況的可能性非常低,但是在一個(gè)R I P網(wǎng)絡(luò)之中還是有可能出現(xiàn)計(jì)值到無窮的循環(huán)(即使使用了觸發(fā)更新)。

對這種潛在問題的解決方法是使用保持計(jì)時(shí)器。保持計(jì)時(shí)器和觸發(fā)更新邏輯一同使用。實(shí)質(zhì)上,一旦產(chǎn)生觸發(fā)更新報(bào)文,一個(gè)時(shí)鐘就會開始向下計(jì)數(shù)直到0。一旦計(jì)時(shí)器遞減到0,路由器就不再接收從任何相鄰路由器處發(fā)來的關(guān)于此路由或目的地的更新。
計(jì)值到無窮(圖六)
圖12-17 三個(gè)通向D的網(wǎng)關(guān)

計(jì)值到無窮(圖七)
圖12-18 三個(gè)網(wǎng)關(guān)計(jì)值到無窮

這種方式防止R I P路由器接收已經(jīng)在一個(gè)配置時(shí)間內(nèi)被作廢了的路由更新。也能防止路由器錯(cuò)誤地認(rèn)為另一個(gè)路由器有到達(dá)無效目的地的可靠路由。


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