Indhold
- Skalerbarhed i dataruting
- Border Gateway-protokol
- Videresend tabel synkronisering
- Ingen fejl, ingen stress - Din trinvis vejledning til oprettelse af livsændrende software uden at ødelægge dit liv
Tag væk:
Routerens skalerbarhed kan i høj grad hjælpes med Border Gateway-protokollen, som hjælper med at rutepakker mere effektivt.
I datalogi er et vigtigt koncept skalerbarhed, eller hvor godt en måde at håndtere en bestemt opgave fortsætter med at arbejde, når størrelsen på opgaven øges. For eksempel fungerer skrivning af telefonnumre på papirbøger ganske godt, når du skal holde styr på et dusin telefonnumre: det tager kun ti sekunder at finde et givet nummer. Men for en by med 100.000 mennesker tager det nu hundrede tusind sekunder (ca. en dag) at finde et nummer. Ved hjælp af en telefonbog til en by med en befolkning på 100.000 tager det cirka et halvt minut at finde et telefonnummer, der følger med et givet navn. Den store fordel er ikke så meget, at det er meget hurtigere at bruge en bog end at bruge individuelle papirsorter, men snarere at når du fordobler størrelsen på problemet, fordoble du ikke arbejdet for at løse det: søgning gennem en telefon en bog, der er dobbelt så stor, tager kun et par ekstra sekunder: er det navn, jeg leder efter i første halvdel af anden halvdel? Det tager ikke dobbelt så lang tid, og telefonbøger er dermed skalerbare, men rester er det ikke. Ved at routere skalerbarhed anvendes forestillingen om skalerbarhed til problemet med at levere pakker til den rigtige destination over internettet.
Skalerbarhed i dataruting
Routerens skalerbarhed består af to problemer: styringsplanet og dataplanet.
Dataplanet er det centrale eller distribuerede modul i en router, der tager indgående pakker og videresender dem til den næste router på vej til deres destination. Denne funktion skal for hver videresendt pakke finde det næste hop i speditionstabellen. De to hovedmekanismer til at gøre dette er en TCAM, en specialiseret hukommelse med indbygget hardwarestøtte til at søge igennem det, og regelmæssig hukommelse, der søges ved hjælp af avancerede algoritmer. Opslagets hastighed falder ikke, når bordstørrelsen øges. TCAM- eller hukommelsesstørrelsen går dog op lineært (eller lidt hurtigere end for opslag på flere niveauer), hvilket øger omkostnings- og strømforbruget. Efterhånden som antallet af opslag til videresendelse af bord pr. Sekund øges, skal der bruges mere dyre og magt-sultne teknologier. Sådanne stigninger er uundgåelige, når interfacehastighederne stiger, men afhænger også af gennemsnitlige eller worst case-størrelser og antallet af grænseflader pr. Enhed eller pr. Blad / modul i visse routerarkitekturer.
Under workshopen om routing og adressering af internetarkitektur, der blev afholdt i Amsterdam i 2006, blev det argumenteret for, at den krævede hukommelseshastighedstigning overstiger ydeevnen i hyldekomponenter, især nu hvor separate SRAM ikke længere er i vid udstrækning. Tidligere brugte computere højhastigheds-SRAM som hukommelsescache, men i disse dage er denne funktion inkluderet på selve CPU'en, så SRAM er ikke længere en let tilgængelig råvarechip længere. Dette betyder, at omkostningerne til routerne med de bedste enheder vil stige meget hurtigere end de hidtil har været. Efter IABs routing- og adresseringsværksted er flere routerudbydere imidlertid kommet ud og erklærede i samtaler og på mailinglister, at dette problem ikke er øjeblikkeligt på dette tidspunkt, og at vækst på de i øjeblikket forudsagte niveauer ikke vil udgøre problemer i overskuelig fremtid.
Border Gateway-protokol
Managementplanet består af en ruteprocessor, der udfører BGP-routingprotokol og relaterede opgaver, der skal udføres af en router for at være i stand til at oprette en viderestillingstabel. BGP er den protokol, som internetudbydere og nogle andre netværk bruger til at fortælle hinanden, hvilke IP-adresser der bruges hvor, så pakker, der er bestemt til disse IP-adresser, kan videresendes korrekt. BGP-skalerbarhed påvirkes af behovet for at kommunikere opdateringer, gemme dem i routeren og behandle dem. På dette tidspunkt er båndbredde til at udbrede opdateringer overhovedet ikke et problem. I praksis kan hukommelseskravene til at gemme stadig større BGP-tabeller udgøre et problem, dette skyldes normalt implementeringsbegrænsninger i kommercielt tilgængelige routere, ikke på grund af iboende teknologiske problemer. En ruteprocessor er dybest set en generel computer, som nu let kan bygges med 16 gigabyte eller mere RAM. I øjeblikket kører Route Views-offentlige ruteserver med 1 GB RAM og har omkring 40 fulde BGP-feeds på cirka 560.000 præfikser hver (december 2015-tal).
Dette efterlader imidlertid behandlingen. Mængden af behandling, der kræves til BGP, afhænger af antallet af BGP-opdateringer og antallet af præfikser pr. Da antallet af præfikser pr. Opdatering er ret lille, ignorerer vi det aspekt og ser bare på antallet af opdateringer. Antagelig forbliver antallet af opdateringer bortset fra al autonom vækst lineært med antallet af præfikser. Den faktiske behandling af BGP-opdateringer er meget begrænset, så flaskehalsen er den tid det tager at få adgang til hukommelse for at udføre en opdatering. Også under IABs rutine- og adresseringsværksted blev der præsenteret information, der indikerer, at stigningen i DRAM-hastighed er ret begrænset og ikke vil være i stand til at følge med i vækst i routingtabellen.
Videresend tabel synkronisering
Bortset fra de separate problemer med videresendelse og dataplan er der problemet med at synkronisere videresendelsestabellen med BGP / routingtabellen efter opdateringer. Afhængig af viderestillingsbordets arkitektur kan det være relativt tidskrævende at opdatere den. BGP beskrives ofte som en "pathvektor" routingprotokol, der meget ligner afstandsvektorprotokoller. Som sådan implementerer den en let modificeret version af Bellman-Ford-algoritmen, som i det mindste i teorien kræver et antal iterationer svarende til antallet af noder (i tilfælde af BGP: eksterne autonome systemer såvel som interne iBGP-routere ) i grafen minus en, der skal konvergeres. I praksis sker konvergens meget hurtigere, fordi det ikke er et levedygtigt design at bruge den længst mulige sti mellem to steder i netværket. Imidlertid kan et betydeligt antal iterationer i form af forskellige opdateringer, der skal behandles, forekomme efter en enkelt begivenhed på grund af multiplikationseffekter. For eksempel, i det tilfælde, hvor to AS'er forbinder hinanden på to placeringer, vil en opdatering i det første AS blive propageret to gange til det andet AS gennem hver sammenkoblingslink. Dette fører til følgende mulige muligheder:
Ingen fejl, ingen stress - Din trinvis vejledning til oprettelse af livsændrende software uden at ødelægge dit liv
Du kan ikke forbedre dine programmeringsevner, når ingen er interesseret i softwarekvalitet.
Dette aspekt af BGP anerkendes ikke eksplicit af mange mennesker, selvom undersøgelser som Route Flap Damping forværrer konvergensen mellem Internet Routing adresserer den resulterende opførsel.
Med det ovenstående i tankerne kan vi konkludere, at BGP har nogle skaleringsproblemer: protokollen og routerne, der implementerer den, er ikke forberedt på et internet, hvor måske fem millioner og bestemt 50 millioner individuelle præfikser skal administreres af BGP. Imidlertid er den nuværende vækst relativt stabil på ca. 16% om året for IPv4, så der er ingen grund til øjeblikkelig bekymring. Dette gælder især for IPv6, der i øjeblikket kun har 25.000 præfikser i BGP.