Rechnernetze Übung 10. Frank Weinhold Professur VSR Fakultät für Informatik TU Chemnitz Juni 2011

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1 Rechnernetze Übung 10 rank Weinhold Professur VSR akultät für Informatik TU hemnitz Juni 2011

2 Das Weiterleiten (Routing) erfüllt die wichtige ufgabe, einzelne Teilstrecken des Kommunikationsnetzes so zu verbinden, dass eine nde-zu-nde-kommunikation zwischen den angeschlossenen Teilnehmern möglich wird. Kategorisierung der Verfahren Wo ist der Routingalgorithmus lokalisiert? Wie dynamisch ist das Routingverfahren?

3 Zentral (in einem Netzkontrollzentrum) Zentrale hat Wissen über das komplette Netz auch als globales Routing bezeichnet Berechnung optimaler Wege möglich Dezentral (verteilt auf die Vermittlungsknoten) Knoten kennen Initial nur ihre Nachbarn Distanz-Vektor-lgorithmen kein Knoten hat Wissen über das komplette Netz Knoten kennt nie die komplette Route von einer Quelle zu einer Senke Link-State-lgorithmen Knoten hat Wissen über die gesamte Netztopologie alle Knoten haben (im stabilen Zustand) die gleiche Sicht auf das Netz verteilt Broadcast Routing Hot Potato Distance Vector Routing / Link State Routing statisches Routing Delta Routing zentral zentralisiertes Routing statisch dynamisch

4 vorstellbar als Wegweiser man kennt nicht den gesamten Weg zum Ziel, aber immer die nächste Richtung und ntfernung Berlin 170km München 330km ursprünglicher Routing-lgorithmus, der im rpanet (als RIP) eingesetzt wurde Distanz (Hops) ist Routing-Metrik jedes System kennt die Distanz zu allen anderen Systemen im Netz aktuelle Distanzen werden zwischen Nachbarn ausgetauscht (dvertisement) Beispiel: Routing Information Protocol (RIP)

5 u v B Ziel Hops u 1 w v 2 w 2 x 3 z D x y 3 z 2 Von zu Subnetzen y N N (N/-/1) (N/-/1) B (N/-/-) (N/-/-) B(N//2) (N//2) D (N/-/-) D (N/-/-) (N/-/-) (N/-/-) Router (Ziel/nächster Router/ Hops)

6 N N (N/-/1) (N/-/1) B (N//2) (N//2) B(N//2) (N//2) D (N//3) D (N//3) (N/B/3) (N/B/3) Router (Ziel/nächster Router/ Hops) berechnet Routing verteilt periodischer ustausch von Distanz-Vektoren Bellman ord lgorithmus jeder Knoten kennt Initial nur Kosten zu seinen direkten Nachbarn jeder Knoten pflegt Tabelle mit möglichen Zielen, den Gesamtkosten zu diesem Ziel und den Namen der ersten Station jeder Knoten schickt sein Wissen periodisch an alle Nachbarn bei IP alle 30 Sekunden ein Knoten, der Informationen erhält, aktualisiert seine Tabelle ktualisieren bedeutet ist noch keine Information über Ziel bekannt, dann Information speichern ist Information bekannt, dann prüfen, ob neue Information eine günstigere Strecke ermöglicht

7 Probleme: langsame Konvergenz (einheitliche Sicht auf Netz) bei gewichteten Links können Routing-Schleifen entstehen sehr langsame Propagierung von Kostensteigerungen oder usfällen bei einer maximalen usdehnung des Netzes von 1 Hops beträgt Dauer bereits sieben Minuten gute Nachrichten verbreiten sich schnell, schlechte nur langsam ount-to-infinity-problem Infinität bezeichnet Unerreichbarkeit eines Ziels (= Hop-ount 16) Hop-ount bezeichnet nzahl Router, die entlang eines Pfades bis zum Zielnetz durchlaufen werden müssen RIP spezifiziert, dass alle Knoten zyklisch an ihre Nachbarn senden, welche Netzwerke sie mit wie viel Hops erreichen können. In jedem Zyklus aktualisieren die Knoten ihre Tabelle anhand der Information die sie bekommen. B Iteration Konten B sendet an : Ich kann mit 1 Hop erreichen. Knoten empfängt Nachricht von B und aktualisiert seine Tabelle. Stand nach 1. Iteration

8 B Iteration (Verbindung von B zu unterbrochen) Konten B kann nicht mehr erreichen. Knoten sendet an B: Ich kann mit 2 Hops erreichen. Knoten B aktualisiert seine Tabelle. B Iteration Konten B sendet: ich kann mit 3 Hops erreichen. Knoten empfängt Nachricht von B und passt seine Tabelle an. B Iteration (Verbindung von B zu unterbrochen) Konten B kann nicht mehr erreichen. Knoten sendet an B: Ich kann mit 4 Hops erreichen. Knoten B aktualisiert seine Tabelle. B Iteration Konten B sendet: ich kann mit Hops erreichen. Knoten empfängt Nachricht von B und passt seine Tabelle an. Dies schaukelt sich solange hoch, bis 16Hops erreicht sind. Dann erkennen beide, dass nicht mehr erreichbar ist. Da beide Router auf Basis der empfangen Information ihre Tabelle jedesmal aktualisieren, erhöht sich der Hop-ount ständig.

9 vorstellbar als Landkarte man hat eine Übersicht der gesamten Topologie und kann sich den besten Weg zum Ziel selbst berechnen Berlin München benutzt Dijkstra lgorithmus zur Bestimmung kürzester Wege jeder Knoten kennt alle Verbindungen im Netz Vorteile konvergiert schneller als RIP (alle Router haben einheitliche Sicht auf das Netzwerk) keine Routing Loops mehrere Metriken parallel Lastverteilung auf mehrere Pfade Probleme hoher Speicherverbrauch

10 Mehrstufiger blauf rkennung der Nachbarn (Hello-Pakete) erzeuge Link-State-Paket bsender, Seq.-Nr., lter, Liste mit allen direkten Nachbarn + jeweiligen Kosten verteile Link-State-Paket an alle anderen Router im Netz (nicht nur Nachbarn) prinzipiell luten mit Sequenznummern zusätzlich Vernichten von Duplikaten, Zerstören der Information nach gewissem lter etc. alle Router besitzen identische Kenntnis der gesamten Netztopologie jeder Router berechnet den kürzesten Pfad zu jedem anderen Router (z.b. mit Dijkstra-lgorithmus)

11 1 D 1 2 [] B D 1. Initialer Zustand: bstand zu allen unendlich 2. bstand zu direkt erreichbaren Knoten bestimmen, die noch nicht betrachtet wurden. Kosten berechnen (vorhergehende Kosten + Kosten zu diesem Knoten) Kosten, Quellknoten) Kosten nur in Tabelle eintragen wenn günstiger 3. Günstigsten Knoten auswählen (alle schon besuchten ignorieren) und 2. 1 D 1 2 [] B D 2,, 1, Welcher Knoten hat kleinstes Gewicht und wurde noch nicht betrachtet? D

12 1 D 1 2 3>2 verwerfen [] B [D] 2,, 1, 2,D 3,D 4,D Welcher Knoten hat kleinstes Gewicht und wurde noch nicht betrachtet? oder B 1 D 1 2 [] B [D] [] 2,, 1, 2,D 4, 4,D 3, Welcher Knoten hat kleinstes Gewicht und wurde noch nicht betrachtet? B

13 1 D 1 2 >3 verwerfen [] [B] [D] [] 2,, 1, 2,D 4, 4,D 3,,B Welcher Knoten hat kleinstes Gewicht und wurde noch nicht betrachtet? 1 D 1 2 [] [B] [] [D] [] 2,, 1, 2,D 4, 4,D 8, 3, Welcher Knoten hat kleinstes Gewicht und wurde noch nicht betrachtet?

14 1 D 1 2 lle Nachbarn von wurden schon besucht [] [B] [] [D] [] [] 2,, 1, 2,D 4, 4,D 3, D [] [B] [] [D] [] [] 2,, 1, 2,D 4, 4,D 3, Bestimmung des kürzestes Pfades: Vom Ziel rückwärts zur Quelle (4) (2) D(1) (0)

15 Was ist die kürzeste Route von nach G? Was ist die kürzeste Route von B nach D? 2 4 B D 1 3 G