Высокопроизводительные программно-аппаратные средства конфигурирования маршрутизаторов на основе количественной оценки качества работы

• Автор: Альтман, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

1. Критерии эффективности маршрутизаторов
1.1. Работа маршрутизаторов и критерии ее оценки
1.2. Количественный критерий эффективности работы маршрутизаторов
1.3. Оценка времени выполнения алгоритмов сетевых устройств
1.4. Выводы по главе
2. Алгоритмы работы сетевых устройств
2.1. Применение теории множеств для описания сетевых алгоритмов
2.2. Представление данных в вычислительных устройствах
2.2.1 Списки и деревья
2.2.2 Структуры данных для быстрой обработки пакетов
2.3. Применение теории графов для анализа алгоритмов маршрутизации
2.3.1 Термины и обозначения
2.3.2 Взвешенные графы и потоки в сетях
2.4. Выводы по главе
3. Сетевые протоколы и их реализация в маршрутизаторах
3.1. Основы межсетевого взаимодействия
3.2. Общие принципы проектирования компьютерных сетей
3.3. Обобщенная модель обработки пакетов в сетевом устройстве
3.4. Обобщенная модель протоколов маршрутизации
3.5. Алгоритмы нахождения маршрута
3.6. Фильтрация и управление трафиком
3.7. Обеспечение качества обслуживания
3.8. Алгоритмы повышения производительности маршрутизаторов
3.9. Выводы по главе

4. Количественная оценка параметров маршрутизаторов
4.1. Экспериментальная проверка результатов
4.2. Количественная оценка работы маршрутизаторов по
построению таблиц маршрутизации
4.2.1 Оценка времени сходимости
4.2.2 Оценка объема служебного трафика
4.2.3 Рекомендации по количественной оценке работы
маршрутизаторов по построению таблиц маршрутизации
4.3. Количественная оценка работы маршрутизаторов при
передаче пакетов
4.3.1 Определение времени поиска маршрута в таблице
маршрутизации
4.3.2 Определение времени пересылки пакета по внутренней магистрали
4.3.3 Определение времени фильтрации пакетов
4.3.4 Расчет количественной оценке работы маршрутизаторов при передаче пакетов
4.4. Выводы по главе
5. Практическая оценка эффективности работы маршрутизаторов
5.1. Корпоративная компьютерная сеть
5.2. Оценка работы протоколов маршрутизации
5.3. Оценка работы маршрутизаторов при передаче пакетов
5.4. Рекомендации по модернизации сети
5.5. Общие рекомендации по проектированию компьютерных сетей и настройке маршрутизаторов
5.6. Выводы по главе

Одними из наиболее перспективных и быстроразвивающихся направлений развития информационных технологий являются системы и устройства телекоммуникаций и, прежде всего, компьютерные сети. Их перспективность определяется всеобщей информатизацией общества, внедрением компьютеров в науку, производство, бизнес, обучение и другие отрасли человеческой деятельности, а также необходимостью интеграции информационных систем. Развитие компьютерных сетей происходит как в плане роста количества подключенных к ним узлов, так и увеличением объемов передаваемого трафика.
Основы сетевых технологий изложены в работах В. Г. Олифер, Н. А. Олифер [78, 79], М. В. Кульгина [64, 65]. Оригинальные научные разработки в исследуемой области приводятся в работах JI. И. Абросимова [1-12], В. М. Вишневского [44] и других. Наибольший вклад в развитие рассматриваемой области науки внесли зарубежные ученые. Прежде всего, стоит отметить университетские центры, такие как Massachusetts Institute of Technology (MIT) [139] и Berkeley University of California [107], а также научные центры крупных фирм производителей, таких как Cisco Systems [108, 108], Nortel Networks [141], Juniper Networks [143], Foundry Networks [130], 3COM [145], Microsoft [138, 140] и других.
Одной из актуальных задач проектирования и администрирования компьютерных сетей является настройка маршрутизаторов, осуществляющих передачу информации в пакетном режиме. При этом большой проблемой является задача анализа и разработки методов конфигурирования маршрутизаторов с помощью количественной оценки их работы. Под конфигурацией маршрутизатора понимается состав и настройка как программного, так и аппаратного обеспечения устройства. Актуальность проблемы определяется высокой сложностью настройки современных сетевых

Уменьшение размера таблицы маршрутизации способствует более производительной работе устройства. При небольшой таблице для определения оптимального маршрута для пересылки пакета требуется меньшее количество вычислительных ресурсов. Кроме того, упрощается работа протоколов маршрутизации. Основным средством-уменьшения таблицы маршрутизации является также суммирование. При этом в таблице храниться информация только о суммарном маршруте, а не обо всех подсетях.
Под агрегацией сетевого трафика поднимется объединение большого числа низкоскоростных каналов в небольшое число широкополосных, связывающих маршрутизаторы уровня ядра и уровня доступа.
На уровне доступа решаются следующий три задачи:
- формирование сетевого трафика;
- контроль доступа к сети;
- выполнение других функций пограничных устройств.
Сетевое устройство уровня доступа должно формировать трафик, т.е. подключать пользователей к сети, ограничивать от перегрузки канал связи и т. д. Не допускается их использовать для передачи транзитного трафика.
Кроме того, эти устройства обеспечивают контроль доступа к сети. Другими словами выполняют фильтрацию пакетов, обеспечивают безопасность сети.
Факультативно устройства уровня доступа могут выполнять дополнительные функции: маркировка пакетов для маршрутизации,
осуществляемой в соответствии с критериями качества обслуживания, терминирование туннелей, измерение объема и учет трафика, маршрутизация по правилам и т. д.
Основной стратегией, позволяющей решить перечисленные задачи, является суммирование адресов. Суммирование адресов подразумевает создание иерархической структуры. С этой точки зрения идеальной является древовидная топология сети. Однако, такая топология имеет недостаток с точки зрения надежности.