Источники нестабильности маршрутов в Internet

Основным симптомом нестабильности маршрутов является исчезновение маршрута из маршрутной таблицы. Такой маршрут может периодически появляться и исчезать; это состояние называют колебанием или мерцанием (flapping) маршрута. На уровне протокола маршрутизации в этом  случае происходит следующее: в BGP посылается сообщение  об обновлении маршрута, а затем этот маршрут сразу же удаляется. Маршрутизатор, который постоянно получает сообщения UPDATE и WITHDRAWN, должен пересылать эти сообщения своим соседям. Эти сообщения приходят во все сети, поддерживающие в глобальной сети Internet протокол BGP. Очевидно, что постоянное поступление этих сообщений в сеть значительно снижает ее производительность.

Ниже приведены факторы, которые вызывают нестабильность маршрутов в сети

Internet.

·                       Нестабильность протокола внутреннего шлюза (Interior Gateway Protocol — IGP).

·                       Дефектны оборудования.

·                       Ошибки в программном обеспечении.

·                       Недостаточная мощность процессора.

·                       Недостаточный объем памяти.

·                       Модернизация и техническое обслуживание сети.

·                       Человеческие ошибки.

·                       Перегруженность соединений.

Нестабильность IGP

Динамическое преобразование IGP-маршрутов в BGP-маршруты может привести к нежелательным колебаниям маршрутов. В этом случае проблемы внутри домена маршрутизации могут распространиться и за его пределы. Как уже отмечалось в главе 6,

"Настройка  параметров  BGP",  статическое  преобразование  маршрутов  в  BGP  может облегчить решение этой проблемы.

Объединение маршрутов на граничных или центральных маршрутизаторах также может снизить потенциальную опасность, связанную с преобразованием маршрутов из IGP в BGP. При объединении маршруты переходят в BGP как один объединенный маршрут. Нестабильность какого-либо из маршрутов, входящих в состав объединенного маршрута, не влияет на стабильность всего объединенного маршрута.

Однако  и  по  сей  день  некоторые  разработчики  сетей  вынуждены  прибегать  к

динамической маршрутизации по ряду причин.

·                       В реализациях протокола BGP разрешается статически объявлять только ограниченное число сетей. Лимит статически объявляемых маршрутов зависит от производителя оборудования и может колебаться. Однако независимо от размеров лимита, если требуется дополнительно задать несколько маршрутов к сетям сверх этого лимита, администраторам придется обратиться к  преобразованию маршрутов из IGP в BGP.

·                       Некоторые администраторы побаиваются, что сети, маршруты к которым они статически объявляют, могут стать недоступными для маршрутизатора. Эти опасения вполне понятны, особенно для случаев, когда маршруты объявляются из различных точек AS. Объявление недоступного маршрута может привести к образованию "черной дыры".

Дефекты оборудования

Дефектные интерфейсы, бракованные узлы или некачественные линии связи также могут влиять на стабильность маршрутов. Интерфейс, который постоянно то отключается, то включается в работу может привести к изменению маршрутной информации. Некоторые дефекты оборудования можно исправить, но в основном они не могут быть устранены силами обслуживающего персонала. Избыточность систем и соединений — одно из важнейших средств обеспечения нормальной работы сети при отказах оборудования или при выходе из строя канала связи, но при физической неисправности узла прерывается процесс маршрутизации, а  это влечет за собой лавинообразные отказы в обслуживании  на всей протяженности маршрута.

Ошибки в программном обеспечении

Ошибки в программном обеспечении (на жаргоне специалистов "баги" – от англ. bugs) могут привести к отказам различных систем и повлиять на стабильность работы всей сети. Разработчики протоколов маршрутизации постарались выявить все дефекты в программном обеспечении перед тем как их продукты поступили на рынок. Однако практически невозможно предусмотреть все ситуации, которые могут возникать в реальных сетях. Администраторам следует всесторонне протестировать новое программное обеспечение или его новые функции в тестовых лабораториях или в наименее критичных к простоям сегментах сети для того, чтобы составить определенное представление о программном обеспечении, прежде чем внедрять его во всей сети.

Недостаточная мощность процессора

Чем больше обновлений маршрутов и сеансов связи обслуживает маршрутизатор, тем большая мощность процессора требуется для выполнения этих операций. Представьте себе маршрутизатор грузовиком с колесной схемой 4×4, а процесс маршрутизации и перегрузку трафика — перевозимым грузом. Удивит ли вас, если такой грузовик испытывает

определенные трудности при движении с грузом в 20 тонн? Правильно подобрать соответствующую мощность процессора очень важно для нормальной маршрутизации  в сети.

Недостаточный объем памяти

Кроме объема памяти, который требуется маршрутизатору для нормальной работы операционной системы, значительный объем памяти необходим для хранения таблиц маршрутов, их кэширования, ведения баз данных и других задач. Маршрутизатор, который исчерпал свою память, может прекратить работу, что приведет к потере информации обо всех маршрутах, которая была получена от других узлов или посылалась на другие узлы.

В терминах протокола BGP, запись с информацией о маршруте состоит из записи в таблице пересылки IP-маршрутов и из соответствующей записи в таблице BGP-маршрутов. Сегодня в таблицах маршрутов сети Internet указывается более 75000 маршрутов, и это число ежемесячно увеличивается. Системы, получающие все маршруты из Internet через одного или нескольких провайдеров, едва справляются с таким объемом информации (если вообще справляются) при наличии 32 Мбайт памяти (для хранения BGP-информации и другой маршрутной информации). Большинство провайдеров старается нарастить объем памяти в своих системах до 96, 128 и даже до 256 Мбайт только для обслуживания маршрутных таблиц. Недостаточный объем памяти очень часто может служить причиной нестабильности, так как маршрутизатор, работавший с недостаточным количеством памяти, в дальнейшем может собирать разрозненную информацию из фрагментированной памяти и стать постоянным (до перезагрузки) источником колебаний маршрутов.

Модернизация и техническое обслуживание сетей

Сети, по сути, — динамические образования. И улучшение производительности, и укрупнение телекоммуникационных узлов, и расширение сети — все это требует внесения изменений в структуру сети. Изменения могут быть также связаны с переходом на новые версии программного обеспечения или сетевого оборудования, добавлением новых соединений, с расширением полосы пропускания или переделкой топологии сети (переезд организации в другие помещения и т.п.).

По очевидным причинам администраторы предпочитают останавливать работу сети в то время, когда она наименее интенсивно используется. В некоторых сетях время простоя не может превышать одного часа даже в ночное время суток, вследствие различий временных зон. Несмотря на эти трудности период модернизации — не то время, когда пользователи испытывают наибольшие проблемы при работе в сети, так как администраторы обычно разрабатывают запасной план и всегда могут вернуться к старой схеме, если новая схема не заработала, как ожидалось. Этот период может длиться и в течении следующего дня, если ошибки в конфигурации или проблемы с программным и аппаратным обеспечением возникнут у пользователя, который только на следующий день включился в работу. Возвращение к старой схеме на этом этапе не является решением проблемы. К сожалению, чтобы исправить подобную ситуацию администраторы иногда начинают добавлять или изменять параметры настройки как говорится "на ходу", что может не только не улучшить, а даже усугубить ситуацию.

Чтобы снизить вероятность нанесения ущерба сети, следует вначале смоделировать изменения, которые вы собираетесь вносить, на нерабочем участке сети, если это возможно. Кроме того, нельзя одновременно вносить сразу несколько изменений, действуйте постепенно шаг за шагом. Например, для провайдера неблагоразумно модернизировать программное обеспечение на основном маршрутизаторе, параллельно заменяя кабели и другое сетевое оборудование. Тщательное планирование и моделирование сети — ключ к проведению успешной модернизации.

Человеческие ошибки

Большинство проблем, связанных с нестабильностью сети, обычно вызваны человеческим фактором, так как администраторы прибегают к различным уловкам при выполнении правил администрирования или перенастраивают систему, не зная возможных последствий этого. Работая с сетью сложной структуры, очень легко допустить ошибку. Фильтрация одного маршрута или сервиса может привести к тому, что вся AS будет изолирована от глобальной сети. Администраторы должны предвидеть проблемы еше до того, как они появятся.

Вот лишь один пример ошибки такого рода. Маршрутизатор может посылать своим соседям BGP-маршрут по умолчанию вида 0.0.0.0. Если вы недостаточно осторожны, трафик может пойти по нежелательному маршруту. Точно так же, как в чьи-то обязанности входит рассылка правильных маршрутов по умолчанию, ваша обязанность -обезопасить себя, т.е. убедиться в том, что вы ‘фильтруете любые нежелательные маршруты по умолчанию, или в том, что процесс протекает именно так, как вы предполагали. Список возможных человеческих ошибок достаточно длинный: кто-нибудь может непреднамеренно объявлять чужие сети, провайдер может неожиданно прекратить объявление маршрута к вашей сети или кто-то объединить сети, не подлежащие объединению. Основное правило в этом случае

—  не думать, что все будут играть по вашим правилам. Другие администраторы {обычно по

невнимательности) руководствуются правилами, которые напрямую конфликтуют с вашими правилами, что может привести к серьезным нарушениям в работе сети и к падению производительности.

Перегруженность соединений

В некоторых случаях выход из строя какого-либо соединения может повлечь за собой перегрузку трафиком другого соединения. Это происходит вследствие того, что через соединение пропускается весь дополнительный трафик и оно работает на пределе своей мощности. Даже если такое соединение имеет достаточную пропускную способность, маршрутизатор может не справляться с дополнительной нагрузкой, если для этого у него нет вычислительных ресурсов.

В процессе борьбы с нестабильностью в реализациях протокола BGP появилось несколько полезных функций. Хотя-эти функции и не решают всех проблем,  они значительно снижают нестабильность маршрутов.

Источник: Сэм Хелеби, Денни Мак-Ферсон, Принципы маршрутизации в Internet, 2-е  издание.  : Пер. с англ. М. : Издательский дом «Вильямс», 2001. — 448 с. : ил. — Парал. тит. англ.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100