Contenuto
- Scalabilità nel routing dei dati
- Protocollo gateway di confine
- Sincronizzazione della tabella di inoltro
- Nessun bug, nessuno stress: la tua guida passo passo alla creazione di software che ti cambia la vita senza distruggere la tua vita
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La scalabilità del routing può essere notevolmente supportata dal Border Gateway Protocol, che aiuta a instradare i pacchetti in modo più efficiente.
In informatica, un concetto importante è scalabilitào il modo in cui un modo di gestire una determinata attività continua a funzionare all'aumentare della dimensione dell'attività. Ad esempio, scrivere numeri di telefono su ritagli di carta funziona abbastanza bene quando è necessario tenere traccia di una dozzina di numeri di telefono: bastano dieci secondi per trovarne uno. Ma per una città con 100.000 persone, ora ci vogliono centomila secondi (circa un giorno) per trovare un numero. Utilizzando una rubrica per una città con una popolazione di 100.000 abitanti, ci vuole circa mezzo minuto per trovare un numero di telefono che corrisponde a un determinato nome. Il grande vantaggio non è tanto che l'utilizzo di un libro è molto più veloce rispetto all'utilizzo di singoli ritagli di carta, ma piuttosto che quando si raddoppia la dimensione del problema, non si raddoppia la quantità di lavoro per risolverlo: cercare attraverso un telefono un libro che è due volte più grande richiede solo un paio di secondi in più: è il nome che sto cercando nella prima metà della seconda metà? Non ci vuole il doppio del tempo, e quindi le rubriche telefoniche sono scalabili ma non gli scarti. La scalabilità del routing sta applicando il concetto di scalabilità al problema della consegna dei pacchetti alla giusta destinazione su Internet.
Scalabilità nel routing dei dati
La scalabilità del routing consiste di due problemi: il piano di gestione e il piano dati.
Il piano dati è il modulo centrale o distribuito in un router che prende i pacchetti in arrivo e li inoltra al router successivo nel loro cammino verso la loro destinazione. Questa funzione deve trovare per ogni pacchetto inoltrato l'hop successivo nella tabella di inoltro. I due meccanismi principali per farlo sono un TCAM, una memoria specializzata con supporto hardware integrato per la ricerca attraverso di essa e memoria normale che viene cercata utilizzando algoritmi avanzati. La velocità delle ricerche non diminuisce all'aumentare delle dimensioni della tabella. Tuttavia, la dimensione del TCAM o della memoria aumenta in modo lineare (o un po 'più veloce di quella per le ricerche multi-livello), il che aumenta i costi e il consumo di energia. Inoltre, con l'aumentare del numero di ricerche della tabella di inoltro al secondo, è necessario utilizzare tecnologie più costose e assetate di energia. Tali aumenti sono inevitabili all'aumentare della velocità dell'interfaccia, ma dipendono anche dalla dimensione media o peggiore dei pacchetti e dal numero di interfacce per dispositivo o per blade / modulo in alcune architetture di router.
Durante il seminario di routing e indirizzamento di Internet Architecture tenutosi ad Amsterdam nel 2006, è stato affermato che gli aumenti della velocità di memoria richiesti superano gli aumenti delle prestazioni dei componenti standard, soprattutto ora che SRAM separate non sono più ampiamente utilizzate. In precedenza, i computer utilizzavano SRAM ad alta velocità come cache di memoria, ma oggigiorno tale funzione è inclusa nella CPU stessa, quindi SRAM non è più un chip di merce facilmente disponibile. Ciò significa che i costi per i router di fascia più alta aumenteranno molto più velocemente di quanto non siano stati finora. Tuttavia, dopo l'officina di routing e indirizzamento IAB, diversi venditori di router sono emersi e hanno affermato nelle conversazioni e nelle mailing list che questo problema non è immediato in questo momento e che la crescita ai livelli attualmente previsti non creerà problemi nel prossimo futuro.
Protocollo gateway di confine
Il piano di gestione è costituito da un elaboratore di route che esegue il protocollo di routing BGP e attività correlate che devono essere eseguite da un router per poter creare una tabella di inoltro. BGP è il protocollo utilizzato dagli ISP e da alcune altre reti per comunicare a vicenda quali indirizzi IP vengono utilizzati dove, in modo che i pacchetti destinati a tali indirizzi IP possano essere inoltrati correttamente. La scalabilità di BGP è influenzata dalla necessità di comunicare aggiornamenti, archiviarli nel router ed elaborarli. Al momento, la larghezza di banda per propagare gli aggiornamenti non è affatto un problema. In pratica, i requisiti di memoria per l'archiviazione di tabelle BGP sempre più grandi possono rappresentare un problema, ciò è generalmente dovuto alle limitazioni di implementazione nei router disponibili in commercio, non a causa di problemi tecnologici intrinseci. Un elaboratore di route è sostanzialmente un computer per scopi generici, che ora può essere facilmente creato con 16 gigabyte o più RAM. Attualmente, il server di route pubblica di Route Views funziona con 1 GB di RAM e ha circa 40 feed BGP completi di circa 560.000 prefissi ciascuno (cifre di dicembre 2015).
Tuttavia, questo lascia l'elaborazione. La quantità di elaborazione richiesta per BGP dipende dal numero di aggiornamenti BGP e dal numero di prefissi per. Poiché il numero di prefissi per aggiornamento è piuttosto piccolo, ignoreremo quell'aspetto e vedremo solo il numero di aggiornamenti. Presumibilmente, a parte qualsiasi crescita autonoma, il numero di aggiornamenti aumenta linearmente con il numero di prefissi. L'elaborazione effettiva degli aggiornamenti BGP è molto limitata, quindi il collo di bottiglia è il tempo necessario per accedere alla memoria per eseguire un aggiornamento. Anche durante l'officina di routing e indirizzamento IAB, sono state presentate informazioni che indicano che l'aumento della velocità DRAM è piuttosto limitato e non sarà in grado di tenere il passo con la crescita della tabella di routing.
Sincronizzazione della tabella di inoltro
Oltre ai problemi di inoltro e piano dati separati, esiste il problema di sincronizzare la tabella di inoltro con la tabella BGP / di routing dopo gli aggiornamenti. A seconda dell'architettura della tabella di inoltro, l'aggiornamento potrebbe richiedere molto tempo. BGP è spesso descritto come un protocollo di routing "vettore di percorso", molto simile ai protocolli di vettore di distanza. Come tale, implementa una versione leggermente modificata dell'algoritmo Bellman-Ford, che, almeno in teoria, richiede un numero di iterazioni pari al numero di nodi (nel caso di BGP: sistemi autonomi esterni e router iBGP interni ) nel grafico meno uno da convergere. In pratica, la convergenza avviene molto più rapidamente perché non è un progetto praticabile utilizzare il percorso più lungo possibile tra due posizioni nella rete. Tuttavia, un numero significativo di iterazioni sotto forma di aggiornamenti distinti che devono essere elaborati può verificarsi dopo un singolo evento a causa degli effetti di moltiplicazione. Ad esempio, nel caso in cui due AS si colleghino in due posizioni, un aggiornamento nel primo AS verrà propagato due volte al secondo AS attraverso ciascun collegamento di interconnessione. Questo porta alle seguenti possibili opzioni:
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Non puoi migliorare le tue capacità di programmazione quando a nessuno importa della qualità del software.
Questo aspetto di BGP non è esplicitamente riconosciuto da molte persone, sebbene studi come lo smorzamento del deflettore del percorso esacerbano la convergenza del routing Internet affrontino il comportamento risultante.
Tenendo presente quanto sopra, possiamo concludere che BGP ha alcuni problemi di ridimensionamento: il protocollo e i router che lo implementano non sono preparati per un Internet in cui forse BGP deve gestire cinque milioni e certamente 50 milioni di singoli prefissi. Tuttavia, l'attuale crescita è relativamente stabile a circa il 16% all'anno per IPv4, quindi non vi è motivo di preoccupazione immediata. Ciò è particolarmente vero per IPv6, che attualmente ha solo 25.000 prefissi in BGP.