Динамическая маршрутизация
Динамическая маршрутизация (адаптивная маршрутизация) — процесс, при котором маршрутизатор направляет данные по различным маршрутам к заданному пункту назначения, основываясь на текущих условиях каналов связи внутри системы[1][2]. Такой подход позволяет сети сохранять работоспособность и обходить неисправные участки (например, при выходе из строя узла или соединения между узлами), если существуют альтернативные маршруты[3]. Термин «динамическая маршрутизация» чаще всего используется применительно к передаче данных в компьютерных сетях и описывает способность сети «обходить» повреждения, позволяя сохранять максимальное количество рабочих маршрутов при изменении топологии[4].
В системах, не поддерживающих динамическую маршрутизацию, используется статическая маршрутизация, когда маршруты описаны жёстко заданными путями. При изменениях (например, выходе из строя узла или соединения) такие системы не компенсируют потери маршрута. Любая передача данных по затронутому пути в таком случае вынуждена либо ожидать восстановления маршрута, либо завершиться неудачей[5].
Протоколы
Для организации динамической маршрутизации используются различные протоколы маршрутизации. Routing Information Protocol (RIP) относится к классу протоколов на основе векторного расстояния и предотвращает появление маршрутизирующих петель путём ограничения количества прыжков в маршруте от источника к получателю[6]. OSPF использует алгоритм маршрутизации на основе состояния канала и относится к классу внутренних шлюзовых протоколов (IGP)[7]. IS-IS определяет наилучший маршрут передачи данных в сетях с коммутацией пакетов.[7] IGRP и его усовершенствованная версия EIGRP используются маршрутизаторами для обмена маршрутной информацией внутри автономной системы.[7]
Альтернативные пути
Во многих системах применяется механизм маршрутизации с выбором «следующего хопа» (next-hop): при получении пакета на узле, этот узел на лету определяет, по какому из доступных каналов переслать пакет ближе к пункту назначения.
Маршрутизаторы, использующие адаптивные протоколы, такие как Spanning Tree Protocol (STP) для предотвращения петель моста и маршрутизирующих петель, рассчитывают дерево, указывающее наилучшее соединение для доставки пакета. Резервные (избыточные) связи, не входящие в дерево, временно отключаются, пока не произойдёт сбой в основном канале — после этого рассчитывается новое дерево, включающее ранее отключённые связи для обхода неисправного участка.
В других адаптивных протоколах, например в групповой адаптивной маршрутизации, строится группа всех каналов, по которым возможно отправить пакет на следующий шаг. Пакет отправляется по любому из незанятых каналов этой группы. Агрегация каналов превращает совокупность этих связей в единое высокоскоростное соединение[8].
Вне компьютерных сетей
Динамическая маршрутизация встречается и в биологических системах, например, в головном мозге при обработке сенсорных, мнемонических сигналов и принятии решений. Это направление изучается в нейронауках[9].
Примечания
Литература
- Mak, Terrence; Cheung, Peter Y. K.; Lam, Kai-Pui; Luk, Wayne (2011). “Adaptive Routing in Network-on-Chips Using a Dynamic-Programming Network”. IEEE Transactions on Industrial Electronics [англ.]. 58 (8). DOI:10.1109/TIE.2010.2081953.
- Lugones, Diego; Franco, Daniel; Luque, Emilio (2008). “Dynamic Routing Balancing On InfiniBand Networks” (PDF). Journal of Computer Science and Technology [англ.]. 8 (2). Архивировано из оригинала (PDF) 2015-05-06.
- On Self Adaptive Routing in Dynamic Environments — An Evaluation and Design Using a Simple, Probabilistic Scheme (англ.). Yale University. Архивировано 2 сентября 2011 года.
- Comparing Dynamic Routing Protocols (англ.). Network Computing.