Raunarske mree

Rutiranje

Algoritmi rutiranjaAlgoritmi rutiranja

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

Klasifikacija

Globalni algoritmi rutiranja mora postojati znanje o itavoj mrei

Decentralizovani (distribuirani) algoritmiDecentralizovani (distribuirani) algoritmi rutiranja svaki vor zna samo o svojim susedima sa kojima razmenjuje informacijesusedima, sa kojima razmenjuje informacije u najkraim putevima

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

Li k St t l itLink State algoritamOpen Shortest Path First (OSPF)p ( )

S d l b l ih l it Spada u grupu globalnih algoritama za rutiranje jer zahteva znanje o svim vezama u datoj oblasti

Koraci algoritmaKoraci algoritma1. Prevoenje topologije mree u usmereni graf2. Formiranje SPF-stabla za svaki ruter3. Popuna tabela rutiranja

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

1. korak: Prevoenje topologije mree u usmereni grafusmereni graf

1.1. vorove grafa ine:g1.1.1. Ruteri1.1.2. Mree, koje mogu biti:, j g

a) Tranzitne (povezane na bar 2 rutera)b) Terminalne (povezane samo na 1 ruter) ne

utiu na tok algoritma

1.2. Grane grafa ine:g1.2.1. Point-to-point veze izmeu 2 rutera1.2.2. Veze rutera na (lokalnu) mreu

29.12.2010.

( )

Raunarske mree

Rutiranje

1. korak: Prevoenje topologije mree u usmereni grafusmereni graf

1.3. Sve veze su dvosmerne, pri emu se teine iste grane u razliitim smerovima razlikuju! Zatograne u razliitim smerovima razlikuju! Zato se najee svaka grana razbija (prilikom crtanja) na dva zasebna usmerena potega svakicrtanja) na dva zasebna usmerena potega, svaki sa svojom pridruenom teinom.

1.3.1 Izlazne grane iz rutera imaju teinu koju dodeljuje sistem-administrator (ili se izraunava na osnovu kanjenja/protoka kroz vezu)kanjenja/protoka kroz vezu)

1.3.2 Grane koje vode od mree ka ruterima imaju teinu 0. (Ne mora se eksplicitno pisati labela)

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

Ispitni zadatakZa globalnu mreu, zadatu tabelom, skicirati mreu i odrediti sadraj routing tabele u ruteru B primenom Link-State algoritma. Parametri u tabeli zadati su u sledeem formatu: [Oznaka vora, interfejs, IP adresa, teina izlazne grane].

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

1. korak - Crtanje mree

BC1281

8

32BG3

3

7 39

F H JA 223 1911235 32

7 3

DE

I 5

1

24

29.12.2010.

181E 15

Raunarske mree

Rutiranje

2. korak: Formiranje SPF-stabla za svaki ruterruter

Polazei od datog rutera izraunava sePolazei od datog rutera, izraunava se putanja sa najniom cenom do svake odredine mree Za to se koristi Dijk t iodredine mree. Za to se koristi Dijkstrin algoritam.

Rezultat ovog koraka je formiranje (jednostruko povezanog usmerenog grafa)(jednostruko povezanog usmerenog grafa) SPF stabla za dati vor (ruter).

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

Algoritam1 Inicijalizacija:2 N = {A} // N-skup obraenih vorova, A polazni vor3 za sve vorove v3 za sve vorove v4 if (susedi(A, v))5 then D(v) = c(A, v) // D(v) cena puta od A do v6 else D(v) = // c(A v) cena direktne grane od A do w6 else D(v) = // c(A,v) cena direktne grane od A do w 7 8 Loop9 i N t k d j D( ) i i9 nai vor w N tako da je D(w) minimum 10 dodati w u N 11 auriraj D(v) za sve vorove v susedne sa w koji nisu u N: 12 D(v) = min( D(v), D(w) + c(w,v) ) 13 /* nova cena do v je ili stara cena do v ili cena poznatog14 najkrai puta do w plus cena od w do v */

29.12.2010.

15 until all nodes in N

Raunarske mree

Rutiranje

2. korak Primena Dijkstrinog alg.

128 8(-, 0)

(B, 1) (B, 1)

128B

C

G

128

3

1 8

32B(B, 1)

( 3)

B128 C

(C 4)

C

GG

F H

G

JA 223 191123

3

5 37 3

9

( , )(B, 3)

(B, 3)

223

(C, 4) (C, 4)(C, 4)

191

GG

FF HH123

I 52

5 32

(G, 10)

(G, 10)(F, 6)

I

181D

E 15

24

(C, 4)(F, 6)E

(B, 3)E

DDI

181(D, 5)

29.12.2010.

(E, 8) (D, 5)

Raunarske mree

Rutiranje

3. korak: Popuna tabela rutiranjaUnose se s a odredita tabel (tj mree!!!) i a s ako Unose se sva odredita u tabelu (tj. mree!!!) i za svako odredite: D/I flag (direct-indirect flag) D ako je ruter direktno prikljuenD/I flag (direct indirect flag) D ako je ruter direktno prikljuen

na tu mreu, I u suprotnom, Adresa sledeeg rutera na putu ( next hop router ), ukoliko je

th d t lj D fl t lj lj ili diprethodno postavljen D flag ostavlja se prazno ovo polje ili navodi < >

Interfejs (redni broj interfejsa, tj. mrene kartice lokalnog rutera)j ( j j , j g ) Rastojanje (vrednost dobijena Dijkstrinim algoritmom)

Network Mask D/I Next hop (router) Interface Distance

223.45.12.0 255.255.255.0 D < > 1 1

160 45 0 0 255 255 0 0 I 223 45 12 25 1 5

29.12.2010.

160.45.0.0 255.255.0.0 I 223.45.12.25 1 5

Raunarske mree

Rutiranje

3 korak Crtanje routing tabele3. korak Crtanje routing tabele

Network Mask D/I Next hop (router) Int. Dist

223.18.43.0 255.255.255.0 D < > 1 3

128.77.0.0 255.255.0.0 D < > 2 1

191.12.0.0 255.255.0.0 I 128.77.23.220 (C) 2 4

181.99.0.0 255.255.0.0 I 128.77.23.220 (C) 2 5( )

123.0.0.0 255.0.0.0 I 223.18.43.200 (F) 1 6

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

Distance Vector Routing

DVR je:it ti i iterativni

asinhroni idistribuirani distribuirani

Svaki vor, nezavisno od ostalih, vri izraunavanja i prosleuje ih svojim susedimaizraunavanja i prosleuje ih svojim susedima

Algoritam se samostalno zavrava (bez posebnog signala) kada iteracije vie ne menjaju Distancesignala) kada iteracije vie ne menjaju Distance-tabelu.

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

T b l j jTabela rastojanjaDistance-tabela (rastojanja) je osnovna struktura koju koristi DV algoritam i nalazi se u svakom voru. Ima onoliko vrsta koliko i odredita u mrei (broj vorova 1 jer se ne unosikoliko i odredita u mrei (broj_vorova-1, jer se ne unosi tekui vor), a kolona koliko i direktnih suseda.

29.12.2010.

Tabela rastojanja vora E

Raunarske mree

Rutiranje

Terminologija

C(x,z) teina direktne veze x-zk k b li d lj Svaka stavka u tabeli Dx(y,z) predstavlja

rastojanje od vora x do vora y preko vora z (z je direktni sused vora x) i iznosi:

D ( ) C( ) i {D ( )}Dx(y,z) = C(x,z) + minw{Dz(y,w)}

gde je min {Dz(y w)} minimalni elementgde je minw{Dz(y,w)} minimalni element vrste y u tabeli vora z, tj. z-ymin.

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje AlgoritamAlgoritam1 Inicijalizacija:2 za sve susede vora v: 3 DX(*,v) = infty /* operator *znai za sve vrste" */4 DX(v v) = c(X v)4 DX(v,v) = c(X,v)5 za sva odredita, y6 poalji minwD(y,w) svakom od suseda /* w preko svih suseda X-a */ 7 8 loop8 loop9 wait (dok se ne desi promena cene linka ka susedu V10 ili dok se ne primi auriranje od susedaV) 11 12 if (c(X V) je promenjeno za d)12 if (c(X,V) je promenjeno za d) 13 /* promeni cenu ka svim odreditima preko suseda v za d */ 14 /* mapomena: d moe biti i pozitivan i negativan */ 15 za sva odredita Y: DX(Y,V) = DX(Y,V) + d1616 17 else if (primljeno auriranje najkraeg puta od V do odredita Y) 18 /* najkrai put od V do nekog Y se promenilo */ 19 /* V alje novu vrednost za minw DV(Y,w) */ 20 /* nova vrednost je smetena u prom "newval" */20 / nova vrednost je smetena u prom. newval / 21 za odredite Y: DX(Y,V) = c(X,V) + newval22 23 if ako se javi novi minimum minw DX(Y,w) za bilo koje odredite Y24 poalji novu vrednost min DX(Y w) svim susedima

29.12.2010.

24 poalji novu vrednost minw D (Y,w) svim susedima25 26 forever

Raunarske mree

Rutiranje Primer 1Primer 1

min DX(y w)=2minw DX(y,w)=2

minw DX(y,w) = 2 2 8

minw DX(y,w) = 7 3 7

minw DY(z,w) = 1

minw DY(x,w) = 2 2 4

5 1

minw DZ(x,w) = 7 7 3

29.12.2010.

minw DZ(y,w) = 1

w ( , ) 7 3

9 1

Raunarske mree

Rutiranje Primer 2 Promena teinePrimer 2 Promena teineSmanjenje teine grane

Napomena: Sa t ipromenom teine

direktne grane, menja se itava kolona kojase itava kolona koja je sadri !!!

19Zi DY( ) Z

6min DY(x,w) min DZ(x,w)

54 1Y

29.12.2010.Opadanje teine se brzo uravnoteava!

Raunarske mree

Rutiranje

Primer 3 Sporo uravnoteavanjePoveanje teine granej g

19Zmin DY(x,w)

44 iteraci.

54 1Y

( , ) iteraci.

Poveanje teine (loe vesti) izaziva vrlo sporo uravnoteavanje

29.12.2010.

Poveanje teine (loe vesti) izaziva vrlo sporo uravnoteavanje, stvara oscilacije i zahteva mnogo iteracija!

Raunarske mree

Rutiranje

Ispitni zadatakZadatak: Za mreu sa 4 vora, prikazanu na slici, primenom Distance Vector Routing algoritma prikazati postupak punjenja g g p p p p j jtabela rastojanja u svim vorovima. Ako se u trenutku t0, nakon uspostavljanja ravnotenog stanja, teina grane BC

i 1 3 ik i k lj jpromeni sa 1 na 3, prikazati postupak uspostavljanja nove ravnotee.

C

A B

C2 1

7A B

D6 3

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

Reenje

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

Ispitni zadatakZadatak: Za globalnu mreu zadatu tabelom 1 prikazati postupak punjenja tabela rastojanja primenom Distance Vector Routing algoritma. Parametri u tabeli 1 zadati su u sledeem formatu: [Oznaka rutera, interfejs, IP adresa, teina izlazne grane]. Nakon uspostavljanja ravnotenog stanja prikazati kako izgleda routing tabela u ruteru A. Za routing tabelu koristiti sledei format:

Ae1 191.18.64.1/18 3

De0 131.200.11.73/21 3

s0 191.18.192.5/30 5 s0 216.61.12.202/30 5s0 9 . 8. 9 .5/30 5 s0 6.6 . . 0 /30 5

Bs0 191.18.192.9/30 8

Ee0 191.18.128.1/18 3

e0 191.27.64.1/18 3 s1 216.61.12.206/30 6

C

s0 191.18.192.6/30 5

F

s0 220.5.48.5/30 9

s1 191.18.192.10/30 8 s1 216.61.12.201/30 5

s2 220.5.48.6/30 9 s2 216.61.12.205/30 6

29.12.2010.

Tabela.1. Adresna ema globalne mree

Raunarske mree

Rutiranje

ReenjeKonfiguracija sadri 9 mrea i to:Konfiguracija sadri 9 mrea, i to:

N1 191.18.64.0/18 N2 191.27.64.0/18 N3 131.200.11.0/21N4 191.18.128.0/18 N5 191.18.192.4/30 N6 191.18.192.8/30N7 220.5.48.4/30 N8 216.61.12.200/30 N9 216.61.12.204/30

Na sledeoj slici prikazan je prostorni raspored rutera i mrea, tj. nain na koji su povezani.

A

C

De1 s0

s0 s2 s0s1

s0e0

N1 N3N5N7

N8

B

C F

Ee0

s1

s1 s2

s1e0

N2N4N6 N9

U narednim tabelama sa R oznaena je vrsta sa rastojanjima do susednih rutera, a Dirkolona u kojoj se nalaze rastojanja (teine) do direktno poveyanih mrea. (Mogue je navesti i oznake svih rutera kao oznake vrsta u DV tabelama, ali je za ovo reenje to

29.12.2010.

irelevantno i zbog kraeg zapisa postoji samo jedna vrsta R.) Da predstavlja DV tabelu u ruteru A, Db u ruteru B, itd. Simbol ### predstavlja beskonano rastojanje.

Raunarske mree

Rutiranje e1 s0 s0 e0N1 N8A

B

C F

D

e0

s0

s1

s0 s2 s0s1

s2

s0

e0

N1

N2

N3N5

N6

N7

N8

Ae1 191.18.64.1/18 3

s0 191.18.192.5/30 5

s0 191.18.192.9/30 8 B Es1 s1N2

N4N6 N9B e0 191.27.64.1/18 3

C

s0 191.18.192.6/30 5

s1 191.18.192.10/30 8

s2 220.5.48.6/30 9

De0 131.200.11.73/21 3

s0 216.61.12.202/30 5s0 216.61.12.202/30 5

Ee0 191.18.128.1/18 3

s1 216.61.12.206/30 6

s0 220.5.48.5/30 9

F s1 216.61.12.201/30 5

s2 216.61.12.205/30 6

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

29.12.2010.

Raunarske mree

Rutiranje

Routing tabela A:

Network Mask D/I Next hop Interf. Dist.

191 18 64 0 255 255 192 0 D < > e0 3

Routing tabela A:

191.18.64.0 255.255.192.0 D < > e0 3

191.27.64.0 255.255.192.0 I 191.18.192.6 s0 16

131 200 11 8 255 255 248 0 I 191 18 192 6 s0 22131.200.11.8 255.255.248.0 I 191.18.192.6 s0 22

191.18.128.0 255.255.192.0 I 191.18.192.6 s0 23

191.18.192.4 255.255.255.252 D < > s0 5191.18.192.4 255.255.255.252 D s0 5

191.18.192.8 255.255.255.252 I 191.18.192.6 s0 13

220.5.48.4 255.255.255.252 I 191.18.192.6 s0 14

216.61.12.200 255.255.255.252 I 191.18.192.6 s0 19

216.61.12.204 255.255.255.252 I 191.18.192.6 s0 20

29.12.2010.