Ji°φ Peterka: Co je Φφm ... v poΦφtaΦov²ch sφtφch (49):

Sm∞rovßnφ v TCP/IP sφtφch - IV.

Ji₧ minule jsme si ale takΘ °ekli, ₧e vedlejÜφ brßny spadaly pln∞ do kompetence provozovatel∙ p°φsluÜn²ch skupin sφtφ, kterΘ tyto brßny propojovaly (zatφmco vÜechny hlavnφ brßny spravovala jedinß centrßlnφ autorita). Tito provozovatelΘ pak m∞li za ·kol vhodn∞ zve°ejnit informace o dostupnosti sv²ch dφlΦφch sφtφ systΘmu hlavnφch bran, kter² se o n∞ ji₧ dokßzal sßm pod∞lit. Otßzkou ovÜem bylo, jak toto zve°ejn∞nφ zajistit.

Pokud byla p°es hlavnφ brßnu p°ipojena k pßte°nφ sφti jen jedinß dφlΦφ sφ¥, byla situace trivißlnφ. ╚ast∞ji ale byly k pßte°nφ sφti p°ipojovßny v∞tÜφ celky - celΘ skupiny dφlΦφch sφtφ, vzßjemn∞ propojen²ch vedlejÜφmi brßnami. Zde ji₧ byl zapot°ebφ vhodn² mechanismus, kter² by krom∞ vlastnφho jednorßzovΘho zve°ejn∞nφ umo₧nil takΘ nezbytnou pr∙b∞₧nou aktualizaci sm∞rovacφch informacφ ve vztahu k hlavnφm brßnßm.

ProblΘmem vÜak nebyla ani tak technickß strßnka v∞ci, jako spφÜe strßnka organizaΦnφ: kterß z vedlejÜφch bran mß p°edßvat pot°ebnΘ sm∞rovacφ informace soustav∞ hlavnφch bran?

Krom∞ toho zde byl jeÜt∞ jeden d∙le₧it² aspekt. Nov∞ p°ipojovanΘ skupiny vzßjemn∞ propojen²ch sφtφ byly Φasto samy o sob∞ rozsßhlΘ konglomerßty, kterΘ d°φve fungovaly jako samostatnΘ internet-y (s mal²m "i"), a m∞ly tedy ji₧ vybudovßny a implementovßny vlastnφ mechanismy a prost°edky °φzenφ a sprßvy. Jejich provozovatelΘ si samoz°ejm∞ cht∞li i nadßle udr₧et kontrolu nad sv²mi sφt∞mi, ale souΦasn∞ s tφm zφskat takΘ vÜechny v²hody, plynoucφ z p°φmΘho napojenφ na Internet.

╪eÜenφm pak bylo p°ijetφ koncepce tzv. autonomnφch systΘm∙ (autonomous systems). Jejich myÜlenka je velmi jednouchß: vzßjemn∞ propojenΘ sφt∞, kterΘ spadajφ pod spoleΦnou sprßvu, budou tvo°it jedin² autonomnφ systΘm, za kter² bude pln∞ odpovφdat jeho provozovatel. SouΦasn∞ s tφm vÜak bude existovat jednotn² zp∙sob vzßjemnΘho p°edßvßnφ sm∞rovacφch informacφ mezi jednotliv²mi autonomnφmi systΘmy, kter² budou vÜichni povinni dodr₧ovat. Jin²mi slovy: v rßmci svΘho vlastnφho systΘmu mß ka₧d² mo₧nost zajistit si p°enos a aktualizaci sm∞rovacφch ·daj∙ podle svΘho, ale navenek musφ vÜichni postupovat jednotn∞.

Obr. 49.1.: P°edstava autonomnφch systΘm∙

Aby toto °eÜenφ bylo d∙slednΘ, stala se autonomnφm systΘmem takΘ p∙vodnφ pßte°nφ sφ¥, resp. celß soustava hlavnφch bran. Tφm se celß struktura Internetu logicky zjednoduÜila na jedin² strom, jeho₧ ko°enem je prßv∞ autonomnφ systΘm, tvo°en² soustavou hlavnφch bran - viz obrßzek 49.1, srovnej s obr. 48.1. a 48.2.

Pro vzßjemnou komunikaci mezi autonomnφmi systΘmy pak byl navr₧en pot°ebn² protokol EGP (Exterior Gateway Protocol). Ten vychßzφ z p°edstavy, ₧e v rßmci ka₧dΘho autonomnφho systΘmu je jedna brßna pov∞°ena p°edßvßnφm sm∞rovacφch informacφ navenek. Tato brßna, jejφ₧ v²b∞r je pln∞ v moci sprßvce p°φsluÜnΘho autonomnφho systΘmu, je pak oznaΦovßna jako externφ brßna (exterior gateway). Prost°ednictvφm protokolu EGP pak tato brßna komunikuje s externφmi brßnami jin²ch autonomnφch systΘm∙ - viz obrßzek 49.2.

Obr. 49.2.: P∙sobnost protokol∙ EGP a IGP

Protokol EGP umo₧≥uje, aby se jeden autonomnφ systΘm nejprve dohodl s jin²m, ₧e si sm∞rovacφ informace v∙bec budou vym∞≥ovat (nebo si je takΘ mohou odmφtnout p°edßvat). Dßle umo₧≥uje, aby jednotlivΘ autonomnφ systΘmy pravideln∞ testovaly dostupnost druh²ch autonomnφch systΘm∙ (tj. testovaly, zda spojenφ s nimi je pr∙chodnΘ). Hlavnφm ·kolem protokolu EGP vÜak je pravideln² p°enos sm∞rovacφ ·daj∙ a informacφ o pr∙b∞₧n²ch zm∞nßch.

Protokol EGP je tedy prost°edkem, pomocφ kterΘho m∙₧e autonomnφ systΘm informovat jinΘ autonomnφ systΘmy o dostupnosti dφlΦφch sφtφ v rßmci vlastnφho autonomnφho systΘmu, a naopak zφskßvat informace o cestßch do dφlΦφch sφtφ v jin²ch autonomnφch systΘmech. V Internetu ale vzhledem k jeho konkrΘtnφ stromovitΘ topologii staΦφ, kdy₧ jednotlivΘ autonomnφ systΘmy p°edßvajφ pot°ebnΘ sm∞rovacφ informace soustav∞ hlavnφch bran (kterß je sama o sob∞ autonomnφm systΘmem).

Ka₧d² autonomnφ systΘm vÜak smφ zve°ej≥ovat ·daje o dostupnosti pouze pro ty dφlΦφ sφt∞, kterΘ spadajφ pod jeho sprßvu, tedy jen pro dφlΦφ sφt∞ v rßmci vlastnφho autonomnφho systΘmu. Nesmφ fungovat jako prost°ednφk, kter² by sßm zve°ej≥oval ·daje, zφskanΘ od jinΘho autonomnφho systΘmu.

Jednou ze zajφmav²ch vlastnostφ protokolu EGP je skuteΦnost, ₧e sice p°enßÜφ ·daje o "dΘlkßch" cest do jednotliv²ch dφlΦφch sφtφ, ale pak je ji₧ nepou₧φvß. V d∙sledku toho vlastn∞ pracuje jen informaci o tom, zda cesta do p°φsluÜnΘ dφlΦφ sφt∞ existuje Φi nikoli. To mß zajφmav² d∙sledek: kdyby do n∞kterΘ dφlΦφ sφt∞ existovalo vφce mo₧n²ch cest, p°φsluÜnΘ brßny by nem∞ly podle Φeho mezi nimi vybφrat. Proto jsou p°i vzßjemnΘm propojovßnφ autonomnφch systΘm∙ zakßzßny takovΘ topologie, kterΘ by p°ipouÜt∞ly vφce mo₧n²ch cest do stejn²ch cφlov²ch sφtφ. Protokol EGP tedy poΦφtß pouze se stromovitou strukturu, co₧ ale v p°φpad∞ Internetu pln∞ postaΦuje.

Pokud jde o p°enos sm∞rovacφch informacφ v rßmci jednotliv²ch autonomnφch systΘm∙, zde majφ jejich provozovatelΘ mo₧nost vlastnφho v²b∞ru. Mezi mo₧nosti, kterΘ se jim nabφzφ, pat°φ takΘ samotn² protokol EGP, kter² lze pou₧φvat i "uvnit°" autonomnφch systΘm∙ (povinn² je pouze "vn∞", mezi autonomnφmi systΘmy). DalÜφ, dosti rozÜφ°enou mo₧nostφ je protokol RIP (Routing Information Protocol), prost°ednictvφm kterΘho si jednotlivΘ vnit°nφ brßny autonomnφho systΘmu p°edßvajφ ·daje o tom, do kter²ch cφlov²ch sφtφ vede z kterΘ brßny cesta a jak je dlouhß (m∞°eno v poΦtu mezilehl²ch sφtφ). Ka₧dß z bran si pak na zßklad∞ t∞chto ·daj∙ sama dopoΦφtßvß nejkratÜφ cesty do vÜech dostupn²ch dφlΦφch sφtφ zp∙sobem, kter² jsme si naznaΦili ji₧ v 34. dφlu naÜeho serißlu. Na podobnΘm principu je zalo₧en alternativnφ protokol Hello, kter² vÜak m∞°φ dΘlky jednotliv²ch cest nikoli v poΦtu mezilehl²ch sφtφ, ale v dΘlce zpo₧d∞nφ p°i p°enosu po tΘto cest∞. SpoleΦnou nev²hodou t∞chto algoritm∙, kterΘ pracujφ s dΘlkou cest (a jsou proto oznaΦovßny jako vector-distance algorithms) je jejich velkß re₧ie, kterß navφc p°i zv∞tÜovßnφ poΦtu bran velmi rychle roste. Z tohoto pohledu jsou pak v²hodn∞jÜφ algoritmy, oznaΦovanΘ spoleΦn∞ jako link-state Φi SPF (Shortest Path First) algoritmy. Ty p°edpoklßdajφ, ₧e ka₧dß brßna znß topologii celΘho konglomerßtu vzßjemn∞ propojen²ch sφtφ, a pravideln∞ testuje pr∙chodnost p°enosov²ch cest ke sv²m bezprost°ednφm soused∙m. DvouhodnotovΘ informace o tΘto dostupnosti pak rozesφlß vÜem ostatnφm brßnßm, kterΘ si na jejich zßklad∞, podle tzv. Dijkstrova algoritmu, samy vyhodnocujφ nejkratÜφ cesty do vÜech dφlΦφch sφtφ. Ve srovnßnφ s p°edchozφ skupinou vykazujφ tyto algoritmy v²razn∞ ni₧Üφ re₧ii, kterß p°i zv∞tÜovßnφ poΦtu bran navφc neroste tak rychle.

Zajφmav² je z tohoto pohledu takΘ zp∙sob, jak²m si pot°ebnΘ sm∞rovacφ informace vym∞≥ovala soustava hlavnφch bran, nynφ tvo°φcφ jeden autonomnφ systΘm. P∙vodn∞ tyto hlavnφ brßny pou₧φvaly protokol GGP (Gateway-to-Gateway Protocol), kter² pat°φ do stejnΘ skupiny, jako protokoly RIP a Hello, tedy mezi protokoly, p°enßÜejφcφ ·daje o dΘlce jednotliv²ch cest (v p°φpad∞ protokolu GGP m∞°enΘ v poΦtu "p°estupnφch" bran). Vzhledem k velkΘ re₧ii (viz zßv∞r minulΘho dφlu) vÜak byl tento protokol nahrazen protokolem SPREAD (pat°φcφ mezi protokoly SPF), na kter² soustava hlavnφch bran p°eÜla v roce 1988.

VÜechny protokoly, pou₧φvanΘ pro p°enos sm∞rovacφch informacφ mezi jednotliv²mi brßnami "uvnit°" autonomnφch systΘm∙, se souhrnn∞ oznaΦujφ jako protokoly IGP (Interior Gateway Protocol) - viz tΘ₧ obrßzek 49.2.