| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
4.4.9.6 Протокол резервирования ресурсов RSVP Семенов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Протокол RSVP (L. Zhang, R. Braden, Ed., S. Berson, S. Herzog, S. Jamin “Resource ReSerVation Protocol”, RFC-2205) используется ЭВМ для того, чтобы запросить для приложения определенный уровень качества сетевых услуг QoS (Quality of Service, например, определенный уровень полосы пропускания). RSVP используется также маршрутизаторами для доставки QOS-запросов всем узлам вдоль пути информационного потока, а также для установки и поддержания необходимого уровня услуг. RSVP-запросы обеспечивают резервирование определенных сетевых ресурсов, которые нужны, чтобы обеспечить конкретный уровень QOS вдоль всего маршрута транспортировки данных. Функция этого протокола крайне важна и многообразна, именно по этой причине это один из самых сложных протоколов. RSVP запрашивает ресурсы только для одного из направлений трафика и только по указанию получателя. RSVP работает поверх IPv4 или IPv6. Протокол относится к числу управляющих, а не транспортных. RSVP предназначен для работы с существующими и будущими маршрутными протоколами, управляющими как обычными, так и мультикастными потоками. В последнем случае ЭВМ сначала посылает IGMP-запрос, для того чтобы подключиться к мультикастинг-группе, а затем уже RSVP-сообщение для резервирования ресурсов по маршруту доставки. Механизм обеспечения QOS включает в себя классификацию пакетов, административный контроль и диспетчеризацию. Классификатор пакетов определяет QoS класс (а иногда и маршрут движения) для каждого пакета. В процессе реализации резервирования RSVP-запрос проходит два местных управляющих модуля: "контроль доступа" и "управление политикой". Контроль доступа определяет, имеет ли узел достаточно ресурсов для удовлетворения поступившей заявки. Управление политикой определяет, имеет ли пользователь административное разрешение сделать данное резервирование. Если обе проверки завершились успешно, параметры передаются классификатору пакетов и интерфейсу канального уровня (диспетчеру пакетов). Если же какой-либо из тестов не прошел, программа RSVP присылает прикладному процессу сообщение об ошибке. Структура и содержимое параметров QoS документировано в спецификации RFC-2210. Так как число участников группы, а также топология связей меняется со временем, структура RSVP предполагает адаптацию ЭВМ и маршрутизаторов к этим изменениям. Для этой цели RSVP периодически посылает сообщения для поддержания необходимого состояния вдоль всего маршрута обмена. При отсутствии этих сообщений происходит тайм-аут и резервирование аннулируется. Обобщая, можно сказать, что RSVP имеет следующие атрибуты:
Подобно приложениям маршрутизации и протоколам управления, программы RSVP исполняется в фоновом режиме. Схема работы процесса RSVP показана на рис. 4.4.9.6.1.
Рис. 4.4.9.6.1. RSVP в ЭВМ и маршрутизаторе 1. Потоки данных RSVP определяет сессию как поток данных с определенным местом назначения и заданным транспортным протоколом. Каждая сессия является совершенно независимой. Сессия RSVP описывается тремя параметрами: DestAddress, ProtocolId [, DstPort]. DestAddress – IP-адрес места назначения информационных пакетов (уникаст или мультикаст). ProtocolId – идентификатор IP протокола. Опционный параметр DstPort – обобщенный порт места назначения, т.е., еще одна точка демультиплексирования на транспортном или прикладном уровне. DstPort может быть определено полем порта места назначения UDP/TCP. Заметим, что, строго говоря, не обязательно включать в описание сессии DstPort, когда DestAddress является мультикастным, так как различные сессии могут всегда иметь различные мультикаст-адреса. Однако, DstPort необходим для того, чтобы разрешить более одной уникаст-сессии для одной и той же ЭВМ-получателя. Для уникастной передачи может быть один получатель, но много отправителей; RSVP может выполнить резервирование для передачи много_точек -> одна_точка. 2. Модель резервирования Простой запрос резервирования RSVP состоит из "flowspec" (спецификация потока) и "filter spec" (спецификация фильтра); эта комбинация называется "описателем потока". Спецификация flowspec определяет желательное значение QoS. Спецификация фильтра в сочетании со спецификацией сессии определяют тип набора пакетов. Спецификация flowspec используется для задания параметров диспетчеров в узлах, через которые транспортируется поток, а спецификация фильтра – для определения параметров классификатора пакетов. Информационные пакеты, адресованные конкретной сессии, но не удовлетворяющие какой-либо спецификации фильтра обрабатываются без гарантий обеспечения оговоренного QOS. Спецификация flowspec в запросе резервирования включает в себя значение класса услуг и два набора параметров:
Форматы и содержимое Tspecs и Rspecs определяются общими моделями обслуживания [RFC-2210] и обычно недоступны для RSVP. Конкретный формат спецификации фильтра зависит от того, используется IPv4 или IPv6. Например, спецификация фильтра может использоваться для выделения некоторых составных частей информационного потока, осуществляя отбор с учетом полей пакетов прикладного уровня. В интересах упрощения в описываемом стандарте RSVP спецификация фильтра имеет довольно ограниченную форму: IP-адрес отправителя и, опционно, номер порта SrcPort (UDP/TCP). Так как номера портов UDP/TCP используются для классификации пакетов, каждый маршрутизатор должен уметь анализировать эти поля. Это вызывает потенциально три проблемы.
Сообщения RSVP, несущие запросы резервирования, исходят со стороны получателя и направляются отправителю информации. В каждом промежуточном узле запрос резервирования запускает две процедуры: A. Резервирование канала Процесс RSVP проходит стадии проверки допуска и политики. Если какой-либо тест не прошел, резервирование отвергается и посылается сообщение об ошибке. Если все тесты прошли успешно, узел устанавливает классификатор пакетов, для того чтобы отбирать пакеты, указанные в спецификации фильтра. Далее устанавливается контакт с соответствующим канальным уровнем для получения желательного QoS, заданного в flowspec. Для простой выделенной линии, желаемый QoS будет получен с помощью диспетчера пакетов в драйвере канального уровня. Если технология канального уровня поддерживает свои средства управления QoS, тогда RSVP должен согласовать с канальным уровнем получение требуемого QoS. Б. Переадресация запроса назад Запрос резервирования посылается от получателя отправителю (или отправителям) данных. Запрос резервирования, который переадресуется узлом дальше может отличаться от того, который он получил по двум причинам. Механизм управления трафиком модифицирует flowspec от узла к узлу. Что более важно, запросы резервирования, поступающие от получателей мультикастинг-дерева должны объединяться по мере продвижения процесса резервирования в направлении отправителя данных. Когда получатель данных отправляет запрос резервирования, он может запросить также присылку сообщения, подтверждающего резервирование. Процесс резервирования распространяется от получателей к отправителям, от узла к узлу. В каждом узле требования резервирования объединяются и сопоставляются с имеющимися возможностями. Это продолжается до тех пор, пока запрос не достигнет отправителя или пока не возникнет конфликт перегрузки. В результате получатель данных, направивший запрос резервирования, получит сообщение об успехе или ошибке. Базовая модель резервирования RSVP является однопроходной: получатель посылает запрос резервирования вдоль мультикастинг-дерева отправителю данных и каждый узел по пути воспринимает или отвергает этот запрос. RSVP поддерживает улучшенную версию однопроходного варианта алгоритма, известного под названием OPWA (One Pass With Advertising) [OPWA95]. С помощью OPWA управляющие пакеты RSVP, посланные вдоль маршрута для сбора данных, которые могут быть использованы для предсказания значения QoS маршрута в целом. Результаты доставляются протоколом RSVP в ЭВМ получателя. Эти данные могут позднее служить для динамической адаптации соответствующих запросов резервирования. 3. Стили резервирования Запрос резервирования включает в себя набор опций, которые в совокупности называются стилем. Одна опция резервирования определяет способ резервирования различными отправителями в пределах одной сессии. Другая опция резервирования контролирует выбор отправителей. В одних случаях каждому отправителю ставится в соответствие определенная спецификация фильтра, в других – таких спецификаций не требуется вовсе. В настоящее время определены следующие стили:
Стиль WF использует опции: "разделенного" резервирования и произвольного выбора отправителя ("wildcard"). Таким образом, резервация со стилем WF создает резервирование, которое делится между потоками всех отправителей. Это резервирование может рассматриваться как общая “труба", чей размер равен наибольшему из ресурсных запросов от получателей, и не зависит от числа отправителей. Стиль резервирования WF передается в направлении отправителей и автоматически распространяется на новых отправителей при их появлении. Символически можно представить запрос резервирования стиля WF как: WF( * {Q}), где звездочка представляет произвольную подстановку при выборе отправителя, а Q – спецификация flowspec
Стиль FF использует опции: "четкое" (distinct) резервирование и "явный" (explicit) выбор отправителя. Таким образом, простой запрос со стилем FF создает точно заданное резервирование для информационных пакетов от определенного отправителя, без совместного использования ресурса с другими отправителями в пределах одной и той же сессии. Символически простой запрос резервирования FF можно представить как: FF(S{Q}), где S – выбранный отправитель, а Q – соответствующая спецификация flowspec; эта пара параметров образуют дескриптор потока. RSVP позволяет применение нескольких простых стилей резервирования FF одновременно, при этом формируется список дескрипторов потоков: FF(S1{Q1}, S2{Q2}, ...) Полное резервирование в канале для данной сессии характеризуется суммой Q1, Q2, ... для всех отправителей, куда посланы запросы.
Стиль SE использует опции: "разделенное” (shared) резервирование и "явный" (explicit) выбор отправителя. Таким образом, стиль резервирования SE формирует одно резервирование, которое совместно используется несколькими отправителями. В отличие от стиля WF, SE позволяет получателю непосредственно специфицировать набор отправителей. Запрос резервирования SE, содержащий flowspec Q и список отправителей S1, S2, ... можно представить в символьной форме как: SE((S1,S2,...){Q} ) Разделенное резервирование, выполненное с применением стилей WF и SE, пригодно для мультикастных приложений, где несколько источников данных редко осуществляют передачу одновременно. Пакетная передача голоса может служить примером разделенного резервирования, так как лишь ограниченное число людей говорят одновременно. Каждый получатель может направить запрос резервирования WF или SE на удвоенную полосу пропускания, необходимую одному отправителю, позволяя тем самым говорить обоим партнерам одновременно. С другой стороны стиль FF, который осуществляет четкое резервирование для потоков отдельных отправителей, подходит для передачи видеосигналов. Правила RSVP не позволяют объединять разделенные резервирования с четкими резервированиями, так как эти модели абсолютно несовместимы. Не допускается также объединение явного и произвольного (wildcard) выбора отправителей, так как это может вызвать предоставление незаказанных услуг получателю, который указал тип услуг явно. Таким образом, стили WF, SE и FF не совместимы. Можно моделировать эффект WF резервирования, используя стиль SE. Когда приложение запрашивает WF, процесс RSVP получателя может использовать местный статус для выполнения эквивалентного резервирования SE, которое в явном виде перечисляет всех отправителей. Однако резервирование SE вынуждает классификатор пакетов в каждом узле в явном виде выбрать каждого отправителя из списка, в то время как WF позволяет классификатору пакетов осуществить произвольный выбор отправителя и порта с помощью "wild card". Когда список отправителей велик, стиль резервирования WF обеспечивает значительно меньшие издержки, чем SE. 4. Примеры стилей На рис. 4.4.9.6.2. показан пример маршрутизатора с двумя входными интерфейсами IА и IБ, через которые проходят входные потоки, и двумя выходными интерфейсами IВ и IГ, через которые осуществляется переадресация входных потоков. Пусть существует три отправителя S1 (S2 и S3), подключенные к интерфейсам IА и IБ, соответственно. Имеется три получателя R1 (R2 и R3), которые маршрутизированы через выходные интерфейсы IВ и IГ, соответственно. Будем также предполагать, что интерфейс IГ подключен к широковещательной сети, а R2 и R3 достижимы через разные маршрутизаторы, не показанные на рисунке. Здесь нужно специфицировать мультикастные маршруты в пределах узла, отображенного на рис. 4.4.9.6.2. Предположим сначала, что информационные пакеты от каждого из отправителей Si, показанных на рисунке, маршрутизованы на оба выходных интерфейса. При этих предположениях на рисунках 4.4.9.6.3, 4.4.9.6.4 и 4.4.9.6.5 проиллюстрированы стили резервирования WF, FF и SE, соответственно.
Рис. 4.4.9.6.2. Конфигурация маршрутизатора Для простоты эти примеры показывают flowspec как одномерное кратное повторение некоторого базового качества ресурса B. Колонка "Резервирует" показывает запросы резервирования RSVP, полученные через выходные интерфейсы IВ и IГ, а колонка "Получает" показывает результирующее состояние резервирования для каждого интерфейса. Колонка "Посылает" показывает запросы резервирования, посланные предшествующим узлам (IА и IБ). В колонке "Резервирует” каждая рамка представляет один зарезервированный виртуальный канал с соответствующим дескриптором потока. Рис. 4.4.9.6.3, демонстрируя стиль WF, показывает две ситуации, в которых требуется объединение.
Рис. 4.4.9.6.3. Пример резервирования WF (Wildcard-Filter) На рис. 4.4.9.6.4 проиллюстрирован стиль резервирования FF (Fixed-Filter). Для каждого выходного интерфейса, имеется отдельное резервирование для каждого запрошенного источника, но это резервирование будет общим для всех получателей, которые послали запрос. Дескрипторы для получателей S2 и S3, полученные через выходные интерфейсы IВ и IГ, вкладываются в пакеты запросов, направляемых предыдущему узлу (IБ). С другой стороны, три различных дескриптора потоков, специфицирующих отправителя S1, объединяются в один запрос FF( S1{4B} ), который посылается предыдущему узлу (IА). На рис. 4.4.9.6.5 показан пример стиля резервирования SE. Когда резервирования стиля SE объединяются, результирующая спецификация фильтра является объединением исходных спецификаций, а результирующая спецификация flowspec равна наибольшей из flowspec.
Рис. 4.4.9.6.4. Пример резервирования FF (Fixed-Filter)
Рис. 4.4.9.6.5. Пример резервирования SE (Shared-Explicit) Приведенные примеры предполагают, что информационные пакеты от S1, S2 и S3 маршрутизируются через оба выходных интерфейса. Нижняя часть рис. 4.4.9.6.2 показывает еще одно предположение о маршрутизации: информационные пакеты от S2 и S3 не переадресуются интерфейсу IВ, напр., из-за того что сеть обеспечивает более короткий путь для пакетов отправителя к R1. Рис. 4.4.9.6.3 показывает пример резервирования WF именно при этом предположении (стрелками отмечены допустимые маршруты). Так как нет пути от IБ к IВ, резервирование, переадресуемое интерфейсом IБ, рассматривает резервирование только для интерфейса IГ. 5. Механизмы протокола RSVP
Рис. 4.4.9.6.6. Маршрутизатор, использующий RSVP На рис. 4.4.9.6.6 проиллюстрирована модель RSVP узла маршрутизатора. Каждый поток данных приходит со стороны предшествующего узла через соответствующий входной интерфейс и выходит из маршрутизатора через один или несколько выходных интерфейсов. Один и тот же интерфейс для разных потоков в пределах одной сессии может выполнять как входную, так и выходную роль. Несколько предшествующих узлов и/или последующих узлов могут для коммуникаций использовать один и тот же физический интерфейс; например, на рисунке два узла Г и Г' подключены к широковещательной сети через интерфейс IГ. Существует два фундаментальных типа сообщений RSVP: Resv и Path. Каждый получатель посылает свой RSVP запрос резервирования в виде сообщений (Resv) отправителям данных. Эти сообщения должны двигаться в точности тем же маршрутом с учетом выбора отправителей, что и данные только в противоположном направлении. Они создают и поддерживают состояние резервирования в каждом узле вдоль маршрута. Сообщения Resv должны быть, в конце концов, доставлены ЭВМ-отправителям, таким образом, ЭВМ устанавливают параметры управления трафиком. Каждая ЭВМ отправитель передает RSVP сообщения "Path" вдоль уникаст/мультикаст маршрутов, сформированных с помощью маршрутных протоколов. Эти сообщения Path запоминают состояние пути в каждом узле вдоль маршрута. Это состояние пути включает в себя уникастный IP-адрес предыдущего узла, который используется для маршрутизации сообщений Resv от узла к узлу в противоположном направлении. Сообщение Path содержит помимо этого следующую информацию:
Сообщение Path должно нести в себе шаблон отправителя (Sender Template), который описывает формат пакетов данных, посылаемых отправителем. Этот шаблон имеет форму спецификации фильтра, которая может использоваться для отделения пакетов данного отправителя от других пакетов в пределах сессии. Шаблоны отправителя имеют тот же формат, что и спецификации фильтра, которые используются в сообщениях Resv. Следовательно, шаблон отправителя может специфицировать только его IP-адрес и опционно UDP/TCP порт, с учетом идентификатора протокола, заданного для сессии.
Сообщения Path должны содержать спецификацию отправителя Tspec, которая определяет характеристики информационного трафика, формируемого отправителем. Спецификация Tspec используется для предотвращения избыточного резервирования.
Сообщение Path может нести в себе пакет данных оповещения OPWA, известный, как "Adspec". Пакет Adspec, полученный с сообщением Path, передается системе управления трафиком, которая присылает скорректированную версию Adspec. Последняя пересылается далее в виде сообщения Path. Сообщения Path посылаются с теми же адресами отправителя и получателя, что и данные, так что они будут корректно маршрутизироваться даже через сетевые области, не поддерживающие RSVP. С другой стороны, сообщения Resv посылаются от узла к узлу; каждый узел, поддерживающий RSVP, переправляет сообщение Resv по уникастному адресу предшествующего узла RSVP. 6. Объединение Flowspecs Сообщение Resv, переадресованное предшествующему узлу, несет в себе спецификацию flowspec, которая является “наибольшей” из всех flowspec, запрошенных последующими узлами, которым будут посылаться данные. Так как flowspecs непрозрачны для RSVP, действительные правила для сравнения flowspecs должны быть определены и реализованы вне рамок этого протокола. Реализация RSVP потребует обращения к специальной программе для выполнения объединения спецификаций flowspec. Заметим, что спецификации flowspecs представляют собой в общем случае многомерные векторы; они могут содержать как Tspec, так и Rspec компоненты, каждая из которых может сама быть многомерной. Например, если один запрос требует высокой пропускной способности, а другой – жесткого ограничения задержек, один не может быть "больше" другого. В таком случае, вместо взятия большего, прикладная программа объединения должна быть способна сформировать такую спецификацию flowspec, которая по крайне мере столь же велика, как и каждая из составляющих; математически это наименьший верхний предел LUB (least upper bound). В некоторых случаях спецификация flowspec по крайне мере настолько мала насколько возможно; это наибольший верхний предел GLB (Greatest Lower Bound). Для вычисления эффективного значения flowspec (Re, Te), инсталлируемого в интерфейс, используются следующие шаги [RFC 2210]. Здесь Te – эффективная спецификация Tspec, а Re – эффективная спецификация Rspec.
7. Гибкое состояние RSVP использует подход "soft state" (гибкое состояние) для управления состоянием резервирования в маршрутизаторах и ЭВМ. Гибкое состояние RSVP создается и периодически освежается посредством сообщений Path и Resv. Состояние уничтожается, если не приходит подтверждения в течение заданного времени тайм-аута очистки. Состояние может быть стерто также посредством сообщения "teardown" (уничтожение). По истечении каждого таймаута обновления и после любых изменений состояния RSVP осуществляет проверку, для того чтобы подготовить и отправить сообщения обновления Path и Resv последующим узлам. Сообщения Path и Resv практически эквивалентны (idempotent). Когда маршрут меняется, следующее сообщение Path инициализирует состояние прохода для нового маршрута, а последующие сообщения Resv установят для него резервирование. Состояние же на неиспользованном в данный момент сегменте маршрута будет аннулировано по таймауту. Следовательно, определение того, является ли сообщение "новым" или "обновляющим" принимается отдельно для каждого узла в зависимости от его текущего состояния. Протокол RSVP посылает свои сообщения в виде IP-дейтограмм без какого-либо улучшения надежности. Периодическая передача сообщений обновления от ЭВМ и маршрутизаторов позволяет компенсировать случайные потери отдельных RSVP сообщений. Если таймаут удаления установлен равным K периодам обновления, тогда RSVP может допускать потерю K-1 RSVP-пакетов подряд без аннулирования состояния. Механизм управления сетевым трафиком должен быть отконфигурирован так, чтобы предоставить минимальную полосу пропускания для сообщений RSVP, чтобы предотвратить их потерю из-за перегрузки канала. Состояние, поддерживаемое RSVP, является динамическим. Для изменения набора отправителей Si или изменения любого запроса QoS, ЭВМ просто начинает посылать измененные сообщения Path и/или Resv. В результате будет осуществлено соответствующее изменение RSVP-состояния во всех узлах вдоль пути, неиспользуемые состояния будут аннулированы по таймауту, если не поступит прямых указаний по их ликвидации до этого. В стабильном состоянии осуществляется обновление статуса узел за узлом. Когда полученное состояние отличается от хранящегося, последнее обновляется. О модификации состояния соседи оповещаются с помощью сообщений обновления, которые рассылаются сразу после изменения состояния. Но эта волна изменений может остановиться в узле, где в результате слияния получается состояние, которое не отличается от прежнего. Это минимизирует трафик управления RSVP, что весьма существенно для больших мультикастинг-групп. Состояние, которое получено через конкретный интерфейс I* никогда не должно переадресовываться этому интерфейсу. Состояние, которое направляется интерфейсу I* должно вычисляться на основе состояний, полученных от других интерфейсов, исключая I*. Тривиальный пример, поясняющий это правило приведен на рис. 4.4.9.6.7, на котором показан маршрутизатор с одним отправителем и одним получателем на каждом интерфейсе (R1, S1 и R2, S2). Интерфейсы IA и IБ выполняют как входные, так и выходные функции. Оба получателя используют WF-стиль резервирования, в котором сообщения Resv переадресуются всем предшествующим узлам группы вдоль маршрута, за исключением узла, от которого это сообщение получено. В результате достигается независимое резервирование для обоих направлений (на рис. 4.4.9.6.7 “Получает” и “Отправляет” подразумевает внешнее направление по отношению к маршрутизатору).
Рис. 4.4.9.6.7. Независимые резервирования Существует еще одно правило, которое управляет процессом переадресации сообщений Resv: состояние из сообщения Resv, полученное через выходной интерфейс Io, следует передавать входному интерфейсу Ii только в том случае, когда сообщение Path от Ii переадресовано к Io. 8. Аннулирование (Teardown) Сообщения RSVP "аннулирование" удаляет проход или состояние резервирования. Хотя прямое уничтожение старого резервирования не является обязательным, оно настоятельно рекомендуется, так как ускоряет переходные процессы в сети. Существует два типа RSVP сообщений аннулирования: PathTear и ResvTear. Сообщение PathTear направляется всем получателям и ликвидирует состояние прохода, а также все зависящие от него состояния резервирования. Сообщение ResvTear уничтожает состояние резервирования и направляется всем отправителям. Запрос аннулирование (teardown) может посылаться приложением оконечной системы (получатель или отправитель), или маршрутизатором в результате таймаута или при появлении привилегированной задачи. После инициализации запрос-аннулирование должен переадресовываться от узла к узлу без задержки. Сообщение аннулирование уничтожает специфицированное состояние в узле-получателе. Подобно другим сообщениям RSVP, запросы-аннулирования доставляются без гарантии надежности. Потеря такого запроса не вызовет катастрофы, так как не используемое состояние будет рано или поздно ликвидировано по таймауту. Если маршрутизатор не получил сообщения аннулирования, он ликвидирует соответствующее состояние по таймауту и формирует сообщение аннулирование, рассылаемое последующим узлам. Предполагая, что вероятность потери сообщения RSVP мала, наибольшее среднее время ликвидации ненужного состояния не превышает периода обновления. Необходимо иметь возможность ликвидировать любой субнабор установленных состояний. Для состояний прохода минимально это может быть один отправитель. Для состояний резервирования таким объектом является спецификация фильтра. Например, в случае, показанном на рис. 4.4.9.6.7, получатель R1 может послать сообщение ResvTear только отправителю S2 (или любому субнабору из списка спецификаций фильтрации), оставляя S1 без изменений. Сообщение ResvTear специфицирует стиль и фильтры, любая спецификация flowspec игнорируется. Любая рабочая спецификация flowspec будет убрана, если все ее спецификации фильтров будут ликвидированы. 9. Ошибки Существует два типа RSVP сообщений об ошибках: ResvErr и PathErr. Сообщения PathErr очень просты, они посылаются отправителю виновнику ошибки и не изменяют состояния прохода в узлах, через которые проходят. Существует всего несколько причин ошибок прохода. Однако для синтаксически верных запросов резервирования имеется много способов быть отвергнутыми. Узел может решить аннулировать установленное резервирование из-за более приоритетных заданий. Так как неудовлетворение запроса может быть вызвано объединением нескольких запросов, ошибка резервирования должна быть ретранслирована всем получателям группы. Кроме того, объединение разнородных запросов создает потенциальную трудность, известную как проблема "резервирования килера", в которой один запрос может блокировать услуги другого. В действительности существует две такие проблемы.
Чтобы решить эту проблему сообщения ResvErr устанавливают дополнительное состояние, называемое, "состояние блокады", в каждом из узлов, через которые проходит это сообщение. Состояние блокады в узле модифицирует процедуру объединения, так чтобы игнорировать блокирующие спецификации flowspec (Q1 в вышеприведенном примере), позволяя скромным запросам проходить и осуществлять свое резервирование. Состояние резервирования Q1 считается в данном случае заблокированным. Запрос резервирования, не прошедший контроль допуска создает состояние блокады в соответствующем узле, но остается действующим во всех предшествующих узлах. Было предложено, чтобы эти резервирования до точки отказа были удалены. Однако, эти резервирования были сохранены по следующим причинам:
10. Подтверждение Чтобы запросить подтверждение на свое резервирование, получатель Rj включает в сообщение Resv объект запроса подтверждения, содержащий IP-адрес Rj. В каждой точке объединения только наибольшая из спецификаций flowspec и соответствующий объект запроса подтверждения посылаются далее. Если запрос резервирования от Rj равен или меньше уже существующего резервирования, его Resv не переадресуется последующим узлам, и, если Resv включает в себя запрос подтверждения, отправителю Rj посылается сообщение ResvConf. Если запрос подтверждения переадресуется, это делается немедленно и не более одного раза на каждый запрос. Этот механизм подтверждения имеет следующую последовательность:
11. Управление политикой Механизм управления политикой определяет, каким пользователям или приложениям позволено осуществлять резервирование и в каком объеме. RSVP-запросы QoS позволяют определенным пользователям получить предпочтительный доступ к сетевым ресурсам. Для предотвращения злоупотреблений, необходима некоторая обратная связь. Такого рода обратная связь может быть реализована с помощью административной политики обеспечения доступа, или путем введения прямой или виртуальной оплаты резервирования. В любом случае требуется идентификация пользователя. Когда запрашивается новое резервирование, каждый узел должен ответить на два вопроса: "Имеется ли достаточно ресурсов, чтобы удовлетворить запрос?" и "Позволено ли данному пользователю осуществлять резервирование?" Эти два решения называются "управлением доступа" и "управлением политикой", соответственно. Различные административные домены в Интернет могут иметь разные политики резервирования. На вход управления политикой поступают специфические блоки данных, которые заключены в объектах POLICY_DATA протокола RSVP. Эти блоки данных могут включать в себя параметры доступа пользователя, его класс, номер аккоунта, пределы квоты и пр. Подобно flowspecs, эти данные недоступны для RSVP, который просто передает их, когда требуется, системе управления политикой. Аналогично, объединение этих данных должно выполняться системой управления политикой, а не самим протоколом RSVP. Заметим, что точки объединения данных, характеризующих политику, должны находиться на границах административных доменов. Перенос таких данных, поставляемых пользователями, в сообщениях Resv может представлять проблему в случае существенного увеличения числа пользователей. Когда мультикастинг-группа содержит большое число получателей, может оказаться невозможно или нежелательно транспортировать данные, описывающие политику, вдоль всего маршрута. Эти данные должны объединяться как можно ближе к получателям, чтобы избежать чрезмерного информационного потока. 12. Безопасность При использовании протокола RSVP возникают определенные проблемы безопасности.
Повреждение или фальсификация запросов резервирования может привести к получению услуг неавторизованными пользователями или к отказам в услугах. RSVP осуществляет защиту против таких атак с помощью механизма аутентификации, действующего в каждом из узлов и использующего шифрование с применением хэш-функций. Механизм поддерживается объектами INTEGRITY, которые могут быть включены в любое сообщение RSVP. Эти объекты используют технику криптографических дайджестов, которая предполагает, что соседи RSVP совместно владеют секретом шифрования (см. [Baker96]).
Управление политикой будет зависеть от положительного результата аутентификации для каждого из запросов резервирования. Информация, характеризующая политику, может быть включена в сообщение в виде криптографически защищенного сертификата пользователя.
Первые два пункта касались выполнения операций RSVP. Третий пункт касается резервирования для безопасных потоков данных. В частности, использование IPSEC (IP Security) в потоке данных создает проблему для RSVP: если транспортный и вышележащие заголовки зашифрованы, общие номера порта RSVP не могут использоваться для определения сессии или отправителя. Для решения этой проблемы определено расширение RSVP, в котором идентификатор секретности (IPSEC SPI) играет ту же роль что и номер порта [RFC 2207]. 13. Области, не поддерживающие RSVP Невозможно развернуть протокол RSVP (или любой новый протокол) во всем Интернет одновременно. Более того, RSVP вероятно никогда не будет развернут повсеместно. RSVP должен гарантировать корректную работу, когда два RSVP маршрутизатора объединены друг с другом через сетевую область, не поддерживающую этот протокол. Конечно, промежуточная сетевая область, лишенная поддержки RSVP, не способна осуществлять резервирование ресурсов. Однако, если эта область обладает достаточной емкостью, она может обеспечить необходимый уровень услуг реального времени. Протокол RSVP приспособлен для работы через такие, не поддерживающие его, сетевые области. Как поддерживающие RSVP так и не поддерживающие RSVP маршрутизаторы переадресуют сообщения Path в соответствие с адресом места назначения, используя свои локальные таблицы маршрутизации. Следовательно, на маршрутизацию сообщений Path не оказывает влияние наличие промежуточных маршрутизаторов, лишенных RSVP поддержки. Когда сообщение Path проходит через сетевую область, не поддерживающую RSVP, оно, направляясь к следующему узлу, поддерживающему RSVP, несет в себе IP-адрес последнего RSVP-маршрутизатора. Сообщение Resv тогда переадресуется непосредственно следующему RSVP-маршрутизатору на пути к отправителю. Хотя RSVP работает корректно и через сетевые области без поддержки RSVP, узлы из этой области могут внести искажения в QoS. При встрече области без поддержки RSVP протокол устанавливает бит-флаг `NonRSVP' и передает его механизму управления трафиком. Управление трафиком комбинирует этот однобитовый флаг со своей собственной информацией об источниках и передает ее вдоль транспортного пути получателям, используя спецификацию Adspecs [RFC 2210]. При некоторых топологиях маршрутизаторов с и без поддержки RSVP возможна доставка сообщений Resv в не тот узел, или не тот интерфейс. Процесс RSVP должен быть готов обрабатывать такие ситуации. Если адрес места назначения не соответствует ни одному локальному интерфейсу, а сообщение не является Path или PathTear, тогда оно должно передаваться далее без какой-либо обработки в данном узле. Чтобы обработать случай с неправильным интерфейсом, используется дескриптор логического интерфейса LIH (Logical Interface Handle). Информация предыдущего узла, включенная в сообщение Path, содержит не только IP-адрес предшествующего узла, но также и LIH, определяющий логический выходной интерфейс; обе величины записываются в состояние прохода. Сообщение Resv, пребывающее в адресуемый узел, несет в себе IP-адрес и LIH правильного выходного интерфейса, т.е., интерфейса, который должен получить запрошенное резервирование, вне зависимости от того, на какой интерфейс оно попало. 14. Модель ЭВМ Прежде чем будет сформирована сессия, ей должен быть присвоен идентификатор (DestAddress, ProtocolId [, DstPort]), который рассылается всем отправителям и получателям. Когда RSVP сессия сформировалась, в оконечных системах должны произойти следующие события.
Существует несколько соображений, касающихся синхронизации.
Получатель может просто игнорировать такие сообщения об ошибке или он может избежать их, ожидая сообщений, прежде чем посылать сообщения Resv. Программный интерфейс приложения (API) для RSVP в данной спецификации не определен, так как он может зависеть от ЭВМ и ОС. 15. Функциональная спецификация RSVP Сообщение RSVP состоит из общего заголовка, за которым следует тело сообщения, состоящее из переменного числа объектов переменной длины. Для каждого типа сообщения RSVP, существует набор правил допустимого выбора типов объектов. Эти правила специфицированы с использованием стандартных форм Бакуса-Наура (BNF), дополняемых опционными субпоследовательностями, которые помещаются в квадратные скобки. Объекты следуют в определенном порядке. Однако, во многих случаях (но не во всех), порядок объектов не играет роли. Приложение должно создавать сообщения с порядком объектов, предлагаемом в данном документе. Но оно должно быть способно воспринимать объекты в любом порядке. 16. Общий заголовок
Рис. 4.4.9.6.8. Формат общего заголовка В общем заголовке имеются следующие поля: Vers. 4 бита – Номер версии протокола. В данном описании = 1. Дополнение по модулю один контрольной суммы сообщения (в процессе вычисления поле контрольной суммы считается нулевым). Если в поле записан нуль, это означает, что контрольная сумма не вычислялась. Send_TTL: 8 бит Значение TTL для протокола IP, с которым было послано сообщение. Длина RSVP: 16 бит Полная длина RSVP сообщения в байтах, включая общий заголовок и объекты переменной длины, которые за ним следуют. 17. Форматы объектов Каждый объект состоит из одного или более 32-битных слов с 4-байтовым заголовком. Формат объекта показан на рис. 4.4.9.6.9:
Рис. 4.4.9.6.9. Формат объекта Заголовок объекта имеет следующие поля: Длина в байтах 16-битовое поле, содержащее полную длину объекта в байтах. Длина должна быть кратна 4 октетам, минимальное значение равно 4. Class-Num Идентифицирует класс объекта. Каждый класс объекта имеет свое имя, которое в данном документе записывается прописными буквами. Приложения RSVP должны распознавать следующие классы: NULL Объект NULL имеет код Class-Num равный нулю, а его C-тип игнорируется. Его длина должна быть, по крайней мере, равна 4, но может быть любой кратной 4. Объект NULL может появиться где угодно в последовательности объектов. Его содержимое получателем игнорируется. SESSION Содержит IP-адрес места назначения (DestAddress), идентификатор протокола IP, и обобщенный номер порта назначения, для того чтобы специфицировать сессию для других объектов, которые следуют далее. Этот класс должен присутствовать в любом сообщении RSVP. RSVP_HOP Несет в себе IP-адрес узла, поддерживающего протокол RSVP, который послал это сообщение, и дескриптор логического выходного интерфейса (LIH). Этот класс характеризует предшествующий узел (previous hop). TIME_VALUES Содержит значение периода обновления R, используемого отправителем сообщения. Необходим в каждом сообщении Path и Resv. STYLE Определяет стиль резервирования, а также зависящую от стиля информацию, которая не включена в объекты FLOWSPEC или FILTER_SPEC. Необходим в каждом сообщении Resv. FLOWSPEC Определяет желательный уровень QoS, в сообщениях Resv. FILTER_SPEC Определяет субнабор информационных пакетов сессии, которые должны получить желательный уровень QoS (специфицированный объектом FLOWSPEC), в сообщениях Resv. SENDER_TEMPLATE Содержит IP-адрес отправителя и, может быть, некоторые дополнительную информацию, идентифицирующую отправителя. Необходим в сообщениях Path. SENDER_TSPEC Определяет характеристики информационного трафика отправителя. Необходим в сообщениях Path. ADSPEC Несет в себе данные OPWA, в сообщении Path. ERROR_SPEC Специфицирует ошибку в сообщениях PathErr, ResvErr, или подтверждение в сообщении ResvConf. POLICY_DATA Несет в себе информацию, которая позволит локальному модулю, определяющему политику, принять решение, допустимо ли административно соответствующее резервирование. Может присутствовать в сообщениях Path, Resv, PathErr или ResvErr. INTEGRITY Несет в себе криптографические данные для аутентификации исходного узла и для верификации содержимого сообщения RSVP. Использование объекта INTEGRITY описано в ссылке [Baker96] в конце данного документа. SCOPE Несет в себе список ЭВМ-отправителей, к которым должно быть переадресовано данное сообщение. Может присутствовать в сообщениях Resv, ResvErr или ResvTear. RESV_CONFIRM Несет в себе IP-адрес получателя, который запросил подтверждение. Может присутствовать в сообщениях Resv или ResvConf. C-Type Тип объекта, уникален в пределах класса Class-Num. Максимальная длина объекта равна 65528 байт. Поля Class-Num и C-Тип могут использоваться совместно, как 16-битовое число, для определения уникального типа для каждого из объектов. Старшие два бита Class-Num используются для определения того, какие действия должен предпринять узел, если он не распознает Class-Num объекта. 18. Сообщения Path Каждая ЭВМ-отправитель периодически отправляет сообщения Path для каждого из информационных потоков, берущих здесь свое начало. Это сообщение содержит объект SENDER_TEMPLATE, определяющий формат пакетов данных, и объект SENDER_TSPEC, специфицирующий характеристики трафика потока. Опционно сообщение может содержать объект ADSPEC, несущий в себе информацию о потоке (OPWA). Сообщение Path направляется от отправителя к получателю по тому же маршруту, по которому движутся информационные пакеты. IP-адрес источника в сообщении Path должен характеризовать адрес отправителя, в то время как адрес места назначения должен быть равен DestAddress для текущей сессии. Эти адреса гарантируют, что сообщение будет корректно маршрутизовано даже через области сети, не поддерживающие RSVP. Формат сообщения Path имеет следующий вид: <Path Message> ::= <Common Header> [ <INTEGRITY> ] Если присутствует объект INTEGRITY, он должен следовать непосредственно за стандартным общим заголовком. Не существует каких-либо иных ограничений порядка передачи, хотя упомянутое выше требование является рекомендательным. Число объектов POLICY_DATA может быть произвольным. Объект PHOP (т.е., RSVP_HOP) каждого сообщения Path содержит адрес предшествующего узла, напр., IP-адрес интерфейса, через который только что было послано сообщение Path. Он также содержит дескриптор логического интерфейса (LIH). Каждый узел, поддерживающий RSVP, вдоль пути перехватывает сообщение Path и обрабатывает его, с тем чтобы сформировать состояние пути для отправителя, заданного объектами SENDER_TEMPLATE и SESSION. Любой из объектов POLICY_DATA, SENDER_TSPEC и ADSPEC также записываются в состояние пути. Если случилась ошибка при обработке сообщения Path, посылается сообщение PathErr первичному отправителю сообщения Path. Периодически процесс RSVP в узле сканирует состояние прохода, чтобы сформировать новые сообщения Path для посылки их получателям. Каждое сообщение содержит дескриптор, характеризующий одного отправителя, несет в себе IP-адреса отправителя и его источника. Процесс RSVP переадресует и размножает (если требуется, например при мультикастинге) сообщения Path, используя маршрутную информацию, которую он получает от соответствующих процессов маршрутизации. Маршрут зависит от DestAddress сессии и для некоторых протоколов маршрутизации от адреса источника. Маршрутная информация обычно включает в себя список выходных интерфейсов, куда должно направляться сообщение Path. Так как каждый выходной интерфейс имеет свой IP адрес, сообщения Path, посланные разными интерфейсами содержат отличные адреса PHOP. Кроме того, объекты ADSPEC, содержащие сообщения Path, будут отличаться для разных выходных интерфейсов. Состояние пути для данной сессии и отправителя не обязательно должны иметь уникальные PHOP или уникальный входной интерфейс. Существует два случая, соответствующие мультикастной и уникастной сессиям.
Мультикастинговая маршрутизация позволяет иметь стабильное дерево распределения, в котором сообщения Path от одного и того же отправителя приходят от более чем одного PHOP, и RSVP должен быть готов поддерживать все такие состояния пути. RSVP не должен пересылать сообщения Path, которые прибывают через входной интерфейс, отличный от указанного в маршрутной таблице.
В течение короткого периода времени, следующего после изменения уникастного маршрута, узел может получать сообщения Path от нескольких PHOP для данной сессии и отправителя. Узел не может надежно определить, какой из PHOP является правильным, хотя узел будет получать одновременно только один из PHOP. Одним из вариантов реализации RSVP является игнорирование PHOP и допущение для PHOP переключаться между имеющимися кандидатами. Другим вариантом является поддержание состояния пути для каждого PHOP и посылка сообщения Resv всем таким PHOP. В любом варианте ситуация является переходной, неиспользуемые состояния пути все равно будут удалены (явно или по таймауту). 19. Сообщения Resv Сообщения Resv несут в себе запросы резервирования от узла к узлу, от получателей к отправителям в направлении противоположном движению потока данных. IP-адрес места назначения сообщения Resv является уникастным адресом предшествующего узла, полученным из состояния прохода. IP-адрес источника является адресом узла, который посылает сообщение. Сообщение Resv имеет следующий формат: <Resv Message> ::= <Common Header> [ <INTEGRITY> ] Если присутствует объект INTEGRITY, он должен непосредственно следовать за общим заголовком. За объектом STYLE следует список дескрипторов потоков. Объекты в списке дескрипторов должны следовать требованиям записанных в BNF. Объект NHOP (напр., RSVP_HOP) содержит IP-адрес интерфейса, через который посылаются сообщения Resv, и LIH для логического интерфейса, где требуется резервирование. Появление объекта RESV_CONFIRM сигнализирует о запросе подтверждения резервирования и несет в себе IP-адрес получателя, которому должен быть послан ResvConf. Число объектов POLICY_DATA не лимитировано. Ниже приведены правила, которые специфицируют структуру дескриптора потока для каждого из стилей резервирования.
<flow descriptor list> ::= <WF flow descriptor>
<flow descriptor list> ::= Каждый запрос стиля FF описывается одной парой (FLOWSPEC, FILTER_SPEC), несколько таких запросов могут быть уложены в один список дескрипторов потока сообщения Resv. Объект FLOWSPEC может быть опущен, если он идентичен последнему такому объекту в списке; первый дескриптор потока стиля FF должен содержать FLOWSPEC.
<flow descriptor list> ::= <SE flow descriptor> Набор отправителей (reservation scope), которым направляется конкретный запрос резервирования, определяется следующим образом:
Резервирование переадресуется всем отправителям, чьи объекты SENDER_TEMPLATE, записанные в состоянии прохода соответствуют объекту FILTER_SPEC.
Запрос с произвольным выбором отправителя соответствует всем отправителям, которые маршрутизированы на данный выходной интерфейс. Когда сообщение Resv с произвольным выбором отправителя переадресуется более чем одному предыдущему узлу, в сообщение должен быть включен объект SCOPE. В этом случае список IP адресов для рассылки хранится именно в этом объекте. Сообщение Resv, которое пересылается узлом, является в общем случае результатом объединения входящих сообщений Resv. Если одно из этих объединенных сообщений содержит объект RESV_CONFIRM и имеет число FLOWSPEC, больше чем FLOWSPEC всех других объединенных запросов резервирования, тогда этот объект RESV_CONFIRM переадресуется в виде исходящего сообщения Resv. Объект RESV_CONFIRM из одного из объединенных запросов (чья спецификация flowspecs равна, меньше или сравнима с объединенной спецификацией flowspec и которая не подвергнута блокаде) запустит генерацию сообщения ResvConf, содержащего RESV_CONFIRM. Объект RESV_CONFIRM в запросе, который подвергнут блокаде, не будет переадресован или возвращен, он будет аннулирован в текущем узле. 20. Сообщения отмены прохода Получение сообщения PathTear (path teardown) аннулирует состояния прохода. Соответствующее состояние должно согласовываться с объектами SESSION, SENDER_TEMPLATE и PHOP. Кроме того, сообщение PathTear для мультикастной сессии может соответствовать только состоянию прохода для входного интерфейса, через который получено сообщение PathTear. Если соответствия состоянию прохода нет, сообщение должно быть отброшено без дальнейшей рассылки. Сообщения PathTear инициализируются непосредственно отправителем или в результате таймаута состояния прохода в каком-либо узле и направляются всем отправителям. Уникастное PathTear не должно переадресовываться, если состояние прохода соответствует той же сессии и отправителю, но имеет другой PHOP. Сообщение PathTear должно маршрутизоваться в точности также как соответствующие сообщения Path. Следовательно, его IP-адрес места назначения должен совпадать с DestAddress, а его IP-адрес источника должен быть адресом отправителя из состояния прохода. <PathTear Message> ::= <Common Header> [ <INTEGRITY> ] Сообщение PathTear может содержать в своем дескрипторе отправителя объект SENDER_TSPEC или ADSPEC, но они должны игнорироваться. Удаление состояния прохода в результате получения сообщения PathTear или таймаута должно модифицировать состояние резервирования в данном узле. Эта модификация зависит от стиля резервирования. Например, предположим, что PathTear удаляет состояние прохода отправителя S. Если стиль специфицирует явный выбор отправителя (FF или SE), всякое резервирование со спецификацией фильтрования, соответствующей отправителю S, должно быть удалено; если стиль предусматривает произвольный выбор отправителя (WF), резервирование удаляется, если S является последним отправителем, участвующим в сессии. Эти изменения резервирования не должны вызвать немедленную посылку сообщения обновления Resv, так как сообщение PathTear уже вызвало необходимые изменения. Они не должны также вызвать отправку сообщения ResvErr, так как это может вызвать лавину таких сообщений. 21. Сообщения отмены Resv Получение сообщения ResvTear (reservation teardown) удаляет соответствующие состояния резервирования. При этом проверяется соответствие объектов SESSION, STYLE и FILTER_SPEC, а также LIH в объекте RSVP_HOP. Если соответствие не обнаружено, сообщение ResvTear игнорируется. Сообщение ResvTear может отменить любой субнабор спецификаций фильтрации в состояниях резервирования стилей FF или SE. Сообщения ResvTear отправляются получателями или любым узлом, в котором состояние резервирование аннулируется в результате таймаута, далее они движутся в направлении получателей. Сообщение ResvTear должно маршрутизироваться аналогично соответствующим сообщениям Resv, а его IP-адрес места назначения является уникастным адресом предыдущего узла. <ResvTear Message> ::= <Common Header> [<INTEGRITY>] Объекты FLOWSPEC в списке дескрипторов потоков сообщения ResvTear будут игнорироваться и могут быть опущены. Сообщение ResvTear может включать в себя объект SCOPE, но он должен игнорироваться. В зависимости от изменения состояния узла получение сообщения ResvTear может вызвать переадресацию этого сообщения, посылку модифицированного сообщения Resv или не вызвать никакого сообщения. Эти три случая могут быть проиллюстрированы для стиля резервирования FF на рис. 4.4.9.6.4.
22. Сообщения об ошибке прохода Сообщения PathErr (path error) несут в себе данные об ошибке в обрабатываемых сообщениях Path. Они направляются отправителям данных и маршрутизируются от узла к узлу, используя состояние прохода. При каждом шаге IP-адрес места назначения является уникастным адресом предыдущего узла. Сообщения PathErr не модифицируют состояния узлов, через которые проходят; они предназначаются только приложению отправителя. <PathErr message> ::= <Common Header> [ <INTEGRITY> ] Объект ERROR_SPEC специфицирует ошибку и включает в себя IP-адрес узла, который обнаружил эту ошибку (Error Node Address). Для приобщения необходимой информации в сообщение могут быть включены один или более объектов POLICY_DATA. 23. Сообщения об ошибках Resv Сообщения ResvErr (reservation error) сообщают об ошибках при обработке сообщений Resv, или о спонтанном нарушении резервирования, напр., в результате административного вмешательства. Сообщения ResvErr направляются соответствующим получателям, они маршрутизируются от узла к узлу с использованием состояния резервирования. В каждом из узлов в качестве IP-адреса места назначения используется уникастный адрес следующего узла. <ResvErr Message> ::= <Common Header> [ <INTEGRITY> ] Объект ERROR_SPEC специфицирует ошибку и включает в себя IP-адрес узла, который обнаружил ошибку (Error Node Address). Для приобщения необходимой информации в сообщение могут быть включены один или более объектов POLICY_DATA. Объект RSVP_HOP содержит адрес предыдущего узла, а объект STYLE копируется из сообщения Resv. Следующие правила, зависящие от стиля, определяют структуру ошибки дескриптора потока.
<error flow descriptor> ::= <WF flow descriptor>
<error flow descriptor> ::= <FF flow descriptor> Каждый дескриптор потока в сообщении Resv стиля FF должен обрабатываться независимо и для каждого из них, имеющего ошибку, должно посылаться отдельное сообщение ResvErr.
<error flow descriptor> ::= <SE flow descriptor> Сообщение ResvErr стиля SE может представит список субнабора спецификаций фильтрации, которые вызвали ошибки, в соответствующем сообщении Resv. Заметим, что сообщение ResvErr содержит только один дескриптор потока. Следовательно, сообщение Resv, которое содержит N > 1 дескрипторов потока (стиль FF) может быть причиной N сообщений ResvErr. Вообще говоря, сообщение ResvErr следует пересылать всем получателям, которые могут быть причиной данной ошибки. Конкретнее:
Это сообщение ResvErr должно содержать информацию, необходимую для определения ошибки и для маршрутизации сообщения об ошибке последующим узлам. Такое сообщение, следовательно, включает в себя объект ERROR_SPEC, копию объекта STYLE и соответствующий дескриптор потока, где зафиксирована ошибка. Если ошибка является результатом отказа при попытке увеличить резервирование, тогда существующее резервирование должно быть сохранено и должен быть установлен бит-флаг InPlace в ERROR_SPEC сообщения ResvErr.
24. Сообщения подтверждения Сообщения ResvConf посылаются в ответ на запрос подтверждения резервирования. Сообщение ResvConf посылается в результате появления объекта RESV_CONFIRM в сообщении Resv. Сообщение ResvConf посылается по уникастному адресу ЭВМ получателя, адрес берется из объекта RESV_CONFIRM. <ResvConf message> ::= <Common Header> [ <INTEGRITY> ] Объект RESV_CONFIRM является копией объекта в сообщении Resv, который вызвал подтверждение. ERROR_SPEC используется только для переноса IP-адреса исходного узла в поле адрес узла с ошибкой (Error Node Address). Равенство кода ошибки и значения (Value) нулю свидетельствует о подтверждении. Список дескрипторов потоков специфицирует конкретное резервирование, которое подтверждается. Это может быть субнабор из списка дескрипторов потоков Resv, для которого запрошено подтверждение. 25. Использование портов Сессия RSVP определяется в норме тремя параметрами: DestAddress, ProtocolId, DstPort. Здесь DstPort является полем порта назначения UDP/TCP. DstPort может быть опущен (сделан равным нулю), если ProtocolId специфицирует протокол, который не имеет поля порта места назначения. RSVP допускает любое значение для ProtocolId. Однако, реализации оконечных систем RSVP могут знать об определенных значениях для этого поля и в частности значения для UDP и TCP (17 и 6 соответственно). Оконечная система может выдать сигнал ошибки приложению, которая:
Спецификации фильтра и шаблоны отправителя определяют пару: SrcAddress, SrcPort, где SrcPort поле UDP/TCP порта. В некоторых случаях SrcPort может быть опущен (установлен равным нулю). Существуют следующие правила использования нулевого значения полей DstPort и/или SrcPort в RSVP. 1. Порты назначения должны быть взаимосогласованными. Состояния прохода и резервирования для одного и того же DestAddress и ProtocolId должны иметь свои значения DstPort, которые все равны нулю или все не равны нулю. Нарушение этого условия в узле является ошибкой "конфликт портов назначения (Conflicting Dest Ports)". 2. Правило портов назначения. Если DstPort в описании сессии равен нулю, все поля SrcPort, используемые для этой сессии, также должны быть равны нулю. При этом предполагается, что протокол не имеет портов типа UDP/TCP. Нарушение этого условия в узле вызовет ошибку "Bad Src Ports". 3. Порты источников должны быть взаимосогласованы. ЭВМ-отправитель не должна посылать состояния прохода со значением SrcPort равным так и неравным нулю. Нарушение этого условия вызовет ошибку "Conflicting Sender Port". Заметим, что протокол не допускает произвольного назначения номеров портов (wildcard), т.е., нулевой порт не может соответствовать ненулевому порту. 26. Посылка сообщений RSVP Сообщения RSVP посылаются от узла к узлу между RSVP-маршрутизаторами, поддерживающими этот протокол, в виде IP-дейтограмм с кодом протокола 46. IP-дейтограммы предназначены также для использования между оконечными системами и первыми/последними маршрутизаторами. Сообщения Path, PathTear и ResvConf должны посылаться с опцией Router Alert IP [RFC-2113] в их IP-заголовках. По прибытии RSVP-сообщения M, которое меняет статус, узел должен немедленно послать сообщение о модификации состояния. Однако это не должно привести к посылке сообщения через интерфейс, откуда пришло M (что может случиться, если приложение запустит процедуру обновления состояний для текущей сессии). Это правило предотвращает лавину пакетов в сетях с широковещательной рассылкой. Каждое RSVP-сообщение должно пересылаться только в одной IP-дейтограмме. Если оно превосходит MTU, такая дейтограмма будет фрагментирована. Восстановление сообщения будет произведено узлом-получателем. Это имеет несколько следствий:
RSVP использует свой механизм периодического обновления для предотвращения влияния случайной потери отдельных пакетов. При перегрузке сети, однако, существенные потери RSVP-сообщений могут вызвать серьезные нарушения при резервировании сетевых ресурсов. Для контроля задержек, связанных с обслуживанием очереди, и влияния потерь RSVP пакетов, маршрутизаторы должны быть сконфигурированы так, чтобы обеспечивать для данных целей приоритетное обслуживание. Если RSVP-пакеты идут через область сети, где вероятность потери значительна, следует увеличить значение таймаутов. Некоторые мультикастные протоколы маршрутизации обеспечивают туннели, которые организуют IP-инкапсуляцию мультикастных пакетов и их транспортировку через маршрутизаторы, которые не поддерживают мультикастную маршрутизацию. RSVP может работать через такие мультикастные туннели следующим образом:
27. Исключение циклов сообщений RSVP Переадресация сообщений RSVP должна исключать возможность образования петель. В спокойном состоянии сообщения Path и Resv направляются каждому узлу только раз за период обновления. Это исключает зацикливание пакетов, но имеется еще возможность петель "автоматического обновления". Такие петли автоматического обновления сохраняют состояние "вечно", даже если оконечные узлы прекращают их обновление до тех пор, пока получатели не покинут мультикастинг-группу и/или отправители прекратят посылку сообщения Path. С другой стороны сообщения об ошибке и об аннулировании (teardown) посылаются немедленно и могут служить причиной возникновения циклов. Рассмотрим каждый тип сообщения.
Если топология не содержит петель, зацикливания сообщений Resv и ResvErr при произвольном выборе отправителя можно избежать, следуя приведенному выше правилу: состояние, которое получено через определенный интерфейс, никогда не должно переадресовываться через этот же интерфейс. Однако, когда топология содержит петли, необходимы дополнительные усилия для предотвращения циклов автоматического обновления для сообщений Resv и ResvErr с произвольным выбором отправителя. Решением этой проблемы может быть включение списка адресов получателей в объект SCOPE. Когда сообщение Resv с стилем WF должно быть переадресовано определенному предыдущему узлу, следует определить новый список адресов для объекта SCOPE на основе аналогичного объекта, полученного с соответствующими сообщениями Resv. Если новый объект SCOPE пуст, сообщение не направляется предыдущему узлу. Правила для вычисления нового объекта SCOPE/ для сообщения Resv приведены ниже:
На рис. 4.4.9.6.10 показан пример Resv сообщений (стиль WF). Адресный список объекта SCOPE показан в квадратных скобках.
Рис. 4.4.9.6.10. Объекты SCOPE при резервировании в стиле WF Объекты SCOPE не являются необходимыми, если мультикастинг-маршрутизация использует совместные деревья или если стиль резервирования предполагает явный выбор отправителей. При использовании объектов SCOPE в сообщениях ResvErr стиля WF следует придерживаться следующих правил:
28. Состояние блокады Основным правилом при формировании сообщения обновления Resv является объединение спецификаций flowspecs резервирования в узле посредством вычисления их LUB (наименьший верхний предел). Однако это правило модифицируется при наличии "состояния блокады", возникшего из-за сообщений ResvErr при решении проблемы KR-II. Когда получено сообщение ResvErr, его спецификация flowspec Qe используется для формирования или обновления элемента местного состояния блокады. Каждый элемент состояния блокады состоит из спецификации flowspec Qb, взятой из спецификации сообщения ResvErr и соответствующего таймера блокады Tb. Когда время таймера блокады истекает, соответствующее состояние блокады аннулируется. Гранулярность состояния блокады зависит от стиля сообщения ResvErr, которое явилось ее причиной. Каждому конкретному стилю может соответствовать свой элемент состояния блокады (Qb(S),Tb(S)), где S - отправитель. Для произвольного стиля выбора отправителя состояние блокады определяется предыдущим узлом P. Элемент состояния блокады со спецификацией flowspec Qb называется блокадой резервирования со спецификацией flowspec Qi, если Qb не больше чем Qi. Например, предположим, что LUB (least upper bound) двух спецификаций flowspecs было вычислено путем выбора максимума составляющих их компонент. Тогда Qb блокирует Qi, если для некоторой компоненты j, Qb[j] ≤ Qi[j]. Предположим, что узел получает сообщение ResvErr от предыдущего узла P (или, если стиль выбора отправителя S является явным) в результате ошибки доступа. Тогда:
В результате предлагается модифицированное правило для объединения спецификаций flowspecs при формировании сообщения обновления резервирования.
Этот алгоритм объединения обновления применяется отдельно для каждого потока (каждого отправителя или PHOP), вносящего вклад в общее резервирование (стили WF или SE). На рис. 4.4.9.6.11 приведен пример использования состояния блокады для совместного резервирования (стиль WF). Имеется два предшествующих узла, помеченных как (a) и (b), и два последующих узла, помеченных как (c) и (d). Большее резервирование 4B пришло сначала от (c), но "застряло" где-то до PHOP (a), а не по пути через PHOP (b). Рисунок показывает оконечное состояние после меньшего резервирования 2B пришедшего позднее из (d). Это стабильное состояние нарушается каждые Kb*R секунд, когда состояние блокады удаляется по таймауту. Следующее обновление (4B), посылаемое предыдущему узлу (a), предположительно будет отвергнуто, путем посылки сообщения ResvErr, которое восстановит состояние блокады, возвращая ситуацию к тому, что изображено на рисунке. В то же самое время сообщение ResvErr будет направлено следующему узлу (c) и всем получателям, ответственным за резервирование 4B.
Рис. 4.4.9.6.11. Блокада для стиля WF 29. Локальное восстановление Когда маршрут изменяется, следующее сообщение обновления Path или Resv установит проход или состояние резервирования (соответственно) вдоль нового маршрута. Чтобы обеспечить быструю адаптацию к изменениям маршрута, не вводя чрезмерно коротких периодов обновления, местный модуль протокола маршрутизации может сообщить процессу RSVP об изменении маршрута до определенных мест назначения. Процесс RSVP должен использовать эту информацию для запуска обновления в соответствующих областях с учетом изменения маршрута. При этом используются следующие правила спецификации:
30. Временные параметры Существует два временных параметра, соответствующие каждому элементу прохода или состоянию резервирования RSVP в узле: период обновления R между последовательными коррекциями состояния соседнего узла и время жизни локального состояния L. Каждое сообщение RSVP Resv или Path может содержать объект TIME_VALUES, специфицирующий значение R, которое было использовано при генерации данного сообщения обновления. Эта величина R затем используется для определения значения L. Величины R и L могут варьироваться от узла к узлу. Более подробно:
31. Политика в области трафика и узлы с не интегрированными услугами Некоторые уровни QoS могут требовать определенной политики в управлении трафиком в некоторых или всех перечисленных ниже случаях:
RSVP знает, где такие точки находятся, и должен обеспечивать этими данными механизм управления трафиком. С другой стороны, RSVP не интерпретирует информацию в flowspec и, следовательно, не знает, использованы ли рекомендации управления в каждом конкретном случае. Процесс RSVP передает управлению трафиком специальный флаг политики для каждой из трех указанных выше ситуаций.
Этот флаг устанавливается для первого узла RSVP, который реализует управление трафиком. Например, ЭВМ-отправители должны поддерживать RSVP, но многие из них не поддерживают управление трафиком. В этом случае флаг E_Police_Flag в ЭВМ-отправителе должен быть равен нулю, флаг устанавливается равным 1, когда достигнута первая ЭВМ, поддерживающая управление трафиком. Это контролируется флагом E_Police в объектах SESSION.
Этот флаг должен быть установлен для резервирования, использующего стили WF или SE, когда объединяются потоки более чем одного отправителя.
Этот флаг должен быть установлен, когда инсталлированная flowspec меньше или сравнима с FLOWSPEC какого-либо другого интерфейса для того же самого FILTER_SPEC и SESSION. RSVP должен также проверять наличие вдоль пути узлов, не поддерживающих RSVP, и переправлять эту информацию управлению трафиком. На основании этого флага и другой сопутствующей информации система контроля трафиком может обнаружить узлы, которые не способны обеспечить управление QoS. Эта информация передается получателям в спецификации Adspecs [RFC 2210]. При обычной IP-переадресации, RSVP может обнаружить узлы без поддержки RSVP путем сравнения значения IP TTL, с которым послано сообщение Path, с полученным TTL. Для этой цели TTL помещается в общий заголовок. Однако, TTL не всегда является надежным индикатором узлов без поддержки RSVP, и для этих целей иногда используются другие средства. Например, если маршрутный протокол использует туннели с IP-инкапсуляцией, этот протокол должен проинформировать RSVP о наличии узлов, лишенных поддержки RSVP. В отсутствии автоматических механизмов осуществляется ручная конфигурация. 32. ЭВМ с несколькими сетевыми интерфейсами При работе с ЭВМ, имеющими несколько сетевых интерфейсов, требуется выполнение ряда специальных правил. К такого рода устройствам относятся и маршрутизаторы, которые поддерживают локальные прикладные программы. Приложение, исполняемое на такой машине, должно явно указывать через какой интерфейс осуществляется передача данного информационного потока, для того чтобы заменить интерфейс, заданный по умолчанию системой.
Приложение отправителя использует API вызов для декларации характеристик его информационного потока для RSVP. Этот вызов может опционно включать локальный IP-адрес отправителя. Если он установлен приложением, этот параметр должен быть адресом интерфейса для отправки информационных пакетов, в противном случае, используется системный интерфейс по умолчанию. Процесс RSVP ЭВМ посылает затем приложению сообщения Path только через специфицированный интерфейс. 33. Выполнение резервирования Приложение-получатель использует вызов API для запроса резервирования RSVP. Этот вызов может опционно включать локальный IP-адрес получателя, т.е., адрес интерфейса для получения информационных пакетов. В случае мультикаст-сессий это интерфейс, к которому подключилась группа. Если этот параметр опущен, система использует значение по умолчанию. Процесс RSVP должен посылать сообщения Resv приложению через специфицированный интерфейс. Однако, когда приложение исполняется в маршрутизаторе, а сессия является мультикастной, возникает более сложная ситуация. Предположим, что в этом случае приложение получателя присоединяется к группе через интерфейс Iapp, который отличается от Isp – ближайшего интерфейса по пути к отправителю. Теперь имеется два возможных пути для мультикастной маршрутизации при доставке информационных пакетов приложению. Процесс RSVP должен определить, какой вариант выбрать, просмотрев состояние прохода и решив, какой из входных интерфейсов следует использовать для посылки сообщений.
34. Будущая совместимость В будущем для существующих классов могут быть описаны новые объекты C-Типа, а могут быть определены и новые классы объектов. Крайне желательно использовать такие объекты Интернет в рамках старых приложений, которые их не распознают. К сожалению, это возможно с заметными ограничениями. Здесь нужно придерживаться следующих правил (`b' означает бит). 1. Неизвестный класс Существует три возможных способа, чтобы приложение RSVP могло работать с объектом неизвестного класса. Этот выбор определяется двумя старшими битами октета Class-Num.
Ниже приведены более детализированные правила для работы с нераспознанными классами объектов для Class-Num вида 11bbbbbb:
Хотя объекты с неизвестным классом не могут объединяться, эти правила позволяют передать их вплоть до узла, который сможет их распознать и объединить. 2. Неизвестный C-Тип для известного класса Появление объекта с неизвестным C-типом приведет к выбрасыванию всего сообщения и генерации сообщения об ошибке (ResvErr или PathErr). Сообщение об ошибке будет включать Class-Num и C-тип, который был не распознан. Оконечная система, которая отправила нераспознанное сообщение может использовать эту информацию, чтобы попытаться повторить попытку с объектом другого C-типа. Объекты определенных классов (FLOWSPEC, ADSPEC и POLICY_DATA) не прозрачны для RSVP, который просто передает их системе управления трафиком или другим модулям управления. В зависимости от внутренних правил любой из упомянутых модулей может отвергнуть C-Тип и информировать об этом RSVP-процесс; RSVP должен тогда отвергнуть такое сообщение и проинформировать об ошибке. 35. Интерфейсы RSVP RSVP в маршрутизаторе имеет интерфейсы для управления трафиком, а в ЭВМ - интерфейсы для приложений (т.е., API), а также для управления трафиком (если такой контроль предусмотрен). 35.1. Интерфейс приложения RSVP Структура реального интерфейса может зависеть от операционной системы. Некоторые из вызовов предполагают асинхронную присылку информации.
Вызов: SESSION( DestAddress , ProtocolId, DstPort Этот вызов инициирует RSVP обработку сессии, заданной DestAddress, ProtocolId и, возможно, номером порта DstPort. В случае успеха вызов SESSION возвращает локальный идентификатор сессии Session-id, который может использоваться при последующих вызовах. Параметр Upcall_Proc_addr определяет адрес вызова процедуры получения кода ошибки или информации о событии. Параметр SESSION_object включен для организации механизма поддержки более общего описания сессии ("обобщенный порт назначения"). Обычно SESSION_object опускается.
Вызов: SENDER( Session-id Отправитель использует этот вызов, чтобы определить или модифицировать атрибуты информационного потока. Первое обращение к SENDER для регистрации сессии как `Session-id' заставит RSVP начать рассылку сообщений Path для данной сессии; последующие вызовы будут модифицировать информацию о проходе. Параметры SENDER интерпретируются следующим образом:
Вызов: RESERVE( session-id, [ receiver_address , ] Получатель использует этот вызов, для того чтобы осуществить или модифицировать резервирование для сессии `session-id'. Первое обращение RESERVE инициирует периодическую передачу сообщений Resv. Последующие вызовы RESERVE могут служить для модификации параметров предыдущих обращений. Опционный параметр `receiver_address' может использоваться получателем в маршрутизаторе или ЭВМ с несколькими сетевыми интерфейсами; это IP-адрес одного из интерфейсов узла. Флаг CONF_flag должен быть установлен, если желательно подтверждение резервирования. Параметр `Policy_data' специфицирует управляющие данные получателя, в то время как параметр `style' указывает на стиль резервирования. Остальные параметры зависят от стиля; обычно они соответствуют спецификациям фильтра и flowspecs.
Вызов: RELEASE( session-id ) Этот вызов удаляет состояние RSVP для сессии, указанной в session-id. Узел затем шлет соответствующие сообщения отмены (teardown) и прекращает рассылку сообщений обновления для session-id.
Общая форма вызова имеет вид: Обращение: <Upcall_Proc>( ) -> session-id, Info_type, "Upcall_Proc" представляет собой процедуру, чей адрес был дан при вызове SESSION. Это обращение может произойти асинхронно в любое время после вызова SESSION до вызова RELEASE и служит для индикации ошибки или события. В настоящее время имеется пять типов обращений, отличающихся параметром Info_type. Выбор информационных параметров зависит от типа. 1. Info_type = PATH_EVENT Обращение Path Event приводит к тому, что получение первого сообщения Path для данной сессии, указывает приложению получателя на наличие, по крайней мере, одного отправителя или на изменение состояние прохода. Обращение (отклик): <Upcall_Proc>( ) -> session-id, Это обращение выдает спецификации Sender_Tspec, Sender_Template, Adspec и управляющую информацию из запроса Path. 2. Info_type = RESV_EVENT Обращение Resv Event запускается в результате получения первого сообщения RESV, или как следствие модификации предшествующего состояния резервирования для данной сессии. Обращение (отклик): <Upcall_Proc>( ) -> session-id, `Flowspec' – эффективное значение QoS, которое получено. Заметим, что сообщение Resv (стиль FF) может вызвать несколько обращений RESV_EVENT, по одному для каждого дескриптора потока. 3. Info_type = PATH_ERROR Событие Path Error индицирует ошибку в информации отправителя, которая была специфицирована в запросе SENDER. Обращение (отклик): <Upcall_Proc>( ) -> session-id, Параметр Error_code определяет ошибку, а Error_value может нести в себе некоторую дополнительную (возможно системно-зависимую) информацию об ошибке. Параметр Error_Node специфицирует IP-адрес узла, который обнаружил ошибку. Параметр Policy_data_list, если он присутствует, содержит любые объекты POLICY_DATA из неудачного сообщения Path. 4. Info_type = RESV_ERR Событие Resv Error указывает на ошибку в сообщении резервирования, в формирование которого приняло участие данное приложение. Обращение (отклик): <Upcall_Proc>( ) -> session-id, Параметр Error_Node специфицирует IP-адрес узла, который обнаружил данное событие. Имеется два флага Error_flags: - InPlace Этот флаг может быть равен 1 при ошибке контроля доступа для индикации наличия резервирования в узле, где произошла ошибка. Этот флаг устанавливается при ошибке и транспортируется сообщениями ResvErr. - NotGuilty Этот флаг может быть равен 1 при ошибке контроля доступа для индикации того, что запрошенная получателем спецификация flowspec оказалась меньше той, которая вызвала ошибку. Этот флаг устанавливается API получателя. Filter_spec_list и Flowspec содержат соответствующие объекты из ошибки дескриптора потока. List_count специфицирует число FILTER_SPECS в списке Filter_spec_list. Параметр Policy_data_list содержит любые объекты POLICY_DATA из сообщения ResvErr. 5. Info_type = RESV_CONFIRM Событие Подтверждение указывает, что получено сообщение ResvConf. Обращение (отклик): <Upcall_Proc>( ) -> session-id, Параметры интерпретируются также как и для отклика Resv Error. Хотя сообщения RSVP, указывающие на события path или resv могут приходить периодически, API должно послать соответствующие асинхронные отклики приложению только на первое из них или при изменении полученной информации. Все события, сопряженные с ошибками или подтверждениями должны доводиться до сведения приложения. 36. Интерфейс управления трафиком RSVP Трудно представить общий интерфейс для управления трафиком, так как детали установления резервирования сильно зависят от технологии реализации канального уровня в интерфейсе. Объединение RSVP-резервирований необходимо из-за мультикастной доставки данных, при которой информационные пакеты размножаются для отправки последующим узлам. В каждой такой точке размножения, RSVP должен объединять запросы резервирования от последующих узлов путем выбора “максимума” их спецификаций flowspecs. В данном маршрутизаторе или ЭВМ может присутствовать несколько таких точек объединения/размножения. 1. IP-уровень Мультикастная IP рассылка выполняет разветвление потока на IP-уровне. В этом случае RSVP должен объединять резервирования, соответствующих выходных интерфейсов для последующей отправки запроса резервирования далее. 2. Сеть Размножение пакетов может иметь место и после узла, например, в широковещательных сетях, в переключателях канального уровня или системе маршрутизаторов, не поддерживающих RSVP. В этих случаях RSVP должен объединять запросы резервирования от ряда предыдущих узлов, для того чтобы выполнить резервирование для одного выходного интерфейса 3. Драйвер канального уровня В технологиях со множественным доступом размножение пакетов может осуществляться на уровне канального драйвера или сетевого интерфейса. В общем, эти сложности не влияют на реализацию протокола RSVP, нужно только четко определить какие запросы резервирования следует объединить. Может оказаться желательным организовать реализацию RSVP из двух блоков: ядро, которое выполняет канально-независимую обработку и адаптационный уровень, учитывающий канальную специфику.
Вызов: TC_AddFlowspec( Interface, TC_Flowspec, Параметр TC_Flowspec определяет желательное значение QoS для управления доступом;. Его значение вычисляется как максимум совокупности спецификаций flowspecs для последующих узлов (см. ниже описание вызова Compare_Flowspecs). Параметр TC_Tspec определяет эффективное значение спецификации отправителя Tspec Path_Te. Параметр TC_Adspec задает спецификацию Adspec. Параметр Police_Flags несет в себе три флага E_Police_Flag, M_Police_Flag и B_Police_Flag. Если данный вызов оказался успешным, он устанавливает новый канал резервирования, соответствующий RHandle; в противном случае, он возвращает код ошибки. Код RHandle используется вызывающей программой для будущих ссылок на это резервирование. Если служба управления трафиком модифицирует flowspec, вызов вернет модифицированный объект Fwd_Flowspec.
Вызов: TC_ModFlowspec( Interface, RHandle, TC_Flowspec, Этот вызов используется для модификации существующего резервирования. TC_Flowspec передается блоку контроля разрешения. Если разрешения нет, текущая спецификация flowspec остается в силе. Соответствующие спецификации фильтров, если таковые имеются, остаются не затронутыми. Другие параметры определены также как и в TC_AddFlowspec. Если система модифицирует flowspec, вызов вернет также модифицированный объект Fwd_Flowspec.
Вызов: TC_DelFlowspec( Interface, RHandle ) Этот вызов ликвидирует существующее резервирование, включая спецификацию flowspec и все сопряженные спецификации фильтров.
Вызов: TC_AddFilter( Interface, RHandle, Этот вызов добавляет новую спецификацию фильтра для резервирования, заданного RHandle. Запрос посылается после успешного вызова TC_AddFlowspec. Этот вызов возвращает дескриптор фильтра FHandle.
Вызов: TC_DelFilter( Interface, FHandle ) Этот вызов используется для удаления какого-либо фильтра, идентифицируемого FHandle.
Вызов: TC_Advertise( Interface, Adspec, Этот вызов используется при OPWA и служит для вычисления выходной спецификации New_Adspec для заданного интерфейса. Битовый флаг Non_RSVP_Hop_flag должен устанавливаться в случае, когда демон RSVP обнаруживает, что предшествующий узел содержит один или более маршрутизаторов, не поддерживающих RSVP. TC_Advertise вставит эту информацию в New_Adspec для оповещениястить обнаружения такого узла.
Обращение (отклик): TC_Preempt() -> RHandle, Reason_code Для того чтобы выдать новый запрос резервирования, модули контроля разрешения и управления могут осуществить выделение квот для одного или двух существующих резервирований. Это вызовет отклик TC_Preempt() на каждое привилегированное RSVP резервирование, отправляя дескриптор резервирования RHandle и субкод причины. 37. Интерфейс маршрутизации RSVP Реализация RSVP нуждается в следующей поддержке со стороны механизма маршрутизации узла.
Для пересылки сообщений Path и PathTear процесс RSVP должен быть способен запрашивать процесс маршрутизации с целью получения маршрутных данных. Ucast_Route_Query( [ SrcAddress, ] DestAddress, В зависимости от протокола маршрутизации запрос может зависеть или нет от SrcAddress, т.е., от IP-адреса ЭВМ-отправителя, который является также IP-адресом источника сообщения. IncInterface характеризует интерфейс, через который ожидается прибытие пакета. Некоторые мультикастные протоколы маршрутизации могут не выдавать этот адрес. Если флаг Notify_flag = True, блок маршрутизации отправит сообщение о непреднамеренном изменении маршрута, если такое изменение произойдет. Мультикастный маршрутный запрос может вернуть пустой список OutInterface_list, если за оговоренным маршрутизатором нет ни одного получателя. Запрос маршрутной информации может вернуть сообщение `No such route' (такой маршрут отсутствует) возможно, в результате временной рассогласованности (например, сообщение Path или PathTear для запрошенного маршрута не дошло). В любом случае локальное состояние должно быть актуализовано так, как это требуется в запросе, который не может быть переслан далее.
При маршрутном запросе с флагом Notify_flag = True, процесс маршрутизации может послать асинхронное сообщение процессу RSVP, который уведомляет об изменении определенного маршрута. Ucast_Route_Change( ) -> [ SrcAddress, ] DestAddress,
RSVP должен быть способен запоминать, какой реальный и виртуальный интерфейсы являются активными, а также их IP-адреса. Должна быть предусмотрена возможность логической дезактивации интерфейса для RSVP. Когда интерфейс дезактивирован, сообщения Path не должны проходить через данный интерфейс, если сообщение RSVP получено, оно должно быть отброшено (возможно, с соответствующей записью в журнале операций). 38. Пакетные I/O интерфейсы RSVP Реализация RSVP нуждается в следующей поддержке со стороны систем ввода/вывода пакетов и со стороны механизма переадресации узла.
Пакеты, полученные для IP-протокола (код 46) но не адресованные узлу, должны быть переправлены программе RSVP для последующей обработки. Сообщения RSVP переправляемые таким образом включают сообщения Path, PathTear и ResvConf. Эти типы сообщений несут в себе IP-опцию оповещение маршрутизатора (Router Alert), которая может быть использована для выделения этих пакетов в высокоскоростном канале переадресации. В качестве альтернативы узел может перехватывать все пакеты с кодом протокола 46. В маршрутизаторе или ЭВМ с несколькими сетевыми интерфейсами идентификация интерфейса (реального и виртуального), через который получено заданное сообщение, также как IP-адрес источника и TTL, с которым оно получено, должна быть также доступна для процесса RSVP.
RSVP должен уметь обеспечить посылку дейтограммы через специальный выходной интерфейс (реальный или виртуальный) в обход обычного механизма маршрутизации. Виртуальным каналом может быть, например, мультикастный туннель.
RSVP должен быть способен специфицировать IP-адрес отправителя и TTL, которые могут использоваться при посылке сообщений Path.
RSVP должен быть способен вызвать посылку сообщения Path, PathTear и ResvConf с опцией оповещения маршрутизатора (Router Alert). 39. Манипуляции, зависящие от вида услуг Flowspecs, Tspecs и Adspecs являются объектами, совершенно недоступными для RSVP; их содержимое определено в документах спецификации услуг. Для того чтобы манипулировать этими объектами процесс RSVP должен иметь в своем распоряжении следующие программы, зависящие от типа услуг.
Compare_Flowspecs( Flowspec_1, Flowspec_2 ) -> Возможный результат операции result_codes указывает: flowspecs равны, Flowspec_1 меньше, Flowspec_2 больше, flowspecs совместимы и можно вычислить LUB, или flowspecs не совместимы. Заметим, что, сравнивая две спецификации, мы косвенно сопоставляем Tspecs, которые они содержат. Хотя процесс RSVP не может сам осуществить разбор flowspec с целью извлечения Tspec, он может использовать вызов процедуры Compare_Flowspecs для косвенного вычисления Resv_Te.
LUB_of_Flowspecs( Flowspec_1, Flowspec_2 ) ->
GLB_of_Flowspecs( Flowspec_1, Flowspec_2 ) ->
Compare_Tspecs( Tspec_1, Tspec_2 ) -> result_code Возможным результатом процедуры result_codes может быть: Tspecs равны или Tspecs не равны.
Sum_Tspecs( Tspec_1, Tspec_2 ) -> Tspec_sum Этот вызов используется для вычисления Path_Te. 40. Приложение A. Определения объектов C-типы определены для двух семейств адресов Интернет IPv4 и IPv6. Для работы с другими адресными семействами можно легко определить новый C-тип. Все неиспользуемые поля должны заполняться нулями и игнорироваться при получении . Класс сессии
Объект IPv6/UDP SESSION: Класс = 1, C-тип = 2
DestAddress Уникастный или мультикастный IP-адрес места назначения сессии. Это поле не должно быть равно нулю. Протокол Id Идентификатор IP-протокола для потока данных. Это поле не должно быть равно нулю. Флаги 0x01 = E_Police flag Флаг E_Police используется в сообщениях Path для определения эффективного “края” сети, с целью организации управления трафиком. Если ЭВМ отправитель сама не способна осуществлять управление трафиком, она установит этот бит в сообщениях Path, которые посылает. Первый узел, где RSVP имеется возможность управления трафиком (если это требуется), установит этот флаг равным нулю. >DstPort UDP/TCP порт места назначения сессии. Допустимо значение нуль, означающее отсутствие порта. Класс RSVP_HOP RSVP_HOP класс = 3.
Объект IPv4 RSVP_HOP: Класс = 3, C-Тип = 1
Объект IPv6 RSVP_HOP: Класс = 3, C-Тип = 2 Этот объект несет в себе IP-адрес интерфейса, через который последний RSVP-узел переслал это сообщение. Дескриптор логического интерфейса LIH (Logical Interface Handle) используется, для того чтобы различать логические выходные интерфейсы. Узел, получая LIH в сообщении Path, запоминает его величину и возвращает его в объектах HOP последующих сообщений Resv, посланных узлу, который сформировал LIH. LIH должен быть тождественно равен нулю, если не существует дескриптора логического интерфейса. Класс INTEGRITY INTEGRITY класс = 4. Класс TIME_VALUES TIME_VALUES класс = 5.
Период обновления Период таймаута обновления R, использованного для генерации этого сообщения (в миллисекундах). Класс ERROR_SPEC ERROR_SPEC класс = 6.
Поле адрес узла, где произошла ошибка является IP-адресом (IPv4 или Ipv6). Флаги 0x01 = InPlace Это значение поля флаги используется только для объектов ERROR_SPEC в сообщении ResvErr. Если флаг = 1, это указывает, что в узле, где произошла ошибка, установлено резервирование. 0x02 = NotGuilty Это значение поля флаги используется только для объекта ERROR_SPEC в сообщении ResvErr. Это значение устанавливается для интерфейса в прикладной программе получателя. Если флаг имеет такой код, спецификация FLOWSPEC, которая вызвала ошибку, больше запрошенной получателем. Код ошибки.Одно-октетное поле кода описания ошибки. Значение ошибки Двухоктетное поле, содержащее дополнительную информацию об ошибке. Его содержимое зависит от типа ошибки. Значения поля код ошибки и значение ошибки приведены в приложении B (см. ниже). Класс SCOPE = 7.
Этот объект содержит список IP-адресов, использованных для сообщений маршрутизации с произвольным выбором отправителей (wildcard) без петель. Адреса должны быть перечислены в возрастающем порядке.
Объект Ipv6 SCOPE: Класс = 7, C-тип = 2 Объект имеет ту же структуру, что и предыдущий, только для каждого адреса выделяется 16 байт. Класс STYLE = 8.
Поле Флаги: 8 бит. (Пока не определены) Вектор опций: 24 бита Этот набор битовых полей определяет опции резервирования. Если в будущем будут добавлены новые опции, нужно будет ввести соответствующие поля в вектор опций со стороны младших разрядов. Если узел не распознает идентификатор стиля, он может интерпретировать ту часть вектора опций, которая ему известна, игнорируя новые незнакомые ему поля. Биты вектора опций определены (слева направо) следующим образом: 19 бит: Зарезервировано 3 бита: Управление выбором отправителя Младшие биты вектора опций определяются стилем: WF 10001bFF 01010b SE 10010b Класс FLOWSPEC Класс FLOWSPEC = 9.
Содержимое и правила кодирования этого объекта описаны в документах, подготовленных рабочей группой int-serv [RFC 2210]. Класс FILTER_SPEC = 10.
Объект IPv6 FILTER_SPEC: Класс = 10, C-тип = 2 Объект имеет ту же структуру, что и предыдущий, только для каждого адреса выделяется 16 байт.
SrcAddress. Это поле характеризует IP-адрес источника для ЭВМ отправителя. Его значение не должно быть равно нулю. SrcPort. UDP/TCP номер порта отправителя, или нуль, указывающий на отсутствие порта. Метка потока. 24-битовое поле метки потока, определенной в IPv6. Этот код может использоваться классификатором пакетов для эффективной идентификации кадров, принадлежащих определенному потоку данных (отправитель-> место назначения). Класс SENDER_TEMPLATE = 11.
Определение то же, что и для объекта IPv4/UDP FILTER_SPEC.
Определение то же, что и для объекта IPv6/UDP FILTER_SPEC.
Класс SENDER_TSPEC = 12.
Содержимое и правила кодирования для этого объекта специфицированы в документах, подготовленных рабочей группой int-serv. Класс ADSPEC = 13.
Содержимое и формат этого объекта специфицированы в документах, подготовленных рабочей группой int-serv. Класс POLICY_DATA = 14.
Содержимое этого объекта будет определено в будущем. Класс Resv_CONFIRM = 15.
Объект характеризует 4-байтовый IP-адрес получателя (Ipv4).
Объект характеризует 15-байтовый IP-адрес получателя (Ipv6). 41. Приложение B. Коды и значения ошибки Нижеприведенные коды ошибок могут встретиться в объектах ERROR_SPEC, и предназначены для пересылки оконечным системам. За исключением специально оговоренных случаев эти коды могут использоваться только в сообщениях ResvErr.
Это код зарезервирован для использования в объекте ERROR_SPEC сообщения ResvConf. Значение ошибки также будет равно нулю.
Запрос резервирования отвергнут системой управления допуском из-за недостатка ресурсов. Для этого кода ошибки 16 бит поля значение ошибки имеют формат: ssur cccc cccc cccc где биты имеют следующие значения: ss = 00: Младшие 12 бит содержат глобально-определенный субкод (значение приведены ниже). ss = 10: Младшие 12 бит содержат организационно-специфический субкод. Предполагается, что RSVP интерпретирует этот код как обычное число. ss = 11: Младшие 12 бит содержат субкод, зависящий от вида услуг. Предполагается, что RSVP интерпретирует этот код как обычное число. Так как механизм управления трафиком может предлагать различные услуги, кодирование может включать в себя некоторые особенности используемой услуги. u = 0: RSVP отвергает сообщение без модификации локального состояния u = 1: RSVP может использовать сообщение для модификации локального состояния и для последующей пересылки. Это означает, что сообщение является информационным. r: зарезервированный бит, должен быть равен нулю. cccc cccc cccc: 12 битовый код. Следующие глобально-заданные субкоды могут появиться в младших 12 битах, когда ssur = 0000: - Субкод = 1: Предел (bound) по задержке не может быть обеспечен.
Сообщение резервирования или path было отвергнуто по административным причинам, например, не выполнены условия аутентификации, недостаточная квота и т.д.. Этот код ошибки может появиться в сообщении PathErr или ResvErr. Содержимое поля значение ошибки должно быть определено в будущем.
Для этого кода ошибки 16 бит поля значения ошибки имеют формат: ssur cccc cccc cccc Ниже приведены значения старших бит ssur, как они определены при коде ошибки 01. Глобально-заданные субкоды, которые могут появиться в младших 12 битах, когда ssur = 0000 должны быть определены в будущем.
Для этого кода ошибки 16 бит поля значения ошибки имеют формат: ss00 cccc cccc cccc Ниже представлены значения старших бит ss, как это определено для кода ошибки 01. Следующие глобально-заданные субкоды могут появляться в младших 12 битах (cccc cccc cccc), когда ss = 00:
Поле значения ошибки предоставляет информацию об ошибке с учетом конкретной реализации приложения. Предполагается, что RSVP не может интерпретировать его значение. Вообще каждое сообщение RSVP переформируется в каждом узле, а узел, в котором генерируется RSVP сообщение, несет ответственность за его правильную структуру. Аналогично, каждый узел должен контролировать корректность структуры полученного им сообщения. В случае, когда из-за ошибки программы будет генерировано сообщение с некорректным форматом, оконечная система не обязательно будет проинформирована об этом. Ошибка, скорее всего, будет зафиксирована локально и передана через механизмы управления сетью. Единственными ошибками формата сообщений, которые доводятся до сведения оконечной системы, являются несоответствия версии. Ошибки формата сообщения, которые могут быть зафиксированы локально и сообщены приложению RSVP, относятся к числу специфических для данной реализации. Наиболее типичными из них можно считать следующие:
42. Приложение C. UDP-инкапсуляция Реализации RSVP обычно требуют возможности выполнять любые сетевые операции ввода/вывода, т.е., посылать и получать IP-дейтограммы, используя код протокола 46. Однако, некоторые важные классы вычислительных систем могут не поддерживать такого рода операции. Для использования RSVP, такие ЭВМ должны инкапсулировать сообщения RSVP в UDP-дейтограммы. Базовая схема UDP-инкапсуляции использует два предположения:
Пусть Hu является ЭВМ, которая нуждается в UDP-инкапсуляции, а Hr ЭВМ, способная выполнять любые сетевые операции ввода/вывода. Схема UDP-инкапсуляции должна допускать RSVP взаимодействие ЭВМ типа Hr, Hu и маршрутизаторов. Сообщения Resv, ResvErr, ResvTear и PathErr посылаются по уникастным адресам, полученным из состояний прохода или резервирования узла. Если узел отслеживает, в каком из предыдущих узлов и в каком интерфейсе нужна UDP-инкапсуляция, эти сообщения при необходимости могут быть посланы с применением UDP инкапсуляции. С другой стороны, сообщения Path и PathTear могут посылаться адресату с применением как мультикастных, так и уникастных адресов. В таблицах 4.4.9.6.1 и 4.4.9.6.2 приведены базовые правила UDP-инкапсуляции сообщений Path и PathTear, для уникастных и мультикастных DestAddress. Другие типы сообщений, которые работают с уникастными адресами, должны следовать правилам из табл. 4.4.9.6.1. Записи в колонке `RSVP посылает' имеют формат `mode(destaddr, destport)'. Полезно определить две разновидности UDP-инкапсуляций, одна используется для посылки сообщений от Hu, другая от Hr и R. Это делается, для того чтобы избежать двойной обработки сообщения получателем. На практике эти два вида инкапсуляций разделяются по номерам UDP портов Pu и Pu'. В таблицах используются следующие символы.
Таблица 4.4.9.6.1. Правила UDP-инкапсуляции для уникастных сообщений Path и Resv
Таблица 4.4.9.6.2. Правила UDP-инкапсуляции для мультикастных сообщений Path
Маршрутизатор может определить, нуждается ли его интерфейс Х в UDP-инкапсуляции, контролируя поступление UDP-инкапсулированных сообщений Path, которые были посланы либо G* (мультикаст D) либо по адресу интерфейса X (уникаст D). Для данной схемы существует один неудачный режим: если нет ни одной ЭВМ в сети, которая бы выполняла функцию RSVP отправителя, тогда не будет сообщений прохода (Path), чтобы запустить UDP-инкапсуляцию. В этом случае будет необходимо сконфигурировать UDP-инкапсуляцию для интерфейса локального маршрутизатора. Когда получен UDP-инкапсулированный пакет, в большинстве систем TTL не доступно для приложения. Процесс RSVP, который получает UDP-инкапсулированное сообщение Path или PathTear должен использовать поле Send_TTL общего RSVP-заголовка для извлечения значения TTL. В тех случаях, когда это по каким-либо причинам не приемлемо, значение TTL может быть задано вручную при конфигурации. Мы предположили, что первый маршрутизатор, поддерживающий RSVP, подключен непосредственно к локальной сети. Существует несколько подходов в случае, когда это не так.
Библиография
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Previous:
4.4.9.5 Протокол PIM
UP:
4.4 Интернет
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
