コンテンツ
- データルーティングのスケーラビリティ
- ボーダーゲートウェイプロトコル
- 転送テーブルの同期
- バグやストレスなし-あなたの人生を破壊することなく人生を変えるソフトウェアを作成するためのステップバイステップガイド
取り除く：
ルーティングスケーラビリティは、パケットをより効率的にルーティングするのに役立つボーダーゲートウェイプロトコルによって大幅に支援されます。
コンピューターサイエンスでは、重要な概念は 拡張性、または特定のタスクを処理する方法が、タスクのサイズが増加しても機能し続けるか。たとえば、数十個の電話番号を追跡する必要がある場合、紙片に電話番号を書くのはかなりうまく機能します。特定の番号を見つけるのにたった10秒しかかかりません。しかし、10万人の都市では、数を見つけるのに10万秒（約1日）かかります。人口10万人の都市の電話帳を使用すると、特定の名前の電話番号を見つけるのに約30分かかります。大きな利点は、個々の紙くずを使用するよりも本を使用する方がはるかに速いということではなく、問題のサイズを2倍にすると、それを解決するために作業量が2倍にならないことです。 2倍の大きさの本は数秒余分にかかるだけです。私が探している名前は後半の前半ですか？ 2倍の時間はかからないため、電話帳はスケーラブルですが、スクラップはそうではありません。ルーティングスケーラビリティは、インターネット上の適切な宛先にパケットを配信する問題にスケーラビリティの概念を適用しています。
データルーティングのスケーラビリティ
ルーティングのスケーラビリティには、管理プレーンとデータプレーンの2つの問題があります。
データプレーンは、着信パケットを受け取り、宛先に向かう途中で次のルーターに転送するルーターの中央または分散モジュールです。この関数は、転送されたパケットごとに、転送テーブルで次のホップを見つける必要があります。これを行うための2つの主要なメカニズムは、TCAM、それを検索するためのハードウェアサポートが組み込まれた特殊なメモリ、および高度なアルゴリズムを使用して検索される通常のメモリです。テーブルサイズが増加しても、ルックアップの速度は低下しません。ただし、TCAMまたはメモリのサイズは直線的に増加します（または、マルチレベルルックアップの場合よりも少し速くなります）。これにより、コストと消費電力が増加します。さらに、1秒あたりの転送テーブル検索の回数が増えると、より高価で電力を消費するテクノロジーを使用する必要があります。インターフェイスの速度が上がると、このような増加は避けられませんが、平均またはワーストケースのパケットサイズと、特定のルーターアーキテクチャのデバイスまたはブレード/モジュールごとのインターフェイスの数にも依存します。
2006年にアムステルダムで開催されたインターネットアーキテクチャルーティングとアドレッシングワークショップで、必要なメモリ速度が既製のコンポーネントのパフォーマンスの向上を上回っていると主張されました。特に今では、個別のSRAMが広く使われなくなっています。以前は、コンピューターはメモリキャッシュとして高速SRAMを使用していましたが、最近はその機能がCPU自体に含まれているため、SRAMはもはや簡単に入手できる市販のチップではなくなりました。これは、最高級ルーターのコストがこれまでよりもはるかに速く上昇することを意味します。ただし、IABルーティングおよびアドレス指定ワークショップの後、いくつかのルーターベンダーが出てきて、会話やメーリングリストで、この問題は現時点ではすぐに起きず、現在予測されているレベルでの成長は近い将来に問題を引き起こさないと述べています。
ボーダーゲートウェイプロトコル
管理プレーンは、BGPルーティングプロトコルを実行するルートプロセッサと、転送テーブルを作成するためにルーターで実行する必要がある関連タスクで構成されます。 BGPは、ISPや他のネットワークが使用するIPアドレスを相互に伝えるために使用するプロトコルであるため、それらのIPアドレス宛てのパケットを正しく転送できます。 BGPのスケーラビリティは、更新の通信、ルーターへの保存、処理の必要性の影響を受けます。現時点では、更新を伝達するための帯域幅はまったく問題ではありません。実際には、ますます大きくなるBGPテーブルを格納するためのメモリ要件が問題を引き起こす可能性があります。これは通常、固有の技術的な問題ではなく、市販のルーターの実装制限によるものです。ルートプロセッサは、基本的には16ギガバイト以上のRAMで簡単に構築できる汎用コンピューターです。現在、ルートビューのパブリックルートサーバーは1 GBのRAMで実行され、それぞれ約560,000プレフィックスの約40の完全なBGPフィードを備えています（2015年12月の数値）。
ただし、これは処理を残します。 BGPに必要な処理量は、BGP更新の数とあたりのプレフィックスの数に依存します。更新ごとのプレフィックスの数はかなり少ないため、この側面を無視して、更新の数だけを見ていきます。おそらく、自律的な成長とは別に、更新の数はプレフィックスの数に比例して増加します。 BGP更新の実際の処理は非常に限られているため、ボトルネックは更新を実行するためにメモリにアクセスするのにかかる時間です。また、IABのルーティングとアドレッシングのワークショップで、DRAMの速度の増加は非常に限定的であり、ルーティングテーブルの増加に追いつかないことを示す情報が提示されました。
転送テーブルの同期
個別の転送およびデータプレーンの問題とは別に、更新後に転送テーブルをBGP /ルーティングテーブルと同期するという問題があります。転送テーブルのアーキテクチャによっては、更新に比較的時間がかかる場合があります。 BGPは、多くの場合、距離ベクトルプロトコルと非常によく似た「パスベクトル」ルーティングプロトコルと呼ばれます。そのため、ベルマン・フォードアルゴリズムのわずかに変更されたバージョンを実装します。理論的には、少なくともノードの数に等しい反復回数が必要です（BGPの場合：外部自律システムと内部iBGPルーター）グラフで1を引いて収束します。実際には、ネットワーク内の2つの場所の間で可能な限り長いパスを使用することは実行可能な設計ではないため、収束ははるかに高速になります。ただし、乗算効果のために、単一のイベントの後に、処理する必要のある個別の更新という形でかなりの数の反復が発生する可能性があります。たとえば、2つのASが2つの場所で相互接続する場合、最初のASの1つの更新は、各相互接続リンクを介して2番目のASに2回伝播されます。これにより、次のオプションが可能になります。
バグやストレスなし-あなたの人生を破壊することなく人生を変えるソフトウェアを作成するためのステップバイステップガイド
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BGPのこの側面は、多くの人々によって明示的に認識されていませんが、ルートフラップダンピングなどの研究はインターネットルーティングコンバージェンスを悪化させますが、結果として生じる動作に対処しています。
上記を念頭に置いて、BGPにはスケーリングの問題があると結論付けることができます。プロトコルとそれを実装するルーターは、おそらく500万個、確かに5,000万個の個別プレフィックスをBGPで管理する必要があるインターネットには対応していません。ただし、現在の成長率はIPv4で年間約16％と比較的安定しているため、差し迫った懸念はありません。これは特に、現在BGPに25,000のプレフィックスしかないIPv6に当てはまります。