Кратко и по делу.
1) Поведение протоколов — главное отличие
- Дистанционно-векторные (DV), пример RIP:
- Обмен маршрутами периодически (RIP: обновление каждые 30 с), метрика — хопы, максимум 15.
- Склонны к эффектам «count‑to‑infinity», транзитным петлям и медленной конвергенции при разрывах — требуется время для распространения неверных/исправленных метрик.
- Конвергенция зависит от таймеров: обнаружение + распространение + повторные обновления (типично десятки—сотни секунд).
- Состоянно‑канальные / link‑state (LS), пример OSPF:
- Каждый роутер рассылает состояния ссылок (LSA) при изменениях; все строят общую базу и запускают SPF (Dijkstra).
- Быстрее обнаружение и детерминированная реконструкция пути; петли предотвращаются глобальным согласованием базы.
- Конвергенция = время детекции + время флуда LSA + время SPF + установка маршрутов (обычно доли секунды — несколько секунд в больших сетях).
Формула для приближённой модели конвергенции:
$$T_c\approx T_{detect}+T_{propagate}+T_{compute}+T_{install}$$ где для RIP $T_{propagate}$ велик из‑за периодических обновлений, для OSPF — LSA‑flood и SPF.
2) Техники стабилизации (что делают и зачем)
- Split horizon:
- Не рекламировать маршрут обратно по интерфейсу, откуда он пришёл. Уменьшает обратные петли.
- Poison reverse:
- Рекламировать маршрут обратно с бесконечной метрикой (например, RIP: 16) — явно сообщает недоступность.
- Hold‑down timers:
- После сообщения о потере маршрута запрещают принимать «улучшающие» (но потенциально ложные) обновления в течение $T_{hold}$ (в RIP часто 180 с). Предотвращают быстрый флаппинг принятия/отклонения маршрутной информации.
- Route damping (flap damping):
- Накладывают штрафы за флапы; при накоплении штрафа выше порога маршрут подавляется на время. Штрафы экспоненциально спадают. Модель:
$$penalty(t)=penalt{y}_0\cdot 2^{-t/h}$$ где $h$ — «half‑life». После suppression путь снова «реабилитируется», когда штраф < reuse‑threshold.
- Примечание: агрессивное дампингование IGP может вредить (долгое подавление стабильных возвращений); чаще применяется в BGP.
- Jitter / randomized timers:
- Добавляют небольшую случайную задержку к обновлениям, уменьшая лавинность одновременных пересчётов.
- Fast failure detection (BFD, интерфейсные механизмы):
- Отслеживание состояния канала с миллисекундной детекцией; уменьшает $T_{detect}$.
- LSA/advertisement оптимизации (для OSPF):
- Incremental LSAs, LSA throttling, area‑design (сегментация), summarization — уменьшают масштаб перерасчётов и распространения.
- Route aggregation / summarization:
- Уменьшают размер базы и число изменений, локализуют динамику.
3) Влияние задержек конвергенции на приложения реального времени
- Основные показатели реального времени: задержка (one‑way delay), jitter, потеря пакетов.
- Критерии (приближённо):
- Голос (VoIP): one‑way delay < $150$–$200$ ms; jitter < $30$–$50$ ms; потеря < $1$–$3\%$.
- Видео/конференции: чувствительны к потере и джиттеру; короткие просадки допустимы, длительные — приводят к заметным артефактам или разрыву.
- Игры/RT-интерактив: требуют низкой задержки и стабильности; конвергенция > $100$–$200$ ms уже заметна.
- Если конвергенция занимает $T_c$, то во время этого окна поток испытывает:
- Потерю пакетов ≈ пакеты, переданные за $T_c$.
- Увеличение задержки/петли (в случае transient loops) — пакеты могут застрять до $TTL$ или быть переадресованы по длинным путям.
- Пример влияния: при $T_c=2$ с и RTP 50 pps, потеря ≈ $100$ пакетов — заметно ухудшит качество голосовой сессии; при $T_c>1$ с вероятность разрыва звонка (SIP timers) растёт.
- Вывод: медленные DV‑протоколы (RIP) с десятками-сотнями секунд конвергенции неприемлемы для критичных RT‑сервисов; LS‑решения (OSPF) с быстрым флуда‑SPF + BFD предпочтительны.
4) Влияние на переносимость топологии (скорость и стабильность изменений)
- «Переносимость топологии» (способность сети быстро и корректно отреагировать на перемещения/изменения — миграция ВМ, перестроение связей):
- Медленная конвергенция означает: задержка в распространении новых маршрутов, временные несогласованные БД у роутеров → транзитные петли, черные дыры, неравномерная политика маршрутизации.
- Частые флапы приводят к усиленному контрол‑трафику и росту CPU при перерасчётах; при больших IGP‑доменах это делает переносимость низкой.
- Как повысить переносимость:
- Делить сеть на области/иерархию (OSPF areas), суммаризировать префиксы.
- Использовать быстрый детект (BFD), ECMP, L2‑механизмы для локального миграционного маршрута (например, подвижность на L2).
- Ограничивать область распространения изменений (stub/ NSSA, route summarization).
5) Рекомендации практические (коротко)
- Для сред/крупных сетей и RT‑трафика — LS (OSPF/IS‑IS) + BFD, правильный дизайн областей и суммаризация.
- Для мелких сетей или очень ограниченных устройств — DV (RIP) только при низкой динамике; иначе настроить таймеры и механизмы подавления.
- Включать: split horizon/poison reverse (для DV), hold‑down с аккуратными значениями, route damping с консервативными параметрами, jitter и LSA throttling.
- Мониторить: CPU/LSDB churn, LSA rate, flap counts; корректировать пороги suppression/half‑life.
Если нужно, могу дать пример конкретных параметров (RIP/OSPF/BFD) и типичные значения таймеров для вашей сети — пришлите размер/характер сети.