Обычно часовые осцилляторы классифицируются по трем параметрам: стабильность, разброс и блуждание. Стабильность определяется систематическими вариациями частоты со временем. Синонимом нестабильности является старение и дрейф. Разброс (называемый также временным дрожанием) характеризует кратковременные случайные вариации частоты с составляющими более 10 Гц, в то время как блуждание характеризует медленные вариации частоты с составляющими менее 10 Гц.

Таблица 4.4.15.12. Точность и стабильность часов для различных слоев

Конструкция, работа и характеристики осциллятора слоя 1 предполагаются сопоставимыми с национальными стандартами времени и часто базируются на цезиевом стандарте. Часы слоя 4 соответствуют требованиям обычных цифровых каналов и систем PBX. Слои 2-3 могут использоваться для работы с мощными синхронными каналами связи.

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:

Новый запрос резервирования со спецификацией flowspec больше чем любая из действующих в данной точке спецификаций сессии обычно вызывает либо сообщение ResvErr, либо ResvConf, отправляемое получателю каждым из отправителей данных. В этом случае, сообщение ResvConf будет подтверждением, относящимся ко всему пути.

Получение ResvConf не предоставляет никаких гарантий. Предположим, что два запроса резервирования от получателей R1 и R2 пришли в узел, где они были объединены. R2, чье резервирование было вторым по времени, может получить подтверждение ResvConf от данного узла, в то время как запрос R1 еще не прошел весь путь и он может еще быть отвергнут каким-то последующим узлом. Таким образом, R2 может получить ResvConf, когда не имеется полномасштабного резервирования вдоль всего пути; более того, R2 может получить ResvConf, за которым последует сообщение ResvErr.

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:

Краевые точки сети.

Точки объединения данных от многих отправителей.

Точки ветвления, где трафик в различных ветвях может требовать различных уровней резервирования.

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.

E_Police_Flag - управление входом

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.

M_Police_Flag - управление объединением

Этот флаг должен быть установлен для резервирования, использующего стили WF или SE, когда объединяются потоки более чем одного отправителя.

B_Police_Flag -управление ветвлением

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.

Порядок заголовков расширения

Когда используется более одного заголовков расширения в одном пакете, рекомендуется помещать их в следующем порядке:

IPv6 заголовок

Заголовок опций hop-by-hop

Заголовок опций места назначения (destination options header, (1) )

Заголовок маршрутизации

Заголовок фрагмента

Заголовок authentication (2)

Заголовок безопасных вложений (encapsulating security payload, (2) )

Заголовок опций места назначения (destination options header (3) )

Заголовок верхнего уровня.

(1) для опций, которые должны обрабатываться по адресу, указанному в поле IPv6 destination address и во всех узлах, перечисленных в заголовке маршрутизации.

(2) дополнительные рекомендации относительно порядка заголовков authentication и encapsulating security payload приведены в RFC-1827.

(3) для опций, которые должны обрабатываться при достижении пакетом конечной точки маршрута.

Каждый заголовок расширения должен встречаться не более одного раза, исключение представляет собой заголовок опций места назначения, который должен быть представлен дважды (один раз перед заголовком маршрутизации и второй раз перед заголовком верхнего уровня).

Если заголовок верхнего уровня представляет собой еще один IPv6 заголовок (в случае туннелирования IPv6 или инкапсуляции в IPv6), за ним может следовать его собственный заголовок расширения.

Узлы IPv6 должны принимать и пытаться обработать заголовки расширения в любом порядке, встречающиеся любое число раз в пределах одного пакета, за исключением заголовка опций типа hop-by-hop, который может появляться только непосредственно за IPv6 заголовком.

Постепенная настройка фазы

Если локальные часы нескорректированы, они продолжают работать со смещением и частотой (при отсутствии дрейфа), установленными при последней коррекции. Корректирующая информация имеет формат 48-битного целого числа со знаком. Это число характеризует целое и дробное число миллисекунд (запятая располагается после 32-го двоичного разряда). Если полученная величина превосходит максимальное значение, заданное CLOCK.MAX, необходима постепенная пошаговая коррекция. В норме величина поправки вычисляется в рамках алгоритма NTP. Однако, если код счетчика PPS больше нуля, вместо него должен использоваться регистр PPS-ADJUST. Пусть u представляет собой 32-битовый код с битами 0-31 равными разрядам 16-47 корректирующего кода. Если некоторые младшие биты корректирующего кода не используются, они устанавливаются равными биту знака. Такие операции сдвигают положение запятой влево по отношению биту 16, что уменьшает влияние ошибок округления. Пусть b число начальных нулей в коде регистра Compliance и пусть c - число начальных нулей в коде счетчика W@atchdog. Тогда b установится равным:

b = b - 16 + clock.comp

b не должно быть меньше нуля (это логарифм постоянной времени обратной связи). Затем установим c равным:

c = 10 - c

Величина c представляет собой логарифм времени интегрирования со времени последней коррекции. Затем вычисляются новые значения кодов для регистров CLOCK.ADJUST и Skew-Compensation.

x = u >> b,

y = y + (u >> (b + b - c)).

В заключение вычисляем экспоненциальное среднее

z = z + (u > clock.weight,

где сдвиг влево переносит положения запятой с целью достижения большей точности.

Для каждого периода подстройки определяется корректирующий код из двух составляющих. Первая составляющая (фаза) определяется как

x >> clock.phase,

эта величина затем вычитается из предшествующего значения регистра Clock-Adjust. Результат становится новым значением кода этого регистра. Вторая компонента - (частота) определяется как

y >> clock.freq.

Совокупность фазы и частоты представляет собой окончательный корректирующий код, который затем добавляется к коду регистра (clock). В заключение, счетчик Watchdog обнуляется.

Величина b вычисленная ранее может использоваться для изменения величины системной переменной, характеризующей период запросов (коррекций) sys.poll.

sys.poll

При условии, что шум коррекций велик, частота аппаратного задающего генератора может меняться быстро из-за изменений условий окружающей среды. В этом случае период запросов укорачивается. Когда шум незначителен, задающий генератор стабилен и период запросов растет вплоть до NTP.MAXPOLL секунд.

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:

Одиночное RSVP-сообщение не должно превосходить максимального размера IP-дейтограммы, примерно 64K байт (на практике значительно меньше!).

Перегруженные сетевые области, которые не поддерживают RSVP, могут потерять отдельные фрагменты, а это приведет к потере всего сообщения.

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:

Когда узел N направляет сообщение Path выходному логическому интерфейсу L, он включает в сообщение дескриптор логического интерфейса LIH (logical interface handle). Значение LIH содержится в объекте RSVP_HOP.

Следующий узел N' запоминает значение LIH в своем состоянии прохода.

Когда N' посылает сообщение Resv узлу N, он включает в него значение LIH из состояния прохода (содержится в объекте RSVP_HOP).

Когда сообщение Resv прибывает в N, его значение LIH выдает информацию, необходимую для осуществления резервирования в определенном логическом интерфейсе. Заметим, что узел N создает и интерпретирует LIH, которое совершенно не доступно для узла N'.

Предопределенные мультикаст-адреса

Приведенные ниже мультикаст-адреса являются зарезервированными (предопределенными):

FF00:0:0:0:0:0:0:0

FF01:0:0:0:0:0:0:0

FF02:0:0:0:0:0:0:0

FF03:0:0:0:0:0:0:0

FF04:0:0:0:0:0:0:0

FF05:0:0:0:0:0:0:0

FF06:0:0:0:0:0:0:0

FF07:0:0:0:0:0:0:0

FF08:0:0:0:0:0:0:0

FF09:0:0:0:0:0:0:0

FF0A:0:0:0:0:0:0:0

FF0B:0:0:0:0:0:0:0

FF0C:0:0:0:0:0:0:0

FF0D:0:0:0:0:0:0:0

FF0E:0:0:0:0:0:0:0

FF0F:0:0:0:0:0:0:0

Перечисленные выше мультикаст-адреса зарезервированы и не будут присваиваться каким-либо мультикаст-группам.

Адреса для обращения ко всем узлам:

FF01:0:0:0:0:0:0:1

FF02:0:0:0:0:0:0:1

Приведенные выше адреса идентифицируют группу, включающую в себя все IPv6 узлы в пределах группы 1 (локальные узлы) или 2 (локально связанные узлы).

Адреса всех маршрутизаторов:

FF01:0:0:0:0:0:0:2

FF02:0:0:0:0:0:0:2

Приведенные выше мультикаст-адреса идентифицируют группу всех IPv6 маршрутизаторов в пределах области 1 (локальные узлы) или 2 (связанные локально узлы).

DHCP server/relay-agent: FF02:0:0:0:0:0:0:C

Приведенные выше мультикастинг-адреса идентифицируют группу всех IPv6 DHCP серверов и транзитных агентов в пределах области (scope) 2 (локальный канал).

Адрес активного узла (solicited-node): FF02:0:0:0:0:1:xxxx:xxxx

Приведенный выше мультикаст-адрес вычислен как функция уникастного и эникастного адресов узла. Мультикаст-адрес активного узла (solicited-node) сформирован из младших 32 бит адреса (уникастного или эникастного) добавлением 96 битного префикса FF02:0:0:0:0:1. В результате получен мультикастинг адрес, охватывающий интервал:

FF02:0:0:0:0:1:0000:0000

до

FF02:0:0:0:0:1:FFFF:FFFF

Например, код мультикаст-адреса активного узла (solicited node), соответствующий IPv6 адресу 4037::01:800:200E:8C6C, равен FF02::1:200E:8C6C. IPv6 адреса, которые отличаются только старшими разрядами, например, из-за множественных старших префиксов, соответствующих разным провайдерам, будут совпадать с адресом активного узла, что сокращает число мультикаст-групп, к которым узел должен присоединиться.

Прерывание сессии

Прерывание сессии может быть инициировано LAC или LNS и выполняется путем посылки управляющего сообщения CDN. После того как последняя сессия прервана, управляющее соединение может быть также разорвано. Ниже приводится типовой обмен управляющими сообщениями:

LAC или LNS LAC или LNS

CDN ->

(Clean up)

к последней минуте текущего дня.

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

Класс сессии = 1.

Объект IPv4/UDP SESSION: Класс = 1, C-тип = 1

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.

Объект TIME_VALUES: Класс = 5, C-Тип = 1

Период обновления

Период таймаута обновления R, использованного для генерации этого сообщения (в миллисекундах).

Класс ERROR_SPEC

ERROR_SPEC класс = 6.

Объект IPv4 ERROR_SPEC: Класс = 6, C-тип = 1

a Рекомендации по формированию опций

Это приложение дает некоторые советы, как выкладывать поля, при формировании новых опций, предназначенных для использования в заголовке опций hop-by-hop или в заголовке опций места назначения. Эти рекомендации базируются на следующих предположениях:

Желательно, чтобы любые многооктетные поля в пределах данных опции были выровнены на их естественные границы, т.e., поля с длиной в n октетов следует помещать со смещением по отношению к началу заголовка (hop-by-hop или destination options), кратным n октетам, для n = 1, 2, 4 или 8.

Другим желательным требованием является минимальное место, занимаемое hop-by-hop или опциями места назначения, а длина заголовка должна быть кратной 8 октетам.

Можно предположить, что когда присутствует какой-то заголовок, содержащий опции, он несет в себе небольшое число опций, обычно одну.

Эти предположения определяют следующий подход к выкладке полей опций: порядок опций от коротких к длинным без внутреннего заполнения. Требования выравнивания границ для всей опции определяется требованием выравнивания наиболее длинного поля (до 8 октетов). Этот подход иллюстрируется на следующих примерах:

Пример 1

Если опция x требует двух полей данных, одно длиной 8 октетов, а другое длиной 4 октета, ее формат будет иметь вид (рис. 4.4.1.1.27):

Рис. 4.4.1.1.27.

Требование выравнивания соответствует 8n+2, для того чтобы гарантировать начало 8-октетного поля со смещением, кратным 8, от начала последнего заголовка. Полный заголовок (hop-by-hop или destination options), содержащий одну из этих опций будет иметь формат (рис. 4.4.1.1.28):

Рис. 4.4.1.1.28

Пример 2

Если опция y требует трех полей данных, одно длиной 4 октета, одно - 2 октета и одно - длиной один октет, она будет уложена следующим образом (рис. 4.4.1.1.29):

Рис. 4.4.1.1.29

Требование выравнивания выглядит как 4n+3, и призвано гарантировать, что 4-октетное поле начнется со смещением кратным 4 по отношению к началу завершающего заголовка. Полный заголовок (hop-by-hop или destination options), содержащий одну из указанных опций будет иметь вид (рис. 4.4.1.1.30):

Рис. 4.4.1.1.30

Пример 3

Заголовок с опциями hop-by-hop или destination options, содержащий обе опции x и y из примеров 1 и 2, будет иметь один из приведенных ниже форматов, в зависимости от того, какая из опций встречается первой (рис. 4.4.1.1.31, 4.4.1.1.32):

Рис. 4.4.1.1.31

Рис. 4.4.1.1.32

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.

Код ошибки = 00: Подтверждение.

Это код зарезервирован для использования в объекте ERROR_SPEC сообщения ResvConf. Значение ошибки также будет равно нулю.

Код ошибки = 01: Отказ системы управления допуском.

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.

- Субкод = 2: Запрашиваемая полоса пропускания недоступна.

- Субкод = 3: MTU в flowspec больше чем MTU интерфейса.

Код ошибки = 02: Policy Control failure

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.

B: Примеры управляющих сообщений B Установление туннеля Lock-step

В этом примере, LAC формирует туннель, при этом реализуется обмен сообщениями в обоих направлениях. В этом примере показано, что окончательное подтверждение посылается в сообщении ZLB ACK. Альтернативой может быть подтверждение, пришедшее в сообщении, посланном в ответ на ICRQ или OCRQ, которые направляются стороной, инициировавшей формирование туннеля.

LAC или LNSLNS или LAC

SCCRQ ->

Nr: 0, Ns: 0

SCCCN ->

Nr: 1, Ns: 1

Б Сообщения управления NTP

В сетевой среде должны быть средства управления программами NTP, такие как установка индикатора добавления секунды (Leap-Indicator) со стороны первичного сервера, настройка различных системных параметров и процедур мониторинга. Такие операции могут быть реализованы с привлечением протокола snmp и соответствующего расширения базы данных MIB. Однако в тех случаях, когда такие средства недоступны, эти функции могут быть реализованы с помощью специальных управляющих NTP-сообщений.

Управляющие сообщения NTP имеют код 6 в поле режима первого октета NTP-заголовка. Формат поля данных специфичен для каждой из команд или отклика. Однако, в большинстве случаев формат конструируется так, чтобы облегчить его непосредственное чтение. Как правило, он состоит из ASCII-строк. Если используется аутентификатор, поле данных дополняется нулями до границы, кратной целому числу 32-битных слов.

IP-ЭВМ не должны обрабатывать дейтограммы длиннее 576 октетов; однако, некоторые команды или отклики могут содержать данные, непомещающиеся в одну дейтограмму. Для решения данной проблемы все октеты сообщения нумеруются, начиная с нуля. При передаче фрагментов сообщения номер первого октета записывается в поле смещения (offset), а число октетов в поле длины. Бит (M - more) устанавливается во всех фрагментах за исключением последнего.

Большинство контрольных функций включает посылку команды и получение отклика. Отправитель выбирает ненулевой порядковый номер и устанавливает статусное поле и биты R и E равными нулю. Получатель интерпретирует код операции и дополнительную информацию, содержащуюся в поле данных, вносит изменение в поле статуса и устанавливает бит R=1, а также возвращает три 32-битного слова заголовка вместе с другой дополнительной информацией поля данных. В случае неверного формата сообщения или ошибки в поле данных получатель заносит соответствующий код в поле статуса, устанавливает биты R и E равными 1, и опционно записывает диагностическое сообщение в поле данных.

Некоторые команды осуществляют чтение или запись для системных переменных и переменных партнеров для ассоциации, идентифицированной в команде. Другие читают или записывают значения переменных, связанных с радио-часами и другими приборами, имеющими непосредственное отношение к эталонам времени. Для определения ассоциации используется ее 16-битовый идентификатор. Для системных переменных используется идентификатор нуль. Управляющий объект может затребовать текущий список идентификаторов с тем, чтобы их использовать в дальнейшем. При попытке употребить уже недействительный идентификатор будет прислан соответствующий отклик, после чего необходимо запросить список идентификаторов еще раз.

Некоторые события, такие как изменение статуса доступа к партнеру, не сопряжены с какими-либо командами и происходят асинхронно. Программа может запоминать информацию о таких событиях и пересылать ее в откликах. Текущий статус и краткая аннотация чрезвычайных событий пересылаются каждым откликом. Биты в статусном поле указывают на то, произошло ли какое-либо событие с момента предыдущего отклика и было ли их больше одного.

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:

Все ЭВМ способны посылать и получать мультикастные пакеты, если требуется поддержка мультикастных адресов назначения.

Маршрутизаторы первого/последнего узлов должны поддерживать RSVP.

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.

D является портом назначения (DestAddress) конкретной сессии.

G* является стандартным групповым адресом формата 224.0.0.14, т.е., группа ограничена пределами локальной сети.

Г Временная шкала NTP и ее хронометрия

Ниже рассматривается соответствие временной шкалы NTP и UTC (Coordinated Universal Time). Синхронизация часов предполагает их согласование по частоте и времени.

Для синхронизации необходимо уметь сравнить их частоты и показания. Базовыми источниками временных стандартов традиционно являлись периоды движения Земли, Луны и других космических объектов. К сожалению, они не слишком стабильны.

В Аутентификация

Требования надежности NTP подобны аналогичным для других протоколов, работающих с большим числом партнеров и служащих для маршрутизации, управления и доступа к файлам. Система должна противостоять случайным ошибкам и злонамеренным действиям.

Механизм управления доступом в NTP отвечает всем базовым требованиям. Различные проверки препятствуют большинству возможных атак, связанных с подменой временных меток.

Однако имеется возможность того, что хакер нарушит процедуру синхронизации путем модификации NTP-сообщений. Для подавления такой возможности нужно привлекать криптографические механизмы аутентификации (в частности сертификаты).

Механизм, который работает на прикладном уровне, служит для того, чтобы исключить неавторизованную модификацию потока сообщений. Это достигается с помощью контрольных крипто-сумм, вычисляемых отправителем и проверяемых получателем. Однако сам протокол NTP не имеет средств для работы с сертификатами и ключами.

Процедура вычисления контрольной крипто-суммы использует алгоритм DES (Data Encryption Standard) [NBS77].

Последующее является записью для соединения

Примеры уникастных адресов

Примером уникастного адресного формата, который является стандартным для локальных сетей и других случаев, где применимы MAC адреса, может служить:

Рис. 4.4.1.1.3

Где 48-битовый идентификатор интерфейса представляет собой IEEE-802 MAC адрес. Использование IEEE 802 mac адресов в качестве идентификаторов интерфейсов будет стандартным в среде, где узлы имеют IEEE 802 MAC адреса. В других средах, где IEEE 802 MAC адреса не доступны, могут использоваться другие типы адресов связного уровня, такие как E.164 адреса, в качестве идентификаторов интерфейсов.

Включение уникального глобального идентификатора интерфейса, такого как IEEE MAC адрес, делает возможным очень простую форму авто-конфигурации адресов. Узел может узнать идентификатор субсети, получая информацию от маршрутизатора в виде сообщений оповещения, которые маршрутизатор посылает связанным с ним партнерам, и затем сформировать IPv6 адрес для себя, используя IEEE MAC адрес в качестве идентификатора интерфейса для данной субсети.

Другой формат уникастного адреса относится к случаю, когда локальная сеть или организация нуждаются в дополнительных уровнях иерархии. В этом примере идентификатор субсети делится на идентификатор области и идентификатор субсети. Формат такого адреса имеет вид:

Рис. 4.4.1.1.4

Эта схема может быть развита с тем, чтобы позволить локальной сети или организации добавлять новые уровни внутренней иерархии. Может быть, желательно использовать идентификатор интерфейса меньше чем 48-разрядный IEEE 802 MAC адрес, с тем, чтобы оставить больше места для полей, характеризующих уровни иерархии. Это могут быть идентификаторы интерфейсов, сформированные администрацией локальной сети или организации.

Приоритет

4-битовое поле приоритета в IPv6 заголовке позволяет отправителю идентифицировать относительный приоритет доставки пакетов. Значения приоритетов делятся на два диапазона. Коды от 0 до 7 используются для задания приоритета трафика, для которого отправитель осуществляет контроль перегрузки (например, снижает поток TCP в ответ на сигнал перегрузки). Значения с 8 до 15 используются для определения приоритета трафика, для которого не производится снижения потока в ответ на сигнал перегрузки, например, в случае пакетов “реального времени”, посылаемых с постоянной частотой.

Для трафика, управляемого сигналами перегрузки, рекомендуются следующие значения приоритета для конкретных категорий приложений (см. таблицу 4.4.1.1.2).

Таблица 4.4.1.1.2. Значения кодов приоритета

Предполагается, что чем больше код, тем выше приоритет данных, тем быстрее они должны быть доставлены. Так для передачи мультимедийной информации, где управление скоростью передачи не возможно, уровень приоритета должен лежать в пределах 8-15. Практически, уровни приоритета выше или равные 8 зарезервированы для передачи данных в реальном масштабе времени.

Для трафика, не контролируемого на перегрузки, нижнее значение приоритета (8) должно использоваться для тех пакетов, которые отправитель разрешает выбросить в случае перегрузки (например, видео трафик высокого качества), а высшее значение (15) следует использовать для пакетов, которые отправитель не хотел бы потерять (напр., аудио трафик с низкой надежностью). Не существует связи между относительными приоритетами обменов с и без контроля перегрузки.

Процедура часовой фильтр (clock-filter)

Процедура часовой фильтр исполняется по прибытии сообщения NTP или другого события, в результате которого получены новые данные. Она использует аргументы (q, d, e), где q - результат измерения смещения часов, содержащийся в записи, а d и e соответственно RTT и дисперсия. Процедура определяет значение отфильтрованного смещения часов (filtered clock offset - peer.offset), RTT (peer.delay) и дисперсии (peer.dispersion). Она также корректирует дисперсию хранящихся записей и текущее показание часов (peer.update).

Процедура часового фильтра использует сдвиговый регистр (peer.filter), который состоит из NTP.SHIFT каскадов, каждый каскад содержит значения qi, di и e i, которые пронумерованы, начиная с нуля, слева направо. Фильтр инициализируется процедурой очистки при этом заносятся значения [0, 0, NTP.MAXDISPERSE] во всех каскадах. Новые данные записей вдвигаются в фильтр с левого конца. Пакетная процедура выдает записи в формате (q ,d, e), когда приходят новые корректирующие данные, в то время как процедура передачи выдает записи в форме [0, 0, NTP.MAXDISPERSE], когда истекает два периода запроса без поступления свежих данных. Когда одни и те же символы (q, d, e) используютсядля аргументов, содержимого часового фильтра и переменных партнера, их значения обычно понятно из контекста. Ниже представлена псевдопрограмма, поясняющая работу данной процедуры.

begin clock-filter procedure (q, d, e)

Дисперсия ei для всех корректных записей в регистре фильтра должна корректироваться с тем, чтобы отражать накопление смещения со времени последней коррекции. Эти записи заносятся также во временный список, следуя стандартному формату записей [расстояние, индекс]. Записи в регистре сдвигаются вправо, новые записи вводятся слева, а самая правая запись теряется. Временный список сортируется по значению расстояния. Если в списке не остается записей, процедура прерывается без корректировки переменных партнера.

[qi, di, ei] q{i-1}, d{i-1}, e{i-1}];



/* shift stage right */

ei = ei + ft;

add [li ? ei + {|di|}/2, i] to temporary list;

endfor;

Процедура initialization-instantiation

Эта процедура является аппаратно-зависимой и служит, среди прочего, для формирования ассоциации. Адреса и режимы работы партнеров определяются в процессе чтения при перезагрузке или в результате обработки команд оператора. В случае привлечения механизма аутентификации только аутентифицированный партнер может стать источником синхронизации.

begin initialization-instantiation procedure

peer.config

#ifdef (authentication implemented)

peer.authenable

peer.authentic

peer.hostkeyid

peer.peerkeyid

#endef;

peer.peerport

peer.hostaddr

peer.hostport

peer.mode

peer.peerpoll

peer.timer

peer.delay

peer.offset

end initialization-instantiation procedure;

Процедура коррекции показаний часов

Процедура коррекции показания часов вызывается процедурой приема, когда процедура фильтрации определила корректные значения смещения задержки и дисперсии для данного партнера.

begin clock-update procedure

if (sys.peer ? peer) exit;

Может так случиться, что локальные часы оказались сброшены. В этом случае вызывается процедура очистки (clear procedure) для каждого из партнеров, чтобы возвратить в исходное состояние фильтр часов, период рассылки и, если необходимо, осуществить выбор нового источника синхронизации.

Процедура расстояния вычисляет базовую (root) задержку d, базовую дисперсию e и базовое расстояние синхронизации l. ЭВМ не будет синхронизовать выбранного партнера, если расстояние больше чем ntp.maxdistance.

if (l ? ntp.maxdistance) exit;

sys.leap

sys.stratum

sys.refid

call local-clock;

sys.leap 2;

for (all peers) call clear;

endif

else begin

sys.rootdelay d;

sys.rootdispersion e + max (ex

+ |t|, ntp.mindisperse);

endif

sys.reftime

end clock-update procedure;

В некоторых конфигурациях системы прецизионный источник временной информации доступен в виде последовательности синхронизующих импульсов, следующих с периодом в одну секунду. Обычно это является дополнением к базовому источнику времязадающей информации, такому как радио-часы или даже сам протокол NTP, для того чтобы обеспечить подсчет секунд, минут, часов и дней. В этих конфигурациях системные переменные устанавливаются с учетом источника, от которого поступают такие импульсы. Для конфигураций, которые поддерживают первичные эталонные источники, такие как радио-часы или калиброванные атомные часы код слоя устанавливается равным 1, поскольку именно он является действительным источником синхронизации.

Спецификация алгоритмов выбора часов и работы локальных часов не являются составной частью NTP. По этой причине описания этих алгоритмов, представленные ниже, следует рассматривать лишь как рекомендации.

Процедура очистки

Процедура очистки вызывается, когда произошло событие, которое значительно изменило достижимость или вызвало поломку локальных часов.

begin clear procedure

peer.rec

peer.xmt

peer.valid

peer.dispersion

call poll-update;

end clear procedure;

Процедура передачи

Процедура передачи запускается, когда таймер партнера станет равным нулю. В режиме клиента с широковещательным сервером сообщения вообще не посылаются. В режиме сервера сообщения посылаются только в качестве отклика на полученные запросы.

Нижеприведенный фрагмент программы инициализирует пакетный буфер и копирует пакетные переменные.

pkt.peerport

pkt.hostaddr

pkt.hostport

pkt.leap

pkt.version

pkt.mode

pkt.stratum

pkt.poll

pkt.precision

pkt.rootdelay

if (sys.leap = 112 or (sys.clock - sys.reftime) > ntp.maxage)

skew

else

skew j (sys.clock - sys.reftime);

{pkt.rootdispersion

pkt.refid

pkt.reftime

Временная метка передачи pkt.xmt будет использована позднее, для того чтобы проконтролировать отклик. Таким образом, программа должна сохранить точное переданное значение. Кроме того, порядок копирования временных меток должен быть выбран так, чтобы не понизить точность.

pkt.rec

pkt.xmt

peer.xmt

Регистр доступности сдвигается на одну позицию влево, в освободившийся разряд записывается нуль. Если все биты регистра равны нулю, вызывается процедура очистки (clear procedure) для обнуления фильтра часов и выбора, если необходимо, нового источника синхронизации. Если ассоциация не была сконфигурирована при инициализации, то она ликвидируется.

if (peer.reach = 0 and peer.config =0)

begin

ликвидируем ассоциацию;

exit;

endif

Если корректные данные введены в сдвиговый регистр фильтра хотя бы раз за время предыдущих двух периодов рассылки (младший бит peer.reach равен 1), счетчик корректных данных увеличивается на 1. После восьми таких удачных периодов интервал рассылки увеличивается. Процедура выбора часов вызывается, если необходимо заменить источник синхронизации.

peer.valid <- peer.valid + 1;

else peer.hostpoll <- peer.hostpoll + 1;

else begin

peer.hostpoll

call clock-filter(0, 0, ntp.maxdisperse);

endif

call poll-update;

end transmit procedure;

Процедура получения

Процедура получения выполняется по приходу NTP-сообщения. Она проверяет сообщения, интерпретирует различные режимы и вызывает другие процедуры для фильтрации данных и выбора источника синхронизации. Если номер версии в пакете не соответствует текущей версии, сообщение может быть отброшено. Если получено управляющее сообщение NTP и код режима пакета равен 6 (управление), вызывается процедура управляющего сообщения. IP-адреса отправителя и адресата, а также номера портов устанавливаются соответствующими заданному партнеру. Если соответствия нет, производится новая инсталляция протокольной машины и формируется новая ассоциация.

begin receive procedure

if (pkt.version ? ntp.version>) exit;

#ifdef (control messages implemented)

if (pkt.mode = 6) call control-message;

#endef

match addresses and ports to associations;

if (no matching association)

Вызов процедуры дешифровки осуществляется только в случае применения аутентификации.

#ifdef (authentication implemented)

call decrypt;

#endef

Если код режима пакета не равен нулю, он определяет режим на следующем этапе; в противном случае, режим определяется по номеру порта.

mode;

else

mode

case (mode, peer.hostmode)

В случае ошибки пакет просто игнорируется, а ассоциация, если она не была предварительно сконфигурирована, ликвидируется.

error: if (peer.config = 0) demobilize association;

break;

В случае recv пакет обрабатывается, а ассоциация помечается как достижимая при условии 5-8 успешных проверок. Если и проверки с первой по 4-ую проходят успешно (данные корректны), вызывается процедура коррекции показания локальных часов. В противном случае, если ассоциация не была предварительно сконфигурирована, она ликвидируется.

Процедура primary clock-instantiation

Эта процедура вызывается из процедуры инициализации для того, чтобы установить переменные состояния для первичных часов. Значение peer.precision определяется из спецификации радио-часов и аппаратного интерфейса. Значение peer.rootdispersion номинально равно удесятеренной максимальной ошибке радио-часов, например, 10 мсек для WWVB или радио-часов goes и 100 мсек для менее точных радио-часов WWV.

begin clock-instantiation procedure

peer.peeraddr

peer.peerport

peer.hostaddr

peer.hostport

peer.leap 2;

peer.mode

peer.stratum

peer.peerpoll

peer.precision

peer.rootdelay

peer.rootdispersion

peer.refid

peer.reftime

peer.timer

peer.delay

peer.offset

end clock-instantiation procedure;

В некоторых конфигурациях, включающих в себя атомные часы или приемники LORAN-C, первичный эталон может выдавать только секундные импульсы и не предоставлять полного временного кода (числа секунд и пр.). В этих конфигурациях нумерация секунд может быть получена из других источников, таких как радио-часы или даже другие NTP-партнеры. В этих конфигурациях переменные первичных часов должны отражать особенности первичного эталона, а не источника нумерации секунд. Однако если источник нумерации секунд отказал или работает некорректно, актуализация локальных часов от первичного эталона должна быть заблокирована.

Процедура расстояния синхронизации (synchronization distance)

Процедура расстояния вычисляет расстояние синхронизации на основе переменных партнеров.

begin distance(peer) procedure;

d

e f (sys.clock - peer.update)};

le + |d|/2;

end distance procedure;

Заметим, что, в то время как d может быть в некоторых случаях отрицательной, e и l всегда положительны.

Процедура receive-instantiation

Процедура receive-instantiation вызывается процедурой приема, когда обнаруживается новый партнер. Она инициализирует переменные партнера и формирует ассоциацию. Если сообщение получено от партнера, работающего в режиме клиента (3), ЭВМ переводится в режим сервера (4); в противном случае, она устанавливается в симметрично пассивный режим (2).

begin receive-instantiation procedure

#ifdef (authentication implemented)

peer.authenable

peer.authentic

peer.hostkeyid

peer.peerkeyid

#endef

peer.peeraddr

peer.peerport

peer.hostaddr

peer.hostport

peer.mode

else

peer.mode

peer.peerpoll

peer.timer

peer.delay

peer.offset

end receive-instantiation procedure;

Процедура выбора часов

Процедура выбора часов использует переменные партнера q, d, e и t, она вызывается, когда эти переменные изменились или изменился статус доступности. Процедура включает в себя две составные части: алгоритм пересечения (intersection algorithm) и алгоритм кластеризации (clustering algorithm). Алгоритм пересечения подготавливает список кандидатов партнеров, могущих стать источниками синхронизации и вычисляет доверительный интервал для каждого из них. Алгоритм кластеризации сортирует список кандидатов по кодам слоя и расстояния синхронизации. Системная переменная sys.peer представляет собой указатель на наиболее вероятного кандидата, если таковой имеется, или на нулевую величину в противном случае.