Маршруты перевозки грузов: расчет, определение, виды организация

02 August 2017

Поделиться

Организация перевозок грузов маршрутами – важный этап оптимизации логистических затрат. Движение транспорта при грузоперевозках должно быть продумано таким образом, чтоб перевозки обходились в минимальную сумму и при этом были максимально производительными. Автотранспортные перевозки проводятся по маршрутам, разработанным и просчитанным заранее. Маршрут представляет собой путь, по которому транспорт передвигается от пункта отправления до пункта назначения или до возвращения в исходную точку. Путь, который при этом преодолевает автомобиль, называется длиной маршрута. Когда транспорт заканчивает движение по всему установленному маршруту, это называют оборотом.

КАК ФОРМИРУЮТСЯ МАРШРУТЫ ПЕРЕВОЗКИ ГРУЗОВ

Разработка маршрута перевозки груза – это сложный процесс, в ходе которого необходимо принимать во внимание такие параметры:

• 
  пути движения транспорта должны проходить по направлениям общих грузовых потоков;

• 
  повторные и встречные перевозки должны быть сведены к минимуму;

• 
  каждая следующая перевозка в идеале происходит без предварительной подготовки транспорта.

• 
  маршрут прокладывается исходя из наименьшего расстояния, выбирают наименее загруженные дороги, имеющие твердое покрытие;

• 
  подвижный состав должен двигаться со скоростью, которая не подвергает безопасность движения угрозе, но при этом находится на максимальном уровне;

• 
  стоимость грузоперевозок должна быть наименьшей, а производительность – наибольшей.

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТОВ МАРШРУТОВ ПЕРЕВОЗОК

Выделяют следующие виды маршрутов перевозки грузов:

• 
  кольцевые;

• 
  маятниковые;

• 
  развозочные;

• 
  сборные;

• 
  развозочно-сборные.

Критерии, которые используются для определения эффективности, зависят от разновидности. Так, эффективность маршрутов  маятникового и кольцевого типа определяется по величине пробега. Чем он больше, тем экономичнее проводятся грузоперевозки. Поэтому расчет маршрута перевозок грузов идет с учетом данных показателей.

Одна из главных задач маршрутизации – это выбор таких маршрутов, которые позволяет использовать пробег самым эффективным образом. При этом учитываются размер партии, тип груза, тип транспорта и расположение пунктов погрузки и разгрузки. Также учитывается, целесообразен ли выбор того или иного типа маршрута. Так, к маятниковым маршрутам прибегают только в том случае, когда выбор кольцевого является нецелесообразным.

Маятниковый маршрут представляет собой такое движение, при которой автомобили передвигаются между двумя пунктами несколько раз в прямом и обратном направлениях. При этом пробег обратно может быть груженым, не груженым или груженым не полностью.

При кольцевом маршруте транспорт передвигается по замкнутому пути, который соединяет несколько погрузочных и разгрузочных пунктов. Кольцевые маршруты бывают двух типов:

В последнем случае маршрут может быть сборным, развозочным или смешанным. Для определения эффективности в этом случае используется коэффициент на наиболее загруженном участке пути.

6. Виды маршрутов движения транспортных средств

Маршрутом
движения называют
путь следования транспортно­го
средства при перевозке груза. Различают
три вида маршрутов: маятниковые,
радиальные и кольцевые (рис. 6.1).

Маятниковым
называют
такой маршрут, при котором транспортные
средства движутся по одной и той же
трассе, как в
прямом, так и в обратном направлении.
Обратное движение возможно как с грузом,
так и без него. Чаще в условиях
сель­скохозяйственного
производства обратное движение
происхо­дит
без груза.

Радиальным
называют
маршрут, при котором груз пере­возят
из одного пункта в другие в разных
направлениях и наобо­рот.
Первый вариант радиального маршрута
используют при до­ставке удобрений
из мест хранения на различные поля,
второй — при
доставке урожая с разных участков к
месту хранения или обработки.

Кольцевым
называют
маршрут, при котором движение транспортных
средств между несколькими пунктами
происходит по
замкнутому контуру.

Рис. 6.1. Виды
маршрутов:

а
и б
– маятниковые с обратным груженым и
холостым пробегами;

1-движение с грузом:
2-движение без груза:

в
и г —
радиальный собирательный и распределительный;

д и е – кольцевые
обычный и комбинированный

Такие
маршруты характерны при обслуживании
нескольких агрегатов
одним заправщиком топлива, семян и так
далее. Коль­цевой
комбинированный включает также элемент
маятникового маршрута
с обратным холостым ходом.

7. План перевозок и графики работы транспортных средств

Показатели
использования транспортных средств, в
значитель­ной степени зависят от
качества планирования перевозок и
опера­тивной
организации работы подвижного состава.

При
этом различают перспективное (на
несколько лет вперед), текущее
(на год) и оперативное (на сезон и на
каждую смену) пла­нирование
транспортных работ.

При
перспективном
планировании учитывают
планы развития всего
хозяйства и отдельных его отраслей, а
также объемы перево­зок основных
видов грузов (семян, удобрений урожая
и др.) с уче­том
расстояний их доставки, а также развития
дорожной сети. Оп­ределяют и перспективную
потребность в транспортных и
погрузочно-разгрузочных
средствах соответствующих видов.

План работы транспортных средств на 200…Год

Далее
перспективные планы уточняют при текущем
планиро­вании
транспортных работ на предстоящий год,
учитывая следую­щие
конкретные исходные данные: структуру
и количество грузов; расстояние
перевозки каждого вида груза; состояние
дорог; ка­лендарные
сроки перевозок; количество и техническое
состояние транспортных и
погрузочно-разгрузочных средств и т.
д.

На
основе указанных данных разрабатывают
годовой план рабо­ты
транспортных средств по прилагаемой
примерной форме.

План-график
работы грузовых автомобилей на_________месяц
200. года

Оперативные
планы-графики работы каждого грузового
автомо­биля
разрабатывают примерно на месяц по
прилагаемой форме. , время оформления
документов – t_оф

и время движения в обратном направлении
– t_об..

Затем цикл
повторяется снова.

Таким
образом, в любой 1-й момент времени по
оси абсцисс можно
определить состояние транспортного
средства. Проведя из /-и точки вертикальную
линию до пересечения с графиком
движе­ния,
затем горизонтальную до пересечения
с осью ординат, опреде­ляют
местонахождение транспортного средства,
как показано стрел­ками.
Тангенсы углов наклона 1§ а = /_г//_г
= у_г,
1§
(3 = /_г/?₀б
= у_х
с
уче­том
расстояния до пункта разгрузки /_г
соответствуют скоростям движения
транспортного средства соответственно
в прямом у_г
и
об­ратном
у_х
направлениях.

Такие
графики или маршрутные карты можно
строить опера­тивно
с помощью персональных компьютеров с
последующим их вручением водителям
перед началом работы.

Планирование
работы транспортных средств является
элемен­том
научной организации труда и, широко
применяя их на прак­тике,
можно существенно повысить показатели
использования транспорта
в каждом хозяйстве.

Диспетчер трафика Azure — методы маршрутизации трафика

• Статья
• 13.07.2022
• 13 минут на чтение

Диспетчер трафика Azure поддерживает шесть методов маршрутизации трафика, чтобы определить, как направлять сетевой трафик к различным конечным точкам службы. Для любого профиля диспетчер трафика применяет связанный с ним метод маршрутизации трафика к каждому получаемому DNS-запросу. Метод маршрутизации трафика определяет, какая конечная точка возвращается в ответе DNS.

В диспетчере трафика доступны следующие методы маршрутизации трафика:

• Приоритет: Выберите Маршрутизация с приоритетом , если вы хотите иметь первичную конечную точку службы для всего трафика. Вы можете указать несколько резервных конечных точек на случай, если основная или одна из резервных конечных точек будет недоступна.
• Weighted: Выберите маршрутизацию Weighted , если вы хотите распределить трафик по набору конечных точек на основе их веса. Установите одинаковый вес, чтобы равномерно распределить его по всем конечным точкам.
• Производительность: Выберите маршрутизацию Performance , если у вас есть конечные точки в разных географических положениях и вы хотите, чтобы конечные пользователи использовали «ближайшую» конечную точку для наименьшей сетевой задержки.
• Географический: Выберите маршрутизацию Географический , чтобы направлять пользователей к определенным конечным точкам (Azure, Внешним или Вложенным) в зависимости от географического происхождения их DNS-запросов. С помощью этого метода маршрутизации он позволяет вам соответствовать таким сценариям, как мандаты суверенитета данных, локализация контента и взаимодействия с пользователем, а также измерение трафика из разных регионов.
• Многозначный: Выберите Многозначный для профилей диспетчера трафика, которые могут иметь только адреса IPv4/IPv6 в качестве конечных точек. При получении запроса для этого профиля возвращаются все работоспособные конечные точки.
• Subnet: Выберите метод маршрутизации трафика Subnet для сопоставления наборов диапазонов IP-адресов конечных пользователей с определенной конечной точкой. Когда запрос получен, возвращаемая конечная точка будет той, которая сопоставлена ​​с исходным IP-адресом этого запроса.

Все профили диспетчера трафика поддерживают мониторинг работоспособности и автоматическое переключение конечных точек при сбое. Дополнительные сведения см. в разделе Мониторинг конечных точек диспетчера трафика. В профиле диспетчера трафика одновременно можно настроить только один метод маршрутизации трафика. Вы можете в любой момент выбрать другой способ маршрутизации трафика для своего профиля. Ваши изменения будут применены в течение минуты без простоев. Вы можете комбинировать методы маршрутизации трафика, используя вложенные профили диспетчера трафика. Вложенные профили позволяют создавать сложные конфигурации маршрутизации трафика, отвечающие потребностям более крупных и сложных приложений. Дополнительные сведения см. в разделе вложенные профили диспетчера трафика.

Метод приоритетной маршрутизации трафика

Часто организации хотят обеспечить надежность своих услуг. Для этого они развертывают одну или несколько служб резервного копирования на случай, если их основной сервер выйдет из строя. Метод маршрутизации трафика «Приоритет» позволяет клиентам Azure легко реализовать этот шаблон отработки отказа.

Профиль диспетчера трафика содержит приоритетный список конечных точек службы. По умолчанию диспетчер трафика отправляет весь трафик на основную конечную точку (с наивысшим приоритетом). Если основная конечная точка недоступна, диспетчер трафика направляет трафик на вторую конечную точку. В ситуации, когда первичная и вторичная конечные точки недоступны, трафик направляется на третью и так далее. Доступность конечной точки зависит от настроенного состояния (включено или отключено) и текущего мониторинга конечной точки.

Настройка конечных точек

С помощью Azure Resource Manager вы явно настраиваете приоритет конечной точки, используя свойство «приоритет» для каждой конечной точки. Это свойство имеет значение от 1 до 1000. Чем меньше значение, тем выше приоритет. Конечные точки не могут совместно использовать значения приоритета. Установка свойства необязательна. Если этот параметр опущен, используется приоритет по умолчанию, основанный на порядке конечных точек.

Метод взвешенной маршрутизации трафика

Метод «Взвешенной» маршрутизации трафика позволяет равномерно распределять трафик или использовать предварительно заданное взвешивание.

В методе взвешенной маршрутизации трафика вы назначаете вес каждой конечной точке в конфигурации профиля диспетчера трафика. Вес представляет собой целое число от 1 до 1000. Этот параметр является необязательным. Если этот параметр опущен, диспетчеры трафика используют вес по умолчанию, равный «1». Чем выше вес, тем выше приоритет.

Для каждого полученного DNS-запроса диспетчер трафика случайным образом выбирает доступную конечную точку. Вероятность выбора конечной точки основана на весах, присвоенных всем доступным конечным точкам. Использование одинакового веса для всех конечных точек приводит к равномерному распределению трафика. Использование более высоких или более низких весов для определенных конечных точек приводит к тому, что эти конечные точки возвращаются более или менее часто в ответах DNS.

Взвешенный метод позволяет использовать несколько полезных сценариев:

• Постепенное обновление приложения: задан процент трафика, направляемый на новую конечную точку, и постепенное увеличение трафика с течением времени до 100%.
• Миграция приложений в Azure: создайте профиль как с Azure, так и с внешними конечными точками. Отрегулируйте вес конечных точек, чтобы отдать предпочтение новым конечным точкам.
• Разрыв в облаке для большей емкости: быстрое развертывание локального развертывания в облаке, поместив его за профиль диспетчера трафика. Если вам нужна дополнительная емкость в облаке, вы можете добавить или включить дополнительные конечные точки и указать, какая часть трафика направляется на каждую конечную точку.

Веса можно настроить с помощью портала Azure, Azure PowerShell, CLI или REST API.

Следует помнить, что ответы DNS кэшируются клиентами. Они также кэшируются рекурсивными DNS-серверами, которые клиенты используют для разрешения DNS-имен. Это кэширование может повлиять на взвешенное распределение трафика. Когда количество клиентов и рекурсивных DNS-серверов велико, распределение трафика работает должным образом. Однако, когда количество клиентов или рекурсивных DNS-серверов невелико, кэширование может значительно исказить распределение трафика.

Общие варианты использования включают:

• Среды разработки и тестирования
• Связь между приложениями
• Приложения, предназначенные для узкого круга пользователей, использующих общую рекурсивную инфраструктуру DNS (например, сотрудники компании, подключающиеся через прокси)

Эти эффекты кэширования DNS являются общими для всех систем маршрутизации трафика на основе DNS, а не только для диспетчера трафика Azure. В некоторых случаях явная очистка кеша DNS может обеспечить обходной путь. Если это не сработает, может оказаться более подходящим альтернативный метод маршрутизации трафика.

Эффективный метод маршрутизации трафика

Развертывание конечных точек в двух или более местах по всему миру может повысить скорость отклика ваших приложений. С помощью метода маршрутизации трафика «Производительность» вы можете направлять трафик в «ближайшее» к вам место.

«Ближайшая» конечная точка не обязательно является ближайшей по географическому расстоянию. Вместо этого метод маршрутизации трафика «Производительность» определяет ближайшую конечную точку, измеряя задержку в сети. Диспетчер трафика ведет таблицу задержек в Интернете, чтобы отслеживать время приема-передачи между диапазонами IP-адресов и каждым центром обработки данных Azure.

Диспетчер трафика ищет исходный IP-адрес входящего DNS-запроса в таблице интернет-задержек. Затем диспетчер трафика выбирает доступную конечную точку в центре обработки данных Azure с наименьшей задержкой для этого диапазона IP-адресов. Затем диспетчер трафика возвращает эту конечную точку в ответе DNS.

Как объясняется в разделе «Как работает диспетчер трафика», диспетчер трафика не получает DNS-запросы напрямую от клиентов. Вместо этого DNS-запросы исходят от рекурсивной службы DNS, для использования которой настроены клиенты. Таким образом, IP-адрес, используемый для определения «ближайшей» конечной точки, — это не IP-адрес клиента, а IP-адрес рекурсивной службы DNS. Этот IP-адрес является хорошим прокси для клиента.

Диспетчер трафика регулярно обновляет таблицу задержек в Интернете, чтобы учитывать изменения в глобальном Интернете и новых регионах Azure. Однако производительность приложений зависит от изменения нагрузки в Интернете в реальном времени. Эффективная маршрутизация трафика не отслеживает нагрузку на заданную конечную точку службы. Если конечная точка становится недоступной, диспетчер трафика не будет включать ее в ответы на запросы DNS.

Обратите внимание:

• Если ваш профиль содержит несколько конечных точек в одном регионе Azure, диспетчер трафика равномерно распределяет трафик между доступными конечными точками в этом регионе. Если вы предпочитаете другое распределение трафика в пределах региона, вы можете использовать вложенные профили диспетчера трафика.
• Если все включенные конечные точки в ближайшем регионе Azure ухудшены, диспетчер трафика перемещает трафик на конечные точки в следующем ближайшем регионе Azure. Если вы хотите определить предпочтительную последовательность отработки отказа, используйте вложенные профили диспетчера трафика.
• При использовании метода маршрутизации трафика производительности с внешними конечными точками или вложенными конечными точками необходимо указать расположение этих конечных точек. Выберите регион Azure, ближайший к вашему развертыванию. Эти местоположения являются значениями, поддерживаемыми таблицей задержки Интернета.
• Алгоритм выбора конечной точки является детерминированным. Повторяющиеся DNS-запросы от одного и того же клиента направляются на одну и ту же конечную точку. Как правило, в поездках клиенты используют разные рекурсивные DNS-серверы. Клиент может быть перенаправлен на другую конечную точку. На маршрутизацию также могут влиять обновления таблицы интернет-задержек. Вот почему метод маршрутизации трафика производительности не гарантирует, что клиент всегда направляется к одной и той же конечной точке.
• При изменении таблицы интернет-задержек вы можете заметить, что некоторые клиенты перенаправляются на другую конечную точку. Это изменение маршрутизации является более точным на основе текущих данных о задержке. Эти обновления необходимы для обеспечения точности маршрутизации трафика Performance по мере постоянного развития Интернета.

Метод географической маршрутизации трафика

Профили диспетчера трафика можно настроить для использования метода географической маршрутизации, чтобы пользователи направлялись к определенным конечным точкам (Azure, внешним или вложенным) в зависимости от географического местоположения, из которого исходит их DNS-запрос. С помощью этого метода маршрутизации он позволяет вам соблюдать требования суверенитета данных, локализации контента и взаимодействия с пользователем, а также измерения трафика из разных регионов.
Когда профиль настроен для географической маршрутизации, каждой конечной точке, связанной с этим профилем, должен быть назначен набор географических регионов. Географический регион может иметь следующие уровни детализации

• Мир – любой регион
• Региональная группа — например, Африка, Ближний Восток, Австралия/Тихоокеанский регион и т. д.
• Страна/регион — например, Ирландия, Перу, САР Гонконг и т. д.
• Штат/провинция — например, США-Калифорния, Австралия-Квинсленд, Канада-Альберта и т. д. (примечание: этот уровень детализации поддерживается только для штатов/провинций в Австралии, Канаде и США).

Когда регион или набор регионов назначается конечной точке, любые запросы из этих регионов направляются только в эту конечную точку. Диспетчер трафика использует исходный IP-адрес DNS-запроса, чтобы определить регион, из которого пользователь делает запрос. Обычно встречается как IP-адрес локального преобразователя DNS, выполняющего запрос для пользователя.

Диспетчер трафика считывает исходный IP-адрес DNS-запроса и решает, из какого географического региона он исходит. Затем он проверяет, есть ли конечная точка, с которой сопоставлен этот географический регион. Этот поиск начинается с самого низкого уровня детализации (штат/провинция, где он поддерживается, в противном случае — на уровне страны/региона) и продолжается до самого высокого уровня, который составляет World . Первое совпадение, найденное с помощью этого обхода, выбирается в качестве конечной точки для возврата в ответе на запрос. При сопоставлении с конечной точкой вложенного типа возвращается конечная точка в этом дочернем профиле на основе ее метода маршрутизации. Следующие пункты применимы к этому поведению:

• Географический регион можно сопоставить только с одной конечной точкой в ​​профиле диспетчера трафика, если выбран тип маршрутизации «Географическая маршрутизация». Это ограничение гарантирует, что маршрутизация пользователей является детерминированной, и клиенты могут включать сценарии, требующие однозначных географических границ.

• Если регион пользователя указан в географическом сопоставлении двух разных конечных точек, диспетчер трафика выбирает конечную точку с наименьшей степенью детализации. Диспетчер трафика не будет рассматривать запросы о маршрутизации из этого региона в другую конечную точку. Например, рассмотрим профиль типа «Географическая маршрутизация» с двумя конечными точками — Endpoint1 и Endpoint2. Endpoint1 настроен на получение трафика из Ирландии, а Endpoint2 настроен на получение трафика из Европы. Если запрос исходит из Ирландии, он всегда направляется в Endpoint1.

• Поскольку регион можно сопоставить только с одной конечной точкой, диспетчер трафика возвращает ответ независимо от того, исправна ли конечная точка.

  Важно

  Настоятельно рекомендуется, чтобы клиенты, использующие метод географической маршрутизации, связывали его с конечными точками вложенного типа, у которых есть дочерние профили, содержащие не менее двух конечных точек в каждом.

• Если найдено совпадение конечной точки и эта конечная точка находится в состоянии Stopped , диспетчер трафика возвращает ответ NODATA. В этом случае дальнейшие поиски не выполняются выше в иерархии географических регионов. Это поведение также применимо для вложенных типов конечных точек, когда дочерний профиль находится в Остановлено или Отключено состояние.

• Если конечная точка имеет статус Disabled , она не будет включена в процесс сопоставления регионов. Это поведение также применимо для вложенных типов конечных точек, когда конечная точка находится в состоянии Disabled .

• Если запрос поступает из географического региона, который не имеет сопоставления в этом профиле, диспетчер трафика возвращает ответ NODATA. Вот почему мы настоятельно рекомендуем вам использовать географическую маршрутизацию с одной конечной точкой. В идеале тип Вложенный, по крайней мере, с двумя конечными точками в дочернем профиле, с регионом Мир присвоен ему. Эта конфигурация также гарантирует, что все IP-адреса, которые не сопоставлены с регионом, обрабатываются.

Как объясняется в разделе «Как работает диспетчер трафика», диспетчер трафика не получает DNS-запросы напрямую от клиентов. DNS-запросы исходят от рекурсивной службы DNS, для использования которой настроены клиенты. Вот почему IP-адрес, используемый для определения региона, является не IP-адресом клиента, а скорее IP-адресом рекурсивной службы DNS. Этот IP-адрес является хорошим прокси для клиента.

Часто задаваемые вопросы

• В каких случаях полезна географическая маршрутизация?

• Как решить, следует ли мне использовать метод маршрутизации по производительности или метод географической маршрутизации?

• Какие регионы поддерживаются диспетчером трафика для географической маршрутизации?

• Как диспетчер трафика определяет, откуда пользователь делает запрос?

• Гарантируется ли, что диспетчер трафика сможет правильно определить точное географическое положение пользователя в каждом случае?

• Должна ли конечная точка физически находиться в том же регионе, в котором она настроена для географической маршрутизации?

• Можно ли назначать географические регионы конечным точкам в профиле, который не настроен для выполнения географической маршрутизации?

• Почему я получаю сообщение об ошибке, когда пытаюсь изменить метод маршрутизации существующего профиля на Географический?

• Почему клиентам настоятельно рекомендуется создавать вложенные профили вместо конечных точек в профиле с включенной географической маршрутизацией?

• Существуют ли какие-либо ограничения для версии API, поддерживающей этот тип маршрутизации?

Метод маршрутизации трафика с несколькими значениями

Метод маршрутизации трафика с несколькими значениями позволяет получить несколько работоспособных конечных точек в одном ответе на запрос DNS. Эта конфигурация позволяет вызывающей стороне выполнять повторные попытки на стороне клиента с другими конечными точками в случае, если возвращаемая конечная точка не отвечает. Этот шаблон может повысить доступность службы и уменьшить задержку, связанную с новым DNS-запросом для получения работоспособной конечной точки. Метод маршрутизации с несколькими значениями работает, только если все конечные точки имеют тип «Внешние» и указаны как адреса IPv4 или IPv6. При получении запроса для этого профиля возвращаются все работоспособные конечные точки, и для них действует настраиваемый максимальный счетчик возврата.

Часто задаваемые вопросы

• В каких случаях полезна маршрутизация с несколькими значениями?

• Сколько конечных точек возвращается при использовании маршрутизации MultiValue?

• Получу ли я тот же набор конечных точек при использовании маршрутизации MultiValue?

Метод маршрутизации трафика подсети

Метод маршрутизации трафика Subnet позволяет сопоставить набор диапазонов IP-адресов конечных пользователей с конкретными конечными точками в профиле. Если диспетчер трафика получает DNS-запрос для этого профиля, он проверяет исходный IP-адрес этого запроса. Затем он определит, с какой конечной точкой он сопоставлен, и вернет эту конечную точку в ответе на запрос. В большинстве случаев исходный IP-адрес — это преобразователь DNS, который используется вызывающим абонентом.

IP-адрес, который должен быть сопоставлен с конечной точкой, может быть указан как диапазон CIDR (например, 1.2.3.0/24) или как диапазон адресов (например, 1.2.3.4–5.6.7.8). Диапазоны IP-адресов, связанные с конечной точкой, должны быть уникальными в этом профиле. Диапазон адресов не может пересекаться с набором IP-адресов другой конечной точки в том же профиле.
Если вы определяете конечную точку без диапазона адресов, она работает как запасной вариант и принимает трафик из любых оставшихся подсетей. Если резервная конечная точка не включена, диспетчер трафика отправляет ответ NODATA для любых неопределенных диапазонов. Настоятельно рекомендуется определить резервную конечную точку, чтобы убедиться, что все возможные диапазоны IP-адресов указаны для ваших конечных точек.

Маршрутизация подсетей может использоваться для предоставления различных возможностей пользователям, подключающимся из определенного IP-пространства. Например, вы можете сделать так, чтобы все запросы из вашего корпоративного офиса направлялись на другую конечную точку. Этот метод маршрутизации особенно полезен, если вы пытаетесь протестировать только внутреннюю версию своего приложения. Другой сценарий — если вы хотите предоставить другой опыт пользователям, подключающимся от определенного интернет-провайдера (например, заблокировать пользователей от данного интернет-провайдера).

Часто задаваемые вопросы

• В каких случаях полезна маршрутизация подсети?

• Откуда диспетчер трафика узнает IP-адрес конечного пользователя?

• Как указать IP-адреса при использовании маршрутизации подсети?

• Как указать резервную конечную точку при использовании маршрутизации подсети?

• Что произойдет, если конечная точка отключена в профиле типа маршрутизации подсети?

Дальнейшие действия

Узнайте, как разрабатывать приложения высокой доступности с помощью мониторинга конечных точек диспетчера трафика

Интернет-маршрутизация и управление трафиком

Том Шолл | на
15 ДЕКАБРЯ 2014 г. | в
Архитектура |
Постоянная ссылка |
Делиться

Интернет-маршрутизация сегодня осуществляется с помощью протокола маршрутизации, известного как BGP (протокол пограничного шлюза). Отдельные сети в Интернете представлены в виде автономной системы (АС). Автономная система имеет глобально уникальный номер автономной системы (ASN), который присваивается региональным интернет-реестром (RIR), который также занимается распределением IP-адресов по сетям. Каждая отдельная автономная система устанавливает пиринговые сеансы BGP с другими автономными системами для обмена маршрутной информацией. Сеанс пиринга BGP — это сеанс TCP, установленный между двумя маршрутизаторами, каждый из которых находится в определенной автономной системе. Этот сеанс пиринга BGP проходит через канал, например интерфейс 10Gigabit Ethernet между этими маршрутизаторами. Информация о маршрутизации содержит префикс IP-адреса и маску подсети. Это переводит, какие IP-адреса связаны с номером автономной системы (происхождение AS). Информация о маршрутизации распространяется по этим автономным системам на основе политик, определяемых отдельными сетями.

Здесь все становится немного интереснее, поскольку различные факторы влияют на то, как обрабатывается маршрутизация в Интернете. На сегодняшний день существует два основных типа отношений между автономными системами: транзит и пиринг.

Транзит — это когда автономная система будет платить вышестоящей сети (известной как транзитный провайдер) за способность перенаправлять трафик к ним, которые будут пересылать этот трафик дальше. Он также предусматривает, что при покупке автономной системы (кто является заказчиком в этих отношениях) информация о маршрутизации будет распространяться на соседние устройства. Транзит включает в себя получение прямого подключения из клиентской сети к вышестоящей транзитной сети провайдера. Такого рода соединения могут представлять собой несколько 10-гигабитных каналов Ethernet между маршрутизаторами друг друга. Транзитное ценообразование основано на использовании сети в конкретном доминирующем направлении с 9Биллинг 5-го процентиля. Транзитный провайдер будет смотреть на использование за месяц, и в направлении с преобладающим трафиком он будет выставлять счет на 95-м процентиле использования. Единица, используемая при выставлении счетов, измеряется в битах в секунду (бит/с) и указывается в цене за Мбит/с (например, 2 доллара США за Мбит/с).

Пиринг — это когда автономная система подключается к другой автономной системе и соглашается обмениваться друг с другом трафиком (и информацией о маршрутизации) своих собственных сетей и любых клиентов (транзитных клиентов), которые у них есть. При пиринге есть два метода, на которых формируется подключение. В первом случае устанавливается прямое соединение между отдельными сетевыми маршрутизаторами с несколькими каналами 10Gigabit Ethernet или 100Gigabit Ethernet. Этот тип подключения известен как «частный пиринг» или PNI (частное сетевое соединение). Этот тип соединения обеспечивает обеим сторонам четкое представление об использовании интерфейса трафика в обоих направлениях (входящем и исходящем). Другая форма пиринга, которая устанавливается, — это коммутаторы Internet Exchange или IX. С помощью Internet Exchange несколько сетей получат прямое подключение к набору коммутаторов Ethernet. Отдельные сети могут устанавливать сеансы BGP через этот обмен с другими участниками. Преимущество Internet Exchange заключается в том, что он позволяет нескольким сетям подключаться к общему местоположению и использовать его для подключения «один ко многим». Недостатком является то, что любая данная сеть не имеет представления об использовании сети другими участниками.

Большинство сетей развертывают свое сетевое оборудование (маршрутизаторы, транспортное оборудование DWDM) в объектах колокейшн, где сети устанавливают прямую связь друг с другом. Это может быть через коммутаторы Internet Exchange (которые также находятся в этих объектах колокации) или прямые соединения, которые представляют собой оптоволоконные кабели, проложенные между отдельными наборами / стойками, где расположено сетевое оборудование.

Сети будут определять свою политику маршрутизации, чтобы предпочесть маршрутизацию в другие сети на основе множества элементов. Процесс принятия решения о наилучшем пути BGP в операционной системе маршрутизатора определяет, как маршрутизатор будет предпочитать один путь BGP другому. Сетевые операторы разработают свою политику, чтобы повлиять на процесс принятия решения о наилучшем пути BGP, основываясь на таких факторах, как стоимость доставки трафика в сеть назначения в дополнение к производительности.

Типичная политика маршрутизации в большинстве сетей предписывает, чтобы внутренние (их собственные) маршруты и маршруты, полученные от их собственных клиентов, были предпочтительнее всех других путей. После этого большинство сетей будут предпочитать пиринговые маршруты, поскольку пиринг обычно бесплатен и часто может обеспечить более короткий/оптимальный путь для достижения пункта назначения. Наконец, наименее предпочтительный маршрут к месту назначения — это платные транзитные ссылки. Когда речь идет о транзитных путях, как стоимость, так и производительность обычно являются факторами, определяющими, как добраться до сети назначения.

Сами политики маршрутизации определяются на маршрутизаторах на простом текстовом языке политик, специфичном для операционной системы маршрутизатора. Они содержат два типа функций: сопоставление на одном или нескольких маршрутах и ​​действие для этого совпадения. Сопоставление может включать в себя список фактических префиксов IP и длин подсетей, источников ASN, путей AS или других типов атрибутов BGP (сообщества, следующий переход и т. д.). Действия могут включать сброс атрибутов BGP, таких как local-preference, Multi-Exit-Discriminators (MED) и различных других значений (сообщества, происхождение и т. д.). Ниже приведен упрощенный пример политики маршрутизации для маршрутов, полученных от транзитного провайдера. В нем есть несколько условий, позволяющих оператору сопоставлять определенные интернет-маршруты, чтобы установить другое значение локального предпочтения, чтобы контролировать, какой трафик должен пересылаться через этого провайдера. Существуют дополнительные действия для установки других атрибутов BGP, связанных с классификацией маршрутов, чтобы их можно было легко идентифицировать и применять к ним другие маршрутизаторы в сети.

Сетевые операторы будут настраивать свою политику маршрутизации, чтобы определять, как отправлять трафик и как получать трафик через соседние автономные системы. Эта практика широко известна как управление трафиком BGP. Внесение изменений в исходящий трафик, безусловно, проще всего реализовать, поскольку оно включает в себя идентификацию конкретных маршрутов, которые вы хотите направить, и повышение предпочтения маршрутизации для выхода через определенную смежность. Операторы должны позаботиться о проверке определенных вещей до и после любого изменения политики, чтобы понять влияние своих действий.

Инжиниринг входящего трафика немного сложнее, так как он требует от оператора сети изменения объявлений информации о маршрутизации, покидающих вашу сеть, чтобы повлиять на то, как другие автономные системы в Интернете предпочитают маршрутизировать к вам. В то время как влияние на непосредственно прилегающие к вам сети несколько тривиально, влияние на сети, расположенные дальше тех, которые непосредственно связаны с вами, может оказаться сложной задачей. Этот метод требует использования функций, которые транзитный провайдер может предоставить через BGP. В протоколе BGP есть атрибут определенного типа, известный как сообщества. Сообщества — это строки, которые вы можете передавать в обновлении маршрутизации между сеансами BGP. Большинство сетей используют сообщества для классификации маршрутов как транзитные, одноранговые и клиентские. Отношения транзит-клиент обычно дают клиенту определенные возможности для управления дальнейшим распространением маршрутов в соседние области. Это дает сети возможность управлять трафиком дальше вверх по течению от сетей, к которым она не подключена напрямую.

Traffic-engineering сегодня используется в Интернете по нескольким причинам. Первая причина может заключаться в снижении затрат на полосу пропускания за счет предпочтения определенных путей (разных транзитных провайдеров). Другой — из соображений производительности, когда конкретный транзитный провайдер может иметь менее перегруженный путь с меньшей задержкой к сети назначения. Сетевые операторы будут просматривать различные показатели, чтобы определить, есть ли проблема, и начать вносить изменения в политику, чтобы изучить результат. Конечно, в Интернете имеет значение масштаб перемещаемого трафика. Перемещение трафика на несколько Гбит/с с одного пути на другой может повысить производительность, но если вы переместите трафик на десятки Гбит/с, вы можете столкнуться с перегрузкой на этом вновь выбранном пути. Связи между различными сетями в Интернете сегодня работают там, где они масштабируют пропускную способность в зависимости от наблюдаемого использования. Даже если вы платите транзитному провайдеру за подключение, это не означает, что каждая ссылка на внешние сети масштабируется в соответствии с объемом трафика, который вы хотите передать. По мере роста трафика будут добавляться ссылки между отдельными сетями. Таким образом, массовые изменения в использовании Интернета могут привести к перегрузке, поскольку эти новые пути обрабатывают больший объем трафика, чем когда-либо прежде. В результате сетевые операторы должны уделять внимание постепенному перемещению трафика, а также связи с другими сетями, чтобы оценить влияние любых перемещений трафика.

Вышеупомянутые операции управления трафиком усложняются тем, что вы не единственный человек в Интернете, пытающийся направить трафик в определенные пункты назначения. Другие сети также находятся в аналогичном положении, когда они пытаются доставлять трафик и будут выполнять собственную обработку трафика. Есть также много сетей, которые отказываются от пиринга с другими сетями по нескольким причинам. Например, некоторые сети могут указывать на дисбаланс входящего и исходящего трафика (коэффициенты трафика) или чувствовать, что трафик в их сети сбрасывается. В этих случаях единственный способ добраться до этих пунктов назначения — через транзитного провайдера. В некоторых случаях эти сети могут предлагать продукт «платного пиринга» для обеспечения прямого подключения. Этот платный пиринговый продукт может быть оценен по цене, которая ниже цены, которую вы заплатили бы за транзит, или может предлагать незагруженный путь, который вы обычно наблюдаете при транзите. Тот факт, что у вас есть путь через общественный транспорт, не означает, что он не загружен в любое время дня (например, в часы пик).

Один из способов устранить переходы между сетями — это сделать именно это — устранить их через прямые соединения. AWS предоставляет для этого сервис, известный как AWS Direct Connect. С помощью Direct Connect клиенты могут напрямую подключать свою сеть к сетевой инфраструктуре AWS. Это позволит обойти Интернет через прямое физическое подключение и устранить любые потенциальные проблемы с маршрутизацией или пропускной способностью Интернета.

Для определения путей, по которым идет трафик, очень полезны такие инструменты, как traceroute. Traceroute работает, отправляя пакеты в заданную сеть назначения, и устанавливает начальное значение IP TTL равным единице. Восходящее устройство сгенерирует сообщение ICMP TTL Exceeded обратно вам (источнику), которое покажет первый переход на вашем пути к месту назначения. Последующие пакеты будут отправляться из источника и увеличивать значение IP TTL, чтобы показать каждый переход на пути к месту назначения. Важно помнить, что маршрутизация в Интернете обычно включает асимметричные пути — трафик, идущий к месту назначения, будет проходить через отдельный набор переходов на обратном пути. При выполнении трассировки для диагностики проблем с маршрутизацией очень полезно получить обратный путь, чтобы помочь изолировать конкретное направление трафика, являющееся проблемой. Имея представление о том, как движется трафик в обоих направлениях, становится легче понять, какие изменения в организации трафика можно внести. При работе с сетевыми операционными центрами (NOC) или группами поддержки важно предоставить общедоступный IP-адрес исходного и конечного адресов, участвующих в обмене данными. Это предоставляет людям информацию, которую они могут использовать, чтобы помочь воспроизвести возникшую проблему. Также полезно включить любые конкретные детали, касающиеся связи, например, был ли это HTTP (TCP/80) или HTTPS (TCP/443). Некоторые приложения traceroute предоставляют пользователю возможность генерировать свои зонды с использованием различных протоколов, таких как эхо-запрос ICMP (ping), пакеты UDP или TCP для определенного порта. Некоторые программы traceroute по умолчанию используют эхо-запрос ICMP или пакеты UDP (направленные на определенный диапазон портов). Хотя в большинстве случаев они работают, различные сети в Интернете могут фильтровать такие пакеты, поэтому рекомендуется использовать зонд трассировки, который воспроизводит тип трафика, который вы собираетесь использовать, в сеть назначения. Например, использование traceroute с TCP/80 или TCP/443 может дать лучшие результаты при работе с брандмауэрами или другой фильтрацией пакетов.

Пример трассировки на основе UDP (с использованием четко определенных диапазонов портов трассировки), где несколько маршрутов позволяют генерировать TTL Exceeded для пакетов, связанных с этими портами назначения:

Обратите внимание, что последний переход не отвечает, так как он, скорее всего, блокирует UDP-пакеты, предназначенные для старших портов.

При использовании одного и того же traceroute, использующего TCP/443 (HTTPS), мы обнаруживаем, что несколько маршрутизаторов не отвечают, но пункт назначения отвечает, так как он прослушивает TCP/443:

Трассировка TCP на порт 443 (HTTPS):

Скачки, обнаруженные в traceroute, дают некоторое представление о типах сетевых устройств, через которые проходят ваши пакеты. Многие сетевые операторы будут добавлять описательную информацию в обратные записи PTR DNS, хотя каждая сеть будет отличаться. Обычно в записях DNS указывается имя маршрутизатора, какой-либо географический код и физический или логический интерфейс маршрутизатора, через который проходит трафик. Каждая отдельная сеть называет свои собственные маршрутизаторы по-разному, поэтому информация здесь обычно указывает, является ли устройство «основным» маршрутизатором (без внешних или клиентских интерфейсов) или «пограничным» маршрутизатором (с подключением к внешней сети). Конечно, это не жесткое правило, и в сети часто можно найти многофункциональные устройства. Географический идентификатор может варьироваться между кодами аэропортов IATA, телекоммуникационными кодами CLLI (или их вариантами) или внутренними идентификаторами, уникальными для этой конкретной сети. Иногда здесь также будут появляться сокращенные версии физических адресов или названий городов. Фактический интерфейс может указывать тип интерфейса и скорость, хотя они настолько точны, насколько вы считаете, что оператор должен публично раскрывать это и поддерживать свои записи DNS в актуальном состоянии.

Одной из важных особенностей traceroute является то, что данные следует воспринимать с некоторым скептицизмом. Traceroute будет отображать время приема-передачи (RTT) для каждого отдельного перехода, когда пакеты проходят через сеть к месту назначения. Хотя это значение может дать некоторое представление о задержке этих прыжков, на фактическое значение могут влиять различные факторы. Например, многие современные маршрутизаторы сегодня рассматривают пакеты с истекающим сроком действия TTL как имеющие низкий приоритет по сравнению с другими функциями, которые выполняет маршрутизатор (пересылка пакетов, протоколы маршрутизации). В результате обработка пакетов с истекшим значением TTL и последующего генерируемого сообщения ICMP TTL Exceeded может занять некоторое время. Вот почему очень часто можно наблюдать высокое значение RTT на промежуточных переходах внутри трассировки (до сотен миллисекунд). Это не всегда указывает на наличие проблемы с сетью, и люди всегда должны измерять сквозную задержку (через ping или некоторые тесты приложений). В ситуациях, когда RTT увеличивается на определенном узле и продолжает увеличиваться, это может быть индикатором общего увеличения задержки в определенной точке сети. Другим элементом, часто наблюдаемым в traceroute, являются прыжки, которые не отвечают на traceroute, которые будут отображаться как *. Это означает, что маршрутизатор(ы) на этом конкретном узле либо отбросил пакет с истекшим сроком жизни, либо не сгенерировал сообщение ICMP TTL Exceeded. Обычно это результат двух возможных вещей. Во-первых, многие современные маршрутизаторы сегодня реализуют контроль уровня управления (CoPP), который представляет собой фильтры пакетов на маршрутизаторе для управления обработкой определенных типов пакетов. Сегодня во многих современных маршрутизаторах использование ASIC (специализированных интегральных схем) улучшило функции поиска и пересылки пакетов. Когда ASIC маршрутизатора получает пакет со значением TTL, равным единице, он направляет пакет в дополнительное место внутри маршрутизатора для обработки генерации ICMP TTL Exceeded. На большинстве маршрутизаторов генерация ICMP TTL Exceeded выполняется на ЦП, встроенном в линейную карту, или в основной мозг самого маршрутизатора (известный как процессор маршрутов, механизм маршрутизации или супервизор). Поскольку центральный процессор линейной карты или механизма маршрутизации занят выполнением таких задач, как программирование таблицы переадресации и протоколов маршрутизации, маршрутизаторы позволят установить защиту, чтобы ограничить скорость отправки этим компонентам пакетов с превышением TTL. CoPP позволяет оператору устанавливать такие функции, как ограничение сообщений TTL Exceeded до значения, например, 100 пакетов в секунду. Кроме того, сам маршрутизатор может иметь дополнительный ограничитель скорости, определяющий количество генерируемых сообщений ICMP TTL Exceeded. В этой ситуации вы обнаружите, что переходы в вашем traceroute иногда могут вообще не отвечать из-за использования CoPP. По этой же причине при выполнении проверки связи с отдельными переходами (маршрутизаторами) на трассировочном маршруте вы увидите потерю пакетов, поскольку CoPP отбрасывает пакеты. Другая область, где может применяться CoPP, — это когда маршрутизатор может просто отклонить все пакеты с превышением TTL. Внутри traceroute эти прыжки всегда будут сопровождаться знаком *, независимо от того, сколько раз вы выполняете traceroute.

Хорошая презентация, объясняющая использование traceroute в Интернете и интерпретацию его результатов, находится здесь: https://www.nanog.org/meetings/nanog45/presentations/Sunday/RAS_traceroute_N45. pdf

Устранение неполадок в Интернете — непростая задача, и для ее решения необходимо изучить несколько наборов информации (трассировка, таблицы маршрутизации BGP). Использование очков для просмотра в Интернете или серверов маршрутизации полезно для предоставления другой точки зрения в Интернете при устранении неполадок. На странице «Зеркало» в Википедии есть несколько ссылок на сайты, которые можно использовать для проверки связи, трассировки и изучения таблицы маршрутизации BGP из разных точек мира в различных сетях.

При обращении в сети или размещении сообщений на форумах в поисках поддержки по проблемам маршрутизации в Интернете важно предоставить полезную информацию для устранения неполадок. Это включает в себя IP-адрес источника (общедоступный IP-адрес, а не преобразованный частный/NAT), IP-адрес назначения (еще раз общедоступный IP-адрес), используемый протокол и порты (например, TCP/80) и конкретное время/ дата, когда вы заметили проблему. Трассировка в обоих направлениях невероятно полезна, поскольку пути в Интернете могут быть асимметричными.