链路中断预测与路由器失效时间的考虑

将网络可用性作为这一领域中最重要的指标主要有几个原因。首先，战术网络要求能够向对时间要求很高的任务及时提供信息。此外，即使是秒数量级上的网络可用性的差距都会造成对网络中所有应用程序和返回时网络拥塞的带宽损失。这对实时应用来说就有很大问题，特别是对于时延和时延振动比较敏感的应用（如语音和视频）。另外，TCP流量对于会丢包率及ACK时延特别敏感，后者反过来会导致慢启动及应用（和系统）吞吐量的减少。如果使用UDP作为传输协议，另一方面，路径可用性的间隙会导致潜在关键数据的丢失。组合许多应用都需要网络的实时连通。秒数量级上的差距，就可能需要重新启动应用程序或要求用户重新登录，这就将导致进一步的生产力损耗。这是可以被称为“心跳”的影响。

由于链路中断、拓扑结构变化及路由变化造成网络宕机时间tND，从链路中断时间到网络节点确认故障或者路由中断间隔的总和时间tRD以及当第一阶段结束的路由算法的收敛时间tC之间的关系为

每一个路由服务器发出问候数据包作为“keepalive”数据包，管理子网中的每一个路由器每隔tH发送问候数据包。如果在n个问候包没有到达指定接口时，链路（或路由）就已经失效。通常情况下，n设置为3和5。在给定的链路中断中，路由中断间隔为

式中，tj为从链路中断到下一个问候分组的时间。假设链路中断依据于问候分组的到达次数tj为0.5tH。因此，平均路由失效间隔为

计算预期由于路由失效间隔造成的在链路i上的丢失数据dRD，j，这是由于路由失效间隔导致的预期中断时间和由于问候分组导致的系统负开销带宽的产物：

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式中，BWi为第i条链路的带宽，SH为问候分组的大小。通过减少问候间隔tH，可以减少预期链路中断时间，及相应的“丢失可用负载”。

由于同样的原因，增加问候分组的频率会增加系统开销。计算了在链路i上的代价，作为评价中断时间tf，j的结果及由问候分组导致的负载。

从严格带宽的角度来看（不考虑上面讨论的网络可用性），可认为问候分组间隔应通过为每条链路设置dRD，j=CH，j。假设每一个管理子网都要设置问候分组，这将对于最小带宽链路或者最大拥塞链路（假设所有链路具有相同的负载）的计算具有意义，因为这是系统的瓶颈所致。两个可调节参数n为直到达到路由失效间隔都没收到的问候分组的个数，tH是连续问候分组之间的时间。当由于信道误码率或者拥塞导致分组丢失时，如果n设置太低会导致重路由。

在以上所描述的战术机载环境中，数据传输速率设为2.5 Gb／s，几百秒内的链路中断（使用200 s图进行计算），n设置为3。OSPF受限于每秒问候分组的最大速率，而EIGRP允许亚秒级的问候分组。此外，OSPF问候分组报文长度为44 bit，EIGRP报文为8 bit。

问候分组处于每秒最大速率时，在整个200 s间隔中平均8 800 bit的问候分组时OSPF会导致每次中断和开销5.25 Gbit预期数据丢失，对于处于最大问候分组速率的OSPF，开销是可忽略不计的，每次中断的损耗可用带宽是重要的。

相对而言，EIGRP允许存在次秒级HELLO数据包（在测试仿真环境中，将tH设定为0.1 s）。对上述图片中EIGRP的数值进行重新计算，预计在平均整个200 s间隔中，每失败0.63 Gb数量级的数据丢失将会相应丢失约16 000字节的数据。随着光学系统的可用链路带宽的增加（如预期一样）到为2.5 Gb／s数倍的数据使用量，性能上的差异变得更为显著。

同样的，在高空环境下预想的各种情况中，从精确的带宽统计角度上看，次秒级HELLO数据包（如同在EIGRP）的期望增益大于其损耗。对这些问题，主要考虑路径失效的时间总和，这同样要求新路由的网络收敛。然而，对于小型网络（即使存在由于传播，编码和交织造成的不可忽略的链路延时损耗）而言，如图5.13所示的仿真网络的该类延时明显小于1 s，且小于路由器死区间隔时间。这意味着，当在选取路由算法及其相关的HELLO数据包间隔与路由器死区时间时，不仅需要考虑路由器死区时间，而且需要考虑总的预期失效时间。