Выполнил: студент 3-го курса Группы 31 КС Богданов М.А. УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ ТОГБПОУ Многоотраслевой колледж
Маршрутизатор или роутер Маршрутизатор или роутер (от англ. router), - сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определенных правил, принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 модели OSI) между различными сегментами сети. Работает на более высоком уровне, нежели коммутатор и сетевой мост.
Принцип работы Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.
Существуют и другие способы определения маршрута пересылки пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять трансляцию адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа, шифрование/дешифрование передаваемых данных и т.д
/16 [110/49] via , 00:34:34, FastEthernet0/0.1 где /16 сеть назначения, 110/- административное расстояние /49 метрика маршрута, адрес следующего маршрутизатора, которому следует передавать пакеты для сети /16, 00:34:34 время, в течение которого был известен этот маршрут, FastEthernet0/0.1 интерфейс маршрутизатора, через который можно достичь «соседа» Таблица маршрутизации
Статическая маршрутизация – когда записи в таблице вводятся и изменяются вручную. Динамическая маршрутизация – когда записи в таблице обновляются автоматически при помощи одного или нескольких протоколов маршрутизации. Зачастую для построения таблиц используют теорию графов.
Таблица маршрутизации может составляться двумя способами: Статическая маршрутизация – когда записи в таблице вводятся и изменяются вручную. Динамическая маршрутизация – когда записи в таблице обновляются автоматически при помощи одного или нескольких протоколов маршрутизации. Зачастую для построения таблиц используют теорию графов.
Различные типы роутеров отличаются количеством и типами своих портов, что собственно и определяет места их использования. Маршрутизаторы, например, могут быть использованы в локальной сети Ethernet для эффективного управления трафиком при наличии большого числа сегментов сети, для соединения сети типа Ethernet с сетями другого типа, например Token Ring, FDDI, а также для обеспечения выходов локальных сетей на глобальную сеть. Основная цель Основная цель применения роутеров – объединение разнородных сетей и обслуживание альтернативных путей
Традиционная маршрутизация Расчет маршрута и обработка пакетов полностью осуществляется программами уровня 3 (сетевой уровень модели OSI). После принятия решения о маршрутизации пакеты передаются аппаратным интерфейсам уровня 2. Для обмена информацией о маршрутизации используются стандартные протоколы.
Маршрутизирующие коммутаторы Описание Функции традиционных маршрутизаторов интегрируются в коммутаторы Преимущества Простота использования и настройки, интероперабельность с используемыми сетевыми устройствами Недостатки Может терять некоторые функции маршрутизации. Могут возникать сложности при модернизации реализованных "в железе" функций. Применение Магистрали корпоративных сетей и ISP.
Маршрутизирующие коммутаторы Алгоритм работы маршрутизирующих коммутаторов можно понять из приведенного рисунка. Выбор пути происходит на уровне 3 и выполняется программными (чаще) или аппаратными средствами, а обработка пакетов осуществляется с помощью коммутатора на уровне 2. Для обмена данными о маршрутизации маршрутизирующие коммутаторы используют стандартные протоколы маршрутизации.
Коммутация потоков Описание Поток определяется на уровне 3 и коммутируется на уровне 2. Преимущества Устраняет сложность расчета пути после идентификации потока. Недостатки Архитектура запатентована несколькими производителями. При отсутствии потоков требуется использовать традиционные схемы маршрутизации. Применение Магистрали ISP и WAN.
Коммутаторы потоков Когда поток определяется программами уровня 3, между конечными точками организуется коммутируемое соединение и в дальнейшем поток управляется работающим на уровне 2 оборудованием (традиционные коммутаторы). Расчет маршрутов и обработка пакетов осуществляются на уровне 3 (как в традиционных маршрутизаторах) до тех пор, пока не будет идентифицирован поток. После обнаружения потока обработка трафика переносится на уровень 2 (коммутатор). Коммутаторы потоков используют протоколы управления потоками для обмена информацией о потоках в сети.
Коммутирующие маршрутизаторы Описание Различные схемы для снижения сложности определения маршрута на уровне 3. Преимущества Масштабируется для больших сетей. Упрощает маршрутизацию. Недостатки Архитектура запатентована несколькими производителями. Интероперабельность сомнительна. Применение Корпоративные сети, магистрали ISP, WAN.
Коммутирующие маршрутизаторы Конечной целью и наиболее сложным этапом является разработка схем, снижающих нагрузку на маршрутизаторы и позволяющих коммутаторам выполнять операции по рассылке пакетов без проведения сложных расчетов маршрута. Расчет маршрута и обработка пакетов осуществляется на уровне 3 как в традиционных маршрутизаторах за исключением тех случаев, когда теги содержат информацию о рассылке пакетов.
Общие принципы коммутации Коммутация (англ., switching) – изменение соединений в электрических цепях (включение, отключение, переключение их отдельных частей), выполняемое при помощи специальной аппаратуры (коммутатора).
Общие принципы коммутации Коммутация – процесс соединения абонентов в сети через узлы коммутации (УК). Узел коммутации – сетевой узел, осуществляющий коммутацию входов и выходов узла для реализации соединений абонентов в сети.
2.2 Способы коммутации в сетях электросвязи
2.3 Коммутация каналов Узлы коммутации каналов Пользователи Проключенные соединения каналов
Достоинства коммутации каналов: 1 постоянная и известная скорость передачи данных; 2 правильная последовательность прихода данных; 3 низкий и постоянный уровень задержки передачи данных.
Недостатки коммутации каналов: 1 возможен отказ сети в обслуживании запроса на установление соединения; 2 нерациональное использование пропускной способности физических каналов; 3 обязательная задержка перед передачей данных из-за фазы установления соединения.
2.4 Коммутация сообщений
2.5 Коммутация пакетов
Достоинства коммутации пакетов: 1 более устойчива к сбоям; 2 высокая общая пропускная способность сети при передаче пульсирующего трафика; 3 возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи.
Недостатки коммутации пакетов: 1 неопределенность скорости передачи данных; 2 переменная величина задержки пакетов данных; 3 возможны потери данных из-за переполнения буферов; 4 возможны нарушения последовательности прихода пакетов.
2.6 Способы передачи пакетов 1. Дейтаграммный способ 2. Логический канал 3. Виртуальный канал
2.7 Способы коммутации каналов г) время-пространство- частота (мода) (T-S-F) а) пространство S б) частота-пространство (F-S); в) время-пространство (T-S);
+ Работают на канальном уровне, прозрачны для протоколов верхнего уровня + Быстрые устройства - обрабатывают кадры со скоростями, близкими к предельным (wire speed) - Не могут фильтровать трафик для защиты от несанкционированного доступа или ошибок (широковещательный шторм) - Не могут объединять сети с разными технологиями Сравнение коммутаторов и маршрутизаторов коммутатор
+ Способны объединять сети с разными технологиями (составные сети) + Защищают и изолируют сети от проблем в одной из сетей (широковещательный шторм, нежелательный доступ) + Осуществляют баланс и приоритезацию трафика - Обрабатывают пакеты медленней, чем мосты (количество этапов при обработке больше в 2- 3 раза) Сравнение коммутаторов и маршрутизаторов маршрутизатор