Маршрутизация Выполнила: Булдакова С.Г. 371 группа.

Маршрутизатор или роутер Маршрутизатор или роутер ( от англ. router), - сетевое устройство, на основании информации отопологии 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

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

Коммутация на уровне 3 Популярность Internet и корпоративных сетей intranets привела к значительному росту уровня сетевого трафика. За счет доступа пользователей к удаленным ресурсам и серверам потоки трафика становятся все менее локальными. Увеличение потока данных и делокализация трафика ведут к перегрузке маршрутизаторов. Для решения возникших задач большинство производителей сетевого оборудования пытаются решить задачу коммутации на сетевом уровне ( уровень 3). Коммутация на сетевом уровне сможет обеспечить сочетание разумности маршрутизаторов и скорости коммутаторов. Уровнем 3 называют сетевой уровень (network layer) модели OSI. На этом уровне маршрутизаторы выполняют свои функции на основе информации об адресах, используемой сетевыми протоколами типа IP и IPX. Традиционные коммутаторы работают на уровне 2 ( уровень канала данных - data-link layer), рассылая пакеты на основе физических адресов сетевых устройств (VFC- адресов ). Добавляя в коммутаторы средства работы с адресами сетевого уровня, производители сетевого оборудования создают устройства, часто называемые коммутаторами третьего уровня (layer-3 switch).

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.

Современные маршрутизаторы обладают следующими свойствами: Поддерживают коммутацию уровня 3, высокоскоростную маршрутизацию уровня 3 и коммутацию уровня 4; поддерживают передовые технологии передачи данных, такие как Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и АТМ; поддерживают технологии АТМ с использованием скоростей до 622 Мбит/сек; поддерживают одновременно разные типы кабельных соединений (медные, оптические и их разновидности); поддерживают WAN-соединения включая поддержку PPP, Frame Relay, HSSI, SONET и др.; поддерживают технологию коммутации уровня 4 (Layer 4 Switching), использующую не только информация об адресах отправителя и получателя, но и информацию о типах приложений, с которыми работают пользователи сети; обеспечивают возможность использования механизма "сервис по запросу" (Quality of Service) - QoS, позволяющего назначать приоритеты тем или иным ресурсам в сети и обеспечивать передачу трафика в соответствии со схемой приоритетов; позволяют управлять шириной полосы пропускания для каждого типа трафика; поддерживают основные протоколы маршрутизации, такие как IP RIP1, IP RIP2, OSPF, BGP-4, IPX RIP/SAP, а также протоколы IGMP, DVMPR, PIM-DM, PIM-SM, RSVP; поддерживают несколько IP сетей одновременно; поддерживают протоколы SNMP, RMON и RMON 2, что дает возможность осуществлять управление работой устройств, их конфигурированием со станции сетевого управления, а также осуществлять сбор и последующий анализ статистики как о работе устройства в целом, так и его интерфейсных модулей; поддерживать как одноадресный (unicast), так и многоадресный (multicast) трафик;

Применение Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря ее разделению на домены коллизий или широковещательные домены, а также благодаря фильтрации пакетов. В качестве маршрутизатора может выступать как специализированное (аппаратное) устройство (характерные представители Cisco, Juniper), так и обычный компьютер, выполняющий функции маршрутизатора. Существует несколько пакетов программного обеспечения (в большинстве случаев на основе ядра Linux) с помощью которого можно превратить ПК в высокопроизводительный и многофункциональный маршрутизатор,.CiscoJuniper компьютерLinux На сегодняшний день самым «продвинутыми» маршрутизаторами можно считать серию оборудования SmartSwitchRouter фирмы Cablet ron Systems. SmartSwitchRouter Cablet ron Systems