
- •4. Коммуникационное оборудование информационных сетей
- •4.4. Физическая структуризация локальной сети. Повторители и концентраторы
- •На всех своих портах
- •4.5. Логическая структуризация сети. Мосты
- •4.6. Коммутаторы пакетов
- •Кс с общей разделяемой памятью
- •Кс матричного типа
- •Кс шинного типа
- •4.12. Архитектура коммутационной системы шинного типа
- •По способу коммутации различают
- •4.7. Маршрутизатор (Router)
- •Модель маршрутизатора
- •4.7. Шлюзы
- •4.8. Понятие виртуального канала
- •Принцип коммутации с использованием техники вк-в
- •4.12. Виртуальные сети
- •Основные типы коммуникационных устройств
- •4.2. Роль кабельной системы
- •4.3. Сетевые адаптеры
4.7. Маршрутизатор (Router)
Маршрутизаторы образуют логические сегменты посредством явной адресации, поскольку используют не плоские аппаратные, а составные числовые адреса. В этих адресах имеется поле номера сети, так что все компьютеры, у которых значение этого поля одинаково, принадлежат к одному сегменту, называемому в данном случае подсетью.
M1, M2,..., M7-маршрутизаторы, LAN1, LAN2, LAN3, WAN4, WAN5, LAN6 - уникальные номера сетей в едином формате L1, L2, ... - локальные номера узлов (дублируются, разный формат)
Рис.4.14. Структура интерсети, построенной на основе маршрутизаторов
Маршрутизатор (router) позволяет организовывать в сети избыточные связи.
Имея карту сети, маршрутизатор может выбрать один из нескольких возможных маршрутов доставки пакета адресату.
Маршрутизатор видит всю картину связей подсетей друг с другом, поэтому он может выбрать маршрут при наличии нескольких альтернативных маршрутов.
Маршрутизаторы не только объединяют сети, но и надежно защищают их друг от друга – маршрутизатор отказывается передавать "неправильный" пакет дальше, изолируя дефектный узел от остальной сети.
Маршрутизатор предоставляет администратору удобные средства фильтрации потока сообщений за счет того, что сам распознает многие поля служебной информации в пакете и позволяет их именовать понятным администратору образом.
Чтобы составить карту связей в сети, маршрутизаторы обмениваются специальными служебными сообщениями.
Функции маршрутизатора могут быть разбиты на 3 группы в соответствии с уровнями модели OSI: уровень интерфейсов, уровень сетевого протокола, уровень протоколов маршрутизации (рис. 4.15)
Модель маршрутизатора
С |
Удаление плохих пакетов |
В
Определение
маршрута по таблице маршрутизации пакетов |
Анализ и модификация сетевого заголовка |
Фильтрация пакетов |
Порт 4
V. 35
Порт 1 |
Порт 2 |
Порт 3 |
10 Base-T |
10 Base-2 |
U |
Ethernet |
Ethernet |
Token Ring |
X. 25
ISDN
Рис.4.15. Функциональная модель маршрутизатора
Уровень интерфейсов. С каждым интерфейсом связан определенный протокол канального уровня (Ehternet, Token Ring? X.25 …). Интерфейс выполняет функции физического и канального уровней … и передачу поля данных кадра верхнему уровню, если контрольная сумма корректна.
Каждый порт маршрутизатора имеет МАСадрес, по которому и направляются кадры, требующие маршрутизации, другими узлами сети.
Извлеченные из поля данных кадра пакеты передаются модулю сетевого протокола.
Уровень сетевого протокола: анализ полей заголовка, проверки (контрольной суммы, времени пребывания пакета в сети), фильтрация трафика, буферизация.
Уровень протоколов маршрутизации: основная функция – определение маршрута пакета. По номеру сети, извлеченному из заголовка пакета. модуль сетевого протокола находит в ТАБЛИЦЕ МАРШРУТИЗАЦИИ строку, содержащую сетевой адрес следующего маршрутизатора (узла коммутации) и номер выходного порта.
Пример ТМ N – количество узлов в сети
Ai – количество соседей i-го узла
1
2
K
=
Ai
С О С Е Д И i-го узла
Узлы 1 2 3 …. Ai
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
------ |
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
; фиксированная
маршрутизация.
Для установления соответствия между сетевыми и локальными адресами используется протокол РАЗРЕШЕНИЯ АДРЕСОВ ARP (Adress Resolution Protocol).
Таблица соответствия локальных адресов сетевым строится отдельно для каждого сетевого интерфейса.
С сетевого уровня пакет передается вниз канальному уровню.
Уровень протоколов маршрутизации. Построением и поддержанием таблицы маршрутизации занимаются ПРОТОКОЛЫ МАРШРУТИЗАЦИИ.
Обеспечивают: обмен между маршрутизаторами информацией о топологии сети; анализ этих сведений; определение наилучших маршрутов.
Результаты заносятся в таблицы маршрутизации.
RIP (Routing Information Protocol), внутренний протокол для небольших сетей.
OSPF (Open Shortest Pass First) – первоочередное открытие кратчайших путей. Протокол для больших гетерогенных сетей.
ICMP (Internet Control Message Protocol). Протокол межсетевых управляющих сообщений (обмен об ошибках между маршрутизаторами и узлом-источником пакета, о перегрузке, о времени жизни пакета, о изменении маршрута …)
Три класса маршрутизаторов: магистральные, региональные, офисные.
Рассчитаем вероятности отправки поступающего трафика через соседей узла J, направляемого к узлу Е.
Время задержки:
Через J: 17; через А: 8+ 14=22; через H: 12+30=42; K: 6+19=25.
+
+
+
= 1;
(1+
.
= 0,35; =0,27; = 0,14; = 0,24.