49. Маршрутизаторы. Классическая маршрутизация. Маршрутная таблица. Алгоритм маршрутизации. Протоколы маршрутизации.

Маршрутиза́тор (рутер, раутер или роутер) — специализированный сетевой компьютер, имеющий мин. 2 сетевых интерфейса и пересылающий пакеты данных(дейтаграммами) между различными сегментами сети.

Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря её разделению на домены коллизий или широковещательные домены, а также благодаря фильтрации пакетов.

Маршрутизатор работает на более высоком «сетевом» уровне 3 сетевой модели OSI, нежели коммутатор (или сетевой мост) и концентратор (хаб), которые работают соответственно на уровне 2 и уровне 1 модели OSI

Рис.1 сетевая модель OSI

Маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетных данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.

Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой маршрутизатор принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблица состоит из некоторого числа записей — маршрутов, в каждой из которых содержится адрес сети получателя, адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты, административное расстояние — степень доверия к источнику маршрута и некоторый вес записи — метрика. Метрики записей в таблице играют роль в вычислении кратчайших маршрутов к различным получателям.

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

При классической маршрутизации каждый пакет обрабатывается маршрутизатором индивидуально.

Протоколы маршрутизации определяют топологию сети и сохраняют информацию о ней в таблице маршрутизации.

Алгоритмы маршрутизации применяются для определения наилучшего пути пакетов от источника к приёмнику и являются основой любого протокола маршрутизации. Сеть рассматривается как граф. Маршрутизаторы являются узлами, а физические линии между маршрутизаторами — рёбрами соответствующего графа. Каждой грани графа присваивается определённое число — стоимость, зависящая от физической длины линии, скорости передачи данных по линии или финансовой стоимости линии.

50. Структура маршрутизатора. Основные функции маршрутизатора

Основная функция маршрутизатора - чтение заголовков пакетов сетевых протоколов, и принятие решения о дальнейшем маршруте следования пакета по его сетевому адресу, включающему, как правило, номер сети и номер узла.

Структура функций маршрутизатора могут быть разбиты на 3 группы в соответствии с уровнями модели OSI

• Уровень интерфейсов

• Уровень сетевого протокола

• Уровень протоколов маршрутизации

.

51. Коммутация на сетевом уровне. Способы совмещения функций коммутации и маршрутизации. Типы коммутаторов 3-го уровня. Маршрутизация потоков. Маршрутизирующий коммутатор и коммутирующий маршрутизатор.

Маршрутизирующий коммутатор действует, как и обычный маршрутизатор, в котором для выяснения маршрута каждого пакета используется информция на 3-м уровне. Уменьшение стоимости и повышение производительности маршрутизирующего коммутатора достигается благодаря сокращению числа выполняемых им функций и максимально возможному перемещению логических средств в интегральные схемы. В чисто маршрутизирующем коммутаторе обработка информации для выбора маршрута тесно объединена с процессом коммутации и пакеты во время обработки остаются в пределах коммутирующего механизма.

Основной принцип коммутации потоков состоит в в идентификации долговременных потоков данных между 2-мя IP-узлами. В ответ на обнаружение потока (программными средствами 3-го уровня) между концевыми точками устанавливается коммутируемое соединение, после чего поток передается аппаратными средствами 2-го уровня. Пример: пересылка файлов или веб-графики.

Коммутирующая маршрутизация связана с путями сокращения избыточных операций маршрутизации, в результате чего коммутаторы получают возможность выполнить функции передачи на 3-м уровне без сложных расчётов маршрутов.