Принципы маршрутизации
Важнейшей задачей сетевого уровня является доставка пакета от одного узла к другому в сети. Маршрутизаторы имеют по 2+ порта, к которым подключаются подсети составной сети. Рассмотрим, как выполняется эта процедура на данном примере:
Каждый маршрутизатор сам по себе не имеет никакого адреса, а каждый порт маршрутизатора можно рассматривать как отдельный узел сети, к которой он подключен и соответственно он имеет свой сетевой и локальный адрес.
В составных сетях построенных на маршрутизаторах часто существует несколько альтернативных маршрутов для передачи пакета. Под маршрутом будем понимать последовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет от отправителя до получателя. Задача выбора маршрута из нескольких возможных решают маршрутизаторы и конечные узлы. Маршрут выбирается на основании следующих данных:
1) информации о текущей конфигурации сети и её состояния.
2) на основании критерия выбора маршрута, который может передаваться в сетевом заголовке.
Текущая информация по конфигурации сети хранится как во всех конечных узлах, так и во всех маршрутизаторах. Хранится в структурированном виде в так называемых таблицах маршрутизации:
Номер сети |
Сетевой адрес порта следующего маршрутизатора |
Сетевой адрес порта текущего маршрутизатора |
Расстояние до узла |
… |
… |
… |
… |
Рассмотрим ситуацию для маршрутизатора M4. Например, в маршрутизатор M4 попал пакет из сети S5. Таблица маршрутизации маршрутизатора M4:
Номер сети |
Сетевой адрес порта следующего маршрутизатора |
Сетевой адрес порта текущего маршрутизатора(выходного порта) |
Расстояние до узла(кол-во маршр) |
S1 |
M1(2) |
M4(1) |
1 |
S1 |
M2(1) |
M4(1) |
3 |
S2 |
– |
M4(1) |
0 |
S3 |
M1(2) |
M4(1) |
1 |
S3 |
M2(1) |
M4(1) |
2 |
S4 |
M1(2) |
M4(1) |
2 |
S4 |
M2(1) |
M4(1) |
1 |
S5 |
– |
M4(2) |
0 |
Так же используется маршрут по умолчанию (default), например, в данном случае:
Номер сети |
Сетевой адрес порта следующего маршрутизатора |
Сетевой адрес порта текущего маршрутизатора |
Расстояние до узла |
default |
M5(1) |
M4(2) |
– |
Если в принятом пакете указан номер сети отсутствующий в таблице маршрутизации и записи default нет, то принятый пакет уничтожается.
Чтобы передать пакет каждый конечный узел или маршрутизатор анализирует таблицу маршрутизации. В первом столбце таблицы перечисляются номера сетей входящих в составную сеть. В каждой строке таблицы следом за номером сети указывается сетевой адрес порта следующего маршрутизатора, на который надо направить пакет, что бы тот передвигался далее к узлу получателю.
Когда на маршрутизатор поступает новый пакет, номер сети назначения, извлеченный из поступившего кадра последовательно сравнивается с номерами сетей из каждой строки таблицы. Строка с совпавшим номером укажет на ближайший маршрутизатор, куда нужно пакет перенаправить. На практике количество записей в таблице маршрутизации, как в конечных узлах, так и в маршрутизаторах стараются ограничить, за счет использования специальной записи называемой маршрутизатор по умолчанию (default).
Для конечного узла MВ в сети S1
Номер сети |
Сетевой адрес порта следующего маршрутизатора |
Сетевой адрес порта текущего маршрутизатора |
Расстояние до узла |
default |
M1(2) (адрес в другой сети) |
МВ |
– |
S1 |
-(адрес в этой же сети) |
MB |
0 |