Мосты и маршрутизаторы.

Маршрутизатор – это устройство сетевого уровня, использующее одну или более метрик для определения оптимального пути передачи сетевого трафика на основании информации сетевого уровня. Из этого определения вытекает, что маршрутизатор, прежде всего, необходим для определения дальнейшего пути данных, посланных в большую и сложную сеть. Пользователь такой сети отправляет свои данные в сеть и указывает адрес своего абонента. И все. Данные проходят по сети и в точках с разветвлением маршрутов поступают на маршрутизаторы, которые как раз и устанавливаются в таких точках. Маршрутизатор выбирает дальнейший наилучший путь. То, какой путь лучше, определяется количественными характеристиками, которые называются метриками. Лучший путь – это путь с наименьшей метрикой. В метрике может учитываться несколько показателей, например, длина пути, время прохождения и т.д.

Другими словами, маршрутизатор – это устройство объединения сетей различного типа, которое работает на сетевом уровне и оперирует межсетевыми адресами IP или IPX. Маршрутизаторы – это чаще всего специализированные, с устройствами ввода-вывода, компьютеры со специальным программным обеспечением. Маршрутизатор может быть программным – это программное обеспечение, работающее на компьютере общего назначения, как правило, на сетевом сервере.

Основное назначение маршрутизаторов заключается в пересылке пакетов по их сетевым иерархическим адресам, обеспечении безопасности передаваемой информации, управлении трафиком и предоставлении необходимого качества обслуживания. Кроме того, они могут выполнять ряд дополнительных функций.

Функции маршрутизатора:

Обеспечивает выбор кратчайшего пути между источником и приемником;

Обеспечивает фильтрацию широковещательных сообщений для локальной сети;

Обеспечивает фильтрацию искаженных пакетов;

Осуществляют выбор рационального маршрута в сетях с замкнутыми контурами.

Для определения кратчайших маршрутов маршрутизатор поддерживает таблицу маршрутизации, которая содержит следующую информацию:

Все известные сетевые адреса;

Способы связи с другими сетями;

Возможные пути между маршрутизаторами;

Стоимость передачи по этим путям

Маршрутизаторы более надежно и более эффективно, чем мосты, изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга. 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.

Достоинства маршрутизаторов:

Не вносят никаких ограничений в топологию сети;

Легко решают проблемы с возникающими в сетях петлями.

Недостатки маршрутизаторов:

Требуют гораздо больше усилий по администрированию, по сравнению с мостами;

Параметры каждого маршрутизатора должны быть согласованы с параметрами других маршрутизаторов в сети.

Для построения объединенной сети целесообразно использовать мосты, если выполняется правило 80/20, т.е. 80% трафика является локальным для каждой подсети и 20% трафика является глобальным, т.е. внешним, для каждой подсети. Это правило заведомо выполняется, если сервер располагается в одном сегменте со своими пользователями. Если же построить, таким образом, сеть не удается, то целесообразно использовать маршрутизаторы.

Обычно маршрутизаторы используют для крупномасштабных сетей, использующих подсети. Для связи подсетей используются различные типы линий (Т1, модемная связь и др.).

Маршрутизатор, принявший пакет, предназначенный для удаленной подсети, передает его тому маршрутизатору, который обслуживает сеть назначения, т.е. маршрутизатор передает пакет другому маршрутизатору, а не удаленному компьютеру. Следовательно, для того чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество переходов между сетями, каждый раз выбирая подходящий маршрут. Таким образом, маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет.

Маршрут выбирается на основании имеющейся у этих устройств информации о текущей конфигурации сети, а также на основании указанного критерия выбора маршрута. Обычно в качестве критерия выступает задержка прохождения маршрута отдельным пакетом или средняя пропускная способность маршрута для последовательности пакетов. Часто также используется весьма простой критерий, учитывающий только количество пройденных в маршруте промежуточных маршрутизаторов (хопов). Для выбора рационального маршрута следования пакета маршрутизатор анализирует специальную информационную структуру – таблицу маршрутизации. Обычно маршрутизаторы автоматически создают таблицы маршрутизации, обмениваясь служебной информацией.

Маршрутизаторы делят на устройства верхнего, среднего и нижнего классов.

Высокопроизводительные маршрутизаторы верхнего класса служат для объединения сетей предприятия. Они поддерживают множество протоколов и интерфейсов, причем не только стандартных, но, подчас, и весьма экзотических. Устройства данного типа могут иметь до50 портов локальных или глобальных сетей.

С помощью маршрутизаторов среднего класса формируются менее крупные сетевые объединения масштаба предприятия. Стандартная конфигурация включает два-три порта локальных сетей и от четырех до восьми портов глобальной сети. Такие маршрутизаторы поддерживают наиболее распространенные протоколы маршрутизации и транспортные протоколы.

Маршрутизаторы нижнего класса предназначаются для локальных сетей подразделений; они связывают небольшие офисы сетью предприятия. Типичная конфигурация: один порт локальной сети и два порта глобальной сети, рассчитанные на низкоскоростные выделенные линии или коммутируемые соединения. Тем не менее, подобные маршрутизаторы пользуются большим спросом у администраторов, которым необходимо расширить имеющиеся межсетевые объединения.

Маршрутизаторы бывают двух основных типов:

Статические;

Динамические.

В статических маршрутизаторах таблица маршрутизации задается вручную и не меняется в процессе работы сети. В динамических маршрутизаторах таблицы маршрутизации задается автоматически в процессе обмена.

Различия между мостами и маршрутизаторами.

Мост работает на канальном уровне и оперирует физическими адресами. Маршрутизатор работает на сетевом уровне и оперирует межсетевыми адресами.

Мост не является адресуемым элементом сети, он просто осуществляет селекцию кадров по портам. Маршрутизатор является адресуемым элементом сети. Каждый его порт имеет сетевой адрес и поэтому маршрутизатор выбирает только те пакеты, которые ему адресованы.

Мосты передают широковещательные пакеты через все порты. Маршрутизаторы фильтруют широковещательные пакеты локальной сети и фильтруют не корректные пакеты.

Мост распознает только единственный путь между подсетями, и этот путь представляет собой остовое (связующее) дерево. Маршрутизатор имеет информацию о всевозможных путях между каждой парой источник-получатель и на основе этой информации выбирает наикратчайший путь.