Маршрутизатор (Router)

Реализация протокола сетевого уровня подразумевает наличие в сети специального устройства - маршрутизатора. Маршрутизаторы объединяют отдельные сети в общую составную сеть. Внутренняя структура каждой сети не имеет значения при рассмотрении сетевого протокола. К каждому маршрутизатору могут быть присоединены несколько сетей (по крайней мере две).

В сложных составных сетях почти всегда существует несколько альтернативных маршрутов для передачи пакетов между двумя конечными узлами. Задачу выбора маршрутов из нескольких возможных решают маршрутизаторы, а также конечные узлы.

Маршрут - это последовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет от отправителя до пункта назначения.

Маршрутизатор выбирает маршрут на основании своего представления о текущей конфигурации сети и соответствующего критерия выбора маршрута. Обычно в качестве критерия выступает время прохождения маршрута, которое в локальных сетях совпадает с длиной маршрута, измеряемой в количестве пройденных узлов маршрутизации (в глобальных сетях принимается в расчет и время передачи пакета по каждой линии связи).

Router работает как мост, но для фильтрации трафика он использует не адрес сетевой карты ПК, а информацию о сетевом адресе который содержится в передаваемом пакете. По этому адресу Router находит в таблице маршрутизации, путь по которому надо отправить пакет (на какой ПК).

Есть два типа Router'ов:

q Статические Router'ы. В таких устройствах необходимо использовать таблицы маршрутизации, которые должен вручную создать и обновлять администратор.

q Динамические Router'ы. Они сами создают и обновляют такие таблицы. Они содержат свежую информацию о возможных маршрутах по сети с учетом "узких" мест и задержек при прохождении пакетов. Поэтому они могут найти эффективный путь в сети и делают перенаправление пакетов по этому пути, т. е. Router делает интеллектуальный выбор пути.

Router повышает надежность доставки данных.

Конструктивно Router – это целый ПК, выполняющий роль маршрутизатора между сегментами сети (одной из встроенных функций сетевой операционной системы Windows NT/2000 Server является маршрутизация). Либо маршрутизатор выполняется в виде отдельного электронного блока.

Router более эффективен, чем мост:

q Здесь можно отключить широковещательный трафик.

q Router может соединять сети, использующие разную сетевую архитектуру, методы доступа и протоколы, но при этом преобразование сообщения из одного протокола в другой не делается. Это делается только в шлюзе. На ПК с Router'ом необходимо дополнительно инсталлировать эти протоколы.

Но при этом:

q Router дороже и сложнее в управлении, чем мост.

q Router имеет меньшую пропускную способность, чем мост, т. к. требуется время на отработку пакетов данных.

q Router добавляет излишний трафик в сеть (если это динамический маршрутизатор), т. к. для обновления таблиц маршрутизации необходимо все время обмениваться сообщениями по сети.

Структурная схема маршрутизатора представлена на рисунке 5.23.

Рисунок 5.23 – Структурная схема маршрутизатора

Центральным устройством является процессор, тип которого может различаться в зависимости от класса маршрутизатора, фирмы изготовителя, серии маршрутизатора в нутрии класса. Основная задача процессора заключается в обработке входящих пакетов для принятия решения об их дальнейшей маршрутизации, при этом скорость с которой маршрутизатор способен обрабатывать поступающие пакеты, напрямую зависит от типа используемого процессора.

Другой важной частью маршрутизатора является его память, которая поделена по функциональному признаку:

1. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM). Используется для хранения загрузочного программного обеспечения, которое запускается первым в момент включения маршрутизатора и в дальнейшем отвечает за его загрузку.

2. Flash память. Хранит конфигурации операционной системы, которая обеспечивает работу маршрутизатора. Хранит несколько образов операционных систем, что бы администратор мог перейти к работе на любую из них.

3. Память с произвольным доступом (RAM, ОЗУ). Энергозависимая память, то есть ее содержимое стирается после выключения питания маршрутизатора. Поэтому она используется для хранения промежуточных данных во время работы маршрутизатора.

4. Энергонезависимая память (NV RAM, ППЗУ). Хранятся дополнительные конфигурации маршрутизатора, которые считываются при последующих загрузках.

Кроме памяти и процессора все маршрутизаторы имеют интерфейсы, называемые портами маршрутизатора. Которые обязательно имеют наименование и обязательно пронумерованы, при этом полное имя интерфейса маршрутизатора содержит его тип и номер.

Маршрутизаторы имеют консольный порт, предоставляющий асинхронное соединение RS - 232. Такой порт позволяет с помощью подключения через консольный кабель управлять маршрутизатором с компьютера.

А также имеется разъем AUX он является вспомогательным и используется для управления маршрутизатором через модем.

Важной составной частью маршрутизатора являются конфигурированные файлы. Существует два типа конфигурации: рабочая (или активная) и загрузочная. Рабочая конфигурация располагается в RAM маршрутизатора и определяет его текущие настройки. Загрузочная конфигурация расположена в NV RAM маршрутизатора и содержит команды операционной системы, которые выполняются в момент его загрузки.

Операционная система предназначена для управления активным сетевым оборудованием.