Две основные функции маршрутизаторов

Основные функции маршрутизаторов

В общем случае при получении кадра маршрутизатор выполняет следующие действия:

1. Извлекает из кадра пакет сетевого уровня.
2. Извлекает из заголовка пакета IP- адрес получателя.
3. Выполняет поиск в таблице маршрутизации адреса шлюза, которому должен быть передан пакет.
4. При необходимости фрагментирует пакет.
5. Модифицирует некоторые поля заголовка пакета (например, TTL).
6. С помощью протокола разрешения локальных адресов определяет адрес узла

(маршрутизатора), которому должен быть передан пакет.

1. Формирует кадр канального уровня (инкапсулируя в кадр сетевой пакет) в соответствии с базовой технологией сети, в которую (через которую) должен быть передан пакет. Отправляет кадр через интерфейс, указанный в таблице маршрутизации.

Замечание: в описанном выше алгоритме не рассматривается случай, когда получателем пакета является сам маршрутизатор.

Обобщенный алгоритм поиска маршрута в таблице маршрутизации:

1. Последовательно с каждой строкой таблицы производятся следующие действия (строка для маршрутизатора по умолчанию обрабатывается последней):
   • выполняется операция наложения маски значения поля “Маска” на IP-адрес получателя;
   • полученное значение сравнивается со значением поля “Адрес назначения”, если значения совпадают, то система запоминает строку таблицы.
2. Если на предыдущем шаге была найдена одна строка, то из поля “Шлюз” этой строки извлекается адрес шлюза, который будет использован для продвижения пакета. Если найдено несколько строк, то для выбора маршрутизатора используют строку с наибольшим количеством единиц в маске. Если строк не обнаружено, пакет уничтожается и отправителю посылается сообщение об ошибке с помощью протокола ICMP.

Замечание: если ОС упорядочивает таблицу по полю “Маска”, просмотр таблицы прекращается после первого совпадения.

Таблицы маршрутизации компьютеров и маршрутизаторов, находящихся на периферии сети, могут содержать записи для маршрутизатора по умолчанию. Маршрутизатор по умолчанию (default router) – это маршрутизатор, которому будет передан пакет в том случае, когда другие строки таблицы маршрутизации не описывают путь к узлу-получателю (см. таблицу 2).

Таблица 2. Пример таблицы маршрутизации с записью для маршрутизатора по умолчанию

Представленная таблица характерна для семейства ОС Windows, где строка таблицы для маршрутизатора по умолчанию содержит 0.0.0.0 в полях “Адрес назначения” и “Маска”. Это объясняется тем, что при наложении на любой IP-адрес маски 0.0.0.0 получим 0.0.0.0, т.е. указанная строка может быть использована для продвижения пакетов в любую IP-сеть.

Рассмотрим выбор пути передачи IP-пакета с адресом получателя 77.243.121.97 в таблице

Просмотр строк таблицы начинается со второй строки (строка для маршрутизатора по умолчанию обрабатывается последней). Извлечем значение поля “Маска” и применим операцию наложения маски к полученному значению и IP-адресу получателя:

Источник

4. Основные функции маршрутизатора.

Маршрутизаторы представляют собой специализированные компьютеры для выполнения специфических функций сетевых устройств. Маршрутизаторы используются, чтобы сегментировать локальную сеть на широковещательные домены, т. е. являются устройствами LAN, но они применяются и как устройства формирования глобальных сетей. Поэтому маршрутизаторы имеют как LAN-, так и WAN-интерфейсы. Маршрутизаторы используют WAN-интерфейсы, чтобы связываться друг с другом, и LAN-интерфейсы – для связи с узлами, например, через коммутаторы.

Главными функциями маршрутизаторов являются:

выбор наилучшего пути для пакетов к адресату назначения;

продвижение (коммутация) принятого пакета с входного интерфейса на соответствующий выходной интерфейс.

Таким образом, маршрутизаторы обеспечивают связь между сетями и определяют наилучший путь пакета данных к сети адресата, причем технологии объединяемых

5. Основные функции коммутаторов и концентраторов.

Для предотвращения коллизий крупные локальные сети делятся на сегменты или домены коллизий, с помощью маршрутизаторов (routers) или коммутаторов (switches). Непосредственно к маршрутизатору конечные узлы обычно не подключаются; подключение обычно выполняется через коммутаторы. Каждый порт коммутатора оснащен процессором, память которого позволяет создавать буфер для хранения поступающих кадров. Общее управление процессорами портов осуществляет системный модуль.

Коммутатор является устройством второго (канального) уровня семиуровневой модели ISO OSI, в котором для адресации используются МАС-адреса. Адресация происходит на основе МАС-адресов сетевых адаптеров узлов.

Для передачи кадров применяется алгоритм, определяемый стандартом 802.1D. Реализация алгоритма происходит за счет создания статических или динамических записей адресной таблицы коммутации. Статические записи таблицы создаются администратором. Коммутатор можно не конфигурировать, он будет работать по умолчанию, создавая записи адресной таблицы в динамическом режиме. При этом в буферной памяти порта запоминаются все поступившие на порт кадры.

При получении кадра коммутатор проверяет, существует ли МАС-адрес узла назначения в таблице коммутации. При обнаружении адресата в таблице коммутатор производит еще одну проверку: находятся ли адресат и источник в одном сегменте. Если они в разных сегментах, то коммутатор производит продвижение (forwarding) кадра в порт, к которому подключен узел назначения. Если адресат и источник находятся в одном сегменте, например оба подключены к одному концентратору , то передавать кадр на другой порт не нужно. В этом случае кадр должен быть удален из буфера порта, что называется фильтрацией (filtering) кадров.

При получении кадров с широковещательными адресами коммутатор передает их на все свои порты. Коммутатор не фильтрует кадры с широковещательными адресами.

6. Конечные устройства и компьютерные сети

Конечные устройства образуют интерфейс между пользователями и коммуникационной сетью, которая предоставляет связь.

К оконечным устройствам относятся следующие:

· Компьютеры (рабочие станции, ноутбуки, файловые серверы, веб-серверы)

· Передвижные карманные устройства (например, смартфоны, планшетные ПК, КПК и беспроводные считыватели дебетовых/кредитных карт и сканеры штрих-кодов)

Различают сети с коммутацией каналов (передают равномерный (потоковый) трафик, н-р, телефонная сеть), когда телекоммуникационные узлы выполняют функции коммутаторов, и с коммутацией пакетов (сообщений) (передают пульсирующий трафик, н-р, в компьютерных сетях), когда телекоммуникационные узлы выполняют функции маршрутизаторов.

В сетях с коммутацией пакетов большое сообщение разбивается на небольшие пакеты (сегменты). Поэтому при потере или искажении части сообщения повторно передается только потерянный пакет (сегмент).

В настоящее время создаются сети нового (следующего) поколения — мультисервисные (сети NGN), передают все виды трафика.

Транспортный уровень сети NGN создается на базе IP-сетей с распределенной коммутацией пакетов. Доступ к транспортной сети обеспечивается через соответствующие устройства и шлюзы.

Для создания маршрута в разветвленной сети необходимо задавать адреса источника и получателя сообщения. Логические адреса принадлежат пользователям (абонентам), а физические адресуют соответствующие интерфейсы телекоммуникационных узлов и абонентских устройств.

Сети передачи данных подразделяются на локальные и глобальные. Сеть может размещаться на ограниченном пространстве — локальная вычислительная сеть – LAN. Основными технологиями являются Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.

Совокупность нескольких локальных сетей, расположенных на широком географическом пространстве, называют составной, распределенной или глобальной сетью (WAN). В составную сеть могут входить подсети (Subnet) различных технологий, корпоративные сети (Intranet).

Глобальные сети передачи данных часто классифицируют на:

· сети с коммутацией каналов;

· сети, использующие выделенные линии;

· сети с коммутацией пакетов.

Технологии виртуальных каналов предусматривают предварительное соединение конечных узлов (источника и назначения), при этом прокладывается маршрут (виртуальный канал), по которому затем передаются данные. Получение данных подтверждается приемной стороной.

Источник

Маршрутизатор как устройство

Маршрутизаатор или Роутер (от англ. router ) — сетевое устройство, используемое в компьютерных сетях передачи данных, которое, на основании информации о топологии сети (таблицы маршрутизации) и определённых правил, принимает решения о пересылке пакетов сетевого уровня модели OSI их получателю. Обычно применяется для связи нескольких сегментов сети.

Применение

Маршрутизаторы помогают уменьшить загрузку сети, благодаря её разделению на домены коллизий и широковещательные домены, а также фильтрации пакетов. В основном их применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана.

Функции маршрутизаторов

Две основные функции маршрутизатора: переключение трафика; обслуживание среды, в которой он работает.

Функции маршрутизаторов

В сети коммутации сообщений все делается при помощи маршрутизаторов, коммутаторов и мостов. Они получают сообщения через один интерфейс, определяют получателя по той или иной таблице и передают его на другой интерфейс. Одно из основных отличий между маршрутизатором и любым другим коммутатором сообщений состоит в способе построения таблиц. Маршрутизаторы посылают сообщения сетям, в то время как таблицы мостов и коммутаторов содержат список адресов подуровня MAC.

Архитектура маршрутизатора с интеграцией услуг

Таблица маршрутизации

Строки таблицы маршрутизации содержат, по крайней мере, следующую информацию: действительный адрес или множество действительных адресов в сети; информация, вычисленная протоколом маршрутизации или необходимая ему; информация, необходимая для того, чтобы переслать сообщение на один маршрутизатор ближе к получателю.

Основная функция маршрутизатора

Чтение заголовков пакетов сетевых протоколов, принимаемых и буферизуемых по каждому порту (например, IPX, IP, AppleTalk или DECnet), и принятие решения о дальнейшем маршруте следования пакета по его сетевому адресу, включающему, как правило, номер сети и номер узла.

Функциональная модель

Уровень интерфейсов

На нижнем уровне маршрутизатор, как и любое устройство, подключенное к сети, обеспечивает физический интерфейс со средой передачи, включая согласование уровней электрических сигналов, линейное и логическое кодирование, оснащение определенным типом разъема. Интерфейсы маршрутизатора выполняют полный набор функций физического и канального уровней по передаче кадра, включая получение доступа к среде (если это необходимо), формирование битовых сигналов, прием кадра, подсчет его контрольной суммы и передачу поля данных кадра верхнему уровню, в случае если контрольная сумма имеет корректное значение. Перечень физических интерфейсов, которые поддерживает та или иная модель маршрутизатора, является его важнейшей потребительской характеристикой. Маршрутизатор должен поддерживать все протоколы канального и физического уровней, используемые в каждой из сетей, к которым он будет непосредственно присоединен.

Источник