Функции маршрутизатора
Маршрутизатор — это устройство, которое используется для передачи данных между сетями. Он позволяет соединять несколько компьютеров в одну сеть и обеспечивает обмен данными между ними. Функции маршрутизатора очень важны для эффективной работы сети
Функции маршрутизатора
Одна из основных функций маршрутизатора — это определение маршрута, по которому должны передаваться данные. Когда пакет данных поступает на маршрутизатор, он анализирует его заголовок, чтобы определить адрес назначения. Затем маршрутизатор использует таблицу маршрутизации, чтобы определить, каким путем должен отправиться пакет данных. Если маршрутизатор не может найти соответствующий маршрут в таблице маршрутизации, он отправляет пакет данных обратно отправителю.
Еще одна важная функция маршрутизатора — это фильтрация трафика. Маршрутизатор может применять различные фильтры для блокировки нежелательных пакетов данных, таких как вирусы, спам и другие виды вредоносного программного обеспечения. Это позволяет защитить сеть от различных угроз и обеспечить ее безопасность.
Маршрутизаторы также могут выполнять функцию балансировки нагрузки. Это означает, что маршрутизатор может распределять трафик между несколькими сетевыми интерфейсами для оптимального использования ресурсов. Это помогает снизить нагрузку на отдельные интерфейсы и увеличить пропускную способность сети.
Тоже важная функция маршрутизатора — это перевод адресов сетевого уровня (NAT). NAT позволяет скрыть сетевые адреса внутренней сети от внешнего интернета. Это защищает сеть от взлома и позволяет использовать ограниченный набор IP-адресов для большого числа устройств.
Кроме того, маршрутизаторы могут поддерживать различные протоколы маршрутизации, такие как OSPF, BGP и RIP. Эти протоколы обеспечивают автоматическое обнаружение соседних маршрутизаторов, обмен информацией о маршрутах и оптимизацию маршрутизации в сети.
Еще одна важная функция маршрутизатора — это управление пропускной способностью. Маршрутизатор может устанавливать ограничения на скорость передачи данных в сети, чтобы избежать перегрузок и конфликтов. Это помогает поддерживать высокую производительность сети и улучшать качество обслуживания.
Маршрутизаторы также могут обеспечивать подключение к виртуальным частным сетям (VPN). VPN позволяет создавать безопасные соединения между удаленными сетями или компьютерами через интернет. Это позволяет пользователям работать удаленно и обмениваться данными безопасным образом.
Наконец, маршрутизаторы могут обеспечивать управление сетью. Многие маршрутизаторы имеют интерфейс управления, который позволяет администраторам сети настраивать и контролировать работу устройства. Они также могут генерировать отчеты о производительности сети и обнаруживать возможные проблемы.
Заключение
В целом, функции маршрутизатора являются ключевыми для обеспечения эффективной работы сети. Они позволяют маршрутизатору определять маршрут передачи данных, фильтровать трафик, балансировать нагрузку, обеспечивать NAT, поддерживать протоколы маршрутизации, управлять пропускной способностью, обеспечивать подключение к VPN и управлять сетью. Каждая из этих функций играет важную роль в обеспечении высокой производительности сети и безопасности данных.
Функции маршрутизатора
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.
Функции маршрутизатора могут быть разбиты на 3 группы в соответствии с уровнями модели OSI (рис. 5.3).
Рис. 5.3. Функциональная модель маршрутизатора
-Уровень интерфейсов
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.
Кадры, которые поступают на порты маршрутизатора, после обработки соответствующими протоколами физического и канального уровней, освобождаются от заголовков канального уровня. Извлеченные из поля данных кадра пакеты передаются модулю сетевого протокола.
-Уровень сетевого протокола
Сетевой протокол в свою очередь извлекает из пакета заголовок сетевого уровня и анализирует содержимое его полей. Прежде всего проверяется контрольная сумма, и если пакет пришел поврежденным, то он отбрасывается. Выполняется проверка, не превысило ли время, которое провел пакет в сети (время жизни пакета), допустимой величины. Если превысило — то пакет также отбрасывается. На этом этапе вносятся корректировки в содержимое некоторых полей, например, наращивается время жизни пакета, пересчитывается контрольная сумма.
На сетевом уровне выполняется одна из важнейших функций маршрутизатора — фильтрация трафика. Маршрутизатор, обладая более высоким интеллектом, нежели мосты и коммутаторы, позволяет задавать и может отрабатывать значительно более сложные правила фильтрации. Пакет сетевого уровня, находящийся в поле данных кадра, для мостов/коммутаторов представляется неструктурированной двоичной последовательностью. Маршрутизаторы же, программное обеспечение которых содержит модуль сетевого протокола, способны производить разбор и анализ отдельных полей пакета. Они оснащаются развитыми средствами пользовательского интерфейса, которые позволяют администратору без особых усилий задавать сложные правила фильтрации. Они, например, могут запретить прохождение в корпоративную сеть всех пакетов, кроме пакетов, поступающих из подсетей этого же предприятия. Фильтрация в данном случае производится по сетевым адресам, и все пакеты, адреса которых не входят в разрешенный диапазон, отбрасываются. Маршрутизаторы, как правило, также могут анализировать структуру сообщений транспортного уровня, поэтому фильтры могут не пропускать в сеть сообщения определенных прикладных служб, например службы tehet, анализируя поле типа протокола в транспортном сообщении.
В случае если интенсивность поступления пакетов выше интенсивности, с которой они обрабатываются, пакеты могут образовать очередь. Программное обеспечение маршрутизатора может реализовать различные дисциплины обслуживания очередей пакетов: в порядке поступления по принципу «первый пришел — первым обслужен» (First Input First Output, FIFO), случайное раннее обнаружение, когда обслуживание идет по правилу FIFO, но при достижении длиной очереди некоторого порогового значения вновь поступающие пакеты отбрасываются (Random Early Detection, RED), а также различные варианты приоритетного обслуживания.
К сетевому уровню относится основная функция маршрутизатора — определение маршрута пакета. По номеру сети, извлеченному из заголовка пакета, модуль сетевого протокола находит в таблице маршрутизации строку, содержащую сетевой адрес следующего маршрутизатора, и номер порта, на который нужно передать данный пакет, чтобы он двигался в правильном направлении. Если в таблице отсутствует запись о сети назначения пакета и к тому же нет записи о маршрутизаторе по умолчанию, то данный пакет отбрасывается.
Перед тем как передать сетевой адрес следующего маршрутизатора на канальный уровень, необходимо преобразовать его в локальный адрес той технологии, которая используется в сети, содержащей следующий маршрутизатор. Для этого сетевой протокол обращается к протоколу разрешения адресов. Протоколы этого типа устанавливают соответствие между сетевыми и локальными адресами либо на основании заранее составленных таблиц, либо путем рассылки широковещательных запросов. Таблица соответствия локальных адресов сетевым адресам строится отдельно для каждого сетевого интерфейса. Протоколы разрешения адресов занимают промежуточное положение между сетевым и канальным уровнями.
С сетевого уровня пакет, локальный адрес следующего маршрутизатора и номер порта маршрутизатора передаются вниз, канальному уровню. На основании указанного номера порта осуществляется коммутация с одним из интерфейсов маршрутизатора, средствами которого выполняется упаковка пакета в кадр соответствующего формата. В поле адреса назначения заголовка кадра помещается локальный адрес следующего маршрутизатора. Готовый кадр отправляется в сеть.