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).
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.
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.
Основы документирования сетей
Сразу скажу, что на написание мини статейки об основах документирования для наших подписчиков подтолкнул курс от уже упоминавшегося на канале Netskills. Вся основная механика у них на канале:
На структурную схему наносятся принципиальные моменты дающее полное, но общее представление о том:
- Cколько у нас провайдеров;
- Как у нас выстроена архитектура ЛВС: внешний периметр, ядро, уровень доступа;
- Как обстоит дело с отказоустойчивостью. Каскад устройств, как на картинке firewall и core switch, указывает на то, что используется стек. Вот какой конкретно стек: stack wise, vss с единым control plane или vPC/MCLAG домен с раздельным control plane тут не важно. Аспекты типов стекирования отражаются на схеме L2, в таблице кабельных соединений, а особенности настроек в документе под номером 6 — “Описание настроек”.
Еще раз заостряю внимание. Структурная схема — общая информация. Стеки/кластера и связанные с этим концепции укладываем на L2 схему.
После того как у нас есть “структурка” мы готовим (требуем от подрядчика) L3 схему.
L3 схема
На L3 схеме отображаются ключевые сегменты сети: стыки access-core, core-FW, FWs (border routers) — ISPs. Если описывается корпоративная инфраструктура, то к ключевым сегментам можно отнести сегменты в которых находятся основные корпоративные ресурсы: dns, почта, NTP, VIP пользователи, гостевой и пользовательский Wi-Fi. Если описывается инфраструктура уровня ЦОД, где может быть десятки тысяч сегментов, необходимо ограничится L3 сегментами лишь стыковых соединений. Сегмент удобно изображать в виде трубы с нанесением на нее адреса подсети и соответствующего идентификатора vlan. Целесообразно указывать default gateway. Оборудование уровня L2: L2 коммутаторы, хабы, медиаконвертеры на L3 схеме не изображаются!
После того как имеется структурная схема и L3 переходим к L2 схеме.
L2 схема
L2 схема это уже про частности канального, местами физического уровня. Тут мы уже делаем акцент на типе используемого кабеля: оптика или медь, стековое соединение. Указываем номер порта, тип линка: агрегированный или нет, режим: trunk или access, id vlans в транках (можно и не указывать, так как их может быть слишком много). Конкретные перечни vlan относящихся к информационным системам клиентов, пользователей и то каким транкам они принадлежат лучше всего отражать в документе “Описание настроек”. На схеме же можно/целесообразно отразить факт наличия in-band и out-of-band менеджмента. Т.е. на наличие управляющего трафика посредством основных каналов и альтернативного варианта управления инфраструктурой посредством выделенных каналов, менеджмент коммутаторов, консольных серверов.
Traditional — два standalone коммутатора с наличием петли и работающим STP (стоит избегать таких вариантов архитектур, по возможности. Но в кампусе допускается);
StackWise Virtual-Physical/StackWise Virtual-logical — Два коммутатора представляются Access уровню как один виртуальный. Нет риска петель, не надо беспокоится о STP, нет простоя линков (must have в крупном enterprise и data center)
Вот если говорить не про проект, а про эксплуатацию действующей инфраструктуры, то существует два подхода:
- Ведение такой же Exel таблицы. Просто функционально, но есть нюансы. Как правило плодится много копий и по итогу информация зачастую не 100% актуальна. Если документ ведет один человек, то это куда не шло. Если к планированию и учету IP пространства причастны >1, то целесообразно использовать специальные продукты (пункт 2).
- Система централизованного учета IP пространства. Есть один бесплатный и удобный продукт под названием phpipam, лично его использую. С этим инструментом планирование и учет IP пространства циклопически упрощается (https://phpipam.net/)
Маркер — идентификатор связи (по аналогии с ключевым полем в БД). В продаже есть специальные принтера. Можно использовать ручные бобины.
Откуда (Ряд/Шкаф/Юнит)-Оборудование-Плата/порт
Куда\Откуда — транзитные (промежуточные) коммутации. Если оконечное оборудование, в нашем примере это блейд корзина HP C7000 подключается портом OA1 (On-board administrator) непосредственно к менеджмент коммутатору Cisco WS-C3750X-24 (Маркер 0051), то блоки Куда\Откуда пустые. А вот если взять маркер 0094, то связь между с7000 и коммутаторами ядра пролегает через промежуточную патч-панель и нетподиум (оптическая СКС);
Куда — собственно так же как и Откуда — Оборудование-Плата/порт. Обычно (в большинстве случаев) Откуда — оконечное оборудование: рабочее место, сервер. Куда — коммутатор. Но если связь отражает межкоммутаторное взаимодействие, кластерное взаимодействие, то слева отражается условный 1-й номер, а справа условный 2-й номер.
Тип разъема: RJ-45, MM/SM LC/MM SC и тд. и тп. По данному столбцу сразу понятно что у вас за физика оптика или медь, какой тип оптики мультимод или синглмод, какой тип оптического разьема.
Количество кусков (патчкордов) и их длина— тут все должно быть понятно.
Кто и когда проводил работы — тоже очень важный момент.
Описание настроек
Совершенно необходимы документ при проектировании/модернизации. В практике я встречал еще такой синоним как пусконаладочные карты. В целом, данные документы про настройки по шагам. В них описывается текущая настройка, какие вносятся изменения и для чего, какой результат ожидается. Когда будет этап пусконаладки если ожидаемый результат получен — успех, нет — разбираемся в чем проблема и уже только устранив которую идем дальше;
Дополнительные документы:
7. Расположение оборудование в стойках > (см. вкладку СКС-2)
Немного поддержу Netskills еще рекламкой:
Если материал понравился — лучшая помощь порекомендовать канал товарищу IT-шнику. Лишними знания не бывают)
Артём Санников
Данная книга является руководством для начинающих специалистов в области анализа и обработки данных. В книге рассматривается язык SQL и его процедурное расширение PL/SQL от компании Oracle.
Сетевые обозначения. CCNA Routing and Switching.
Для обозначения различных устройств и соединений, из которых состоит сеть, на схемах сетей часто используются символы. Схема обеспечивает наглядный способ понимания, каким образом устройства в большой сети связаны между собой. Этот тип изображения сети называется схемой топологии. Чтобы представлять устройство и работу сети, крайне важно понимать подобные логические схемы и сопоставлять их с реальными устройствами.
Кроме этих обозначений существуют также специальные термины, которые используются при описании устройств и соединений между ними. Важные термины, которые следует запомнить.
- Сетевая карта (Network Interface Card, NIC) — интерфейсная плата или сетевой адаптер для локальной сети, который обеспечивает физическое подключение к сети на настольном компьютере или другом устройстве. Кабель, соединяющий компьютер с сетевым устройством, подключается непосредственно к сетевой карте.
- Физический порт — разъем на сетевом устройстве, через который кабели подключены к компьютеру или другому сетевому устройству.
- Интерфейс — специализированные порты в сетевом устройстве, которые подключаются к отдельным сетям. Поскольку маршрутизаторы соединяют между собой сети, порты маршрутизатора называются сетевыми интерфейсами.
Примечание: Термины «порт» и «интерфейс» часто взаимозаменяемы.