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.
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:
- Статические Router’ы. В таких устройствах необходимо использовать таблицы маршрутизации, которые должен вручную создать и обновлять администратор.
- 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:
- Здесь можно отключить широковещательный трафик.
- 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:
- Router дороже и сложнее в управлении, чем мост.
- Router имеет меньшую пропускную способность, чем мост, т. к. требуется время на отработку пакетов данных.
- 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.
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу: