40. Роль маршрутизаторов в масштабировании сетей.*
Мосты и коммутаторы являясь более простыми, чем маршрутизаторы (М.), обеспечивают большую производительность, имеют меньшую цену. Но эти устройства ограниченно решают вопросы масштабирования в сетях. Существует практический предел, до кот. можно увеличить сеть постр-ия на основе мостов и коммутаторов. Осн. причинами этого явл. увеличивающиеся потоки широковещательных пакетов, невозможность обеспечить акт. зап. пути, а также возникновение перегрузок.
М. и протоколы маршрутизации (ПМ) спец. разраб. для решения задач масштабирования. Любые автономные и объединенные сети, построен. на основе М. наз. маршрутизаторными сетями (МС). Такие сети хорошо масштабируются и м.б. достаточно огромными (Internet).
С т.з. масштабирования сетей и М. облад. следующими особенностями: 1) обеспеч. усовершенствованную фильтрацию пакетов, при этом широковещат. пакеты отфильтров. и не ретранслируются не в один из их портов. М. могут осущ. фильтрацию пакетов в соотв. с информацией, содержащейся в заголовках пакетов сетевого и транспортного уровня: — адресами отправителя и получателя, — информацией о протоколе, — видами приложений ист-ка и получателя. 2) М. поддерж. сети с избыт. активными связями посредством кот. обеспеч. множество активных путей передачи данных между любой парой узлов в сетях с мостами и коммутаторами напротив, долж. осущ. единственный активный путь передачи, т.е. такая сеть должна быть сконфигурирована в виде дерева.
3) для ретранслирования пакетов М. определяют наилучший маршрут их передачи, обычно избирается путь, обеспеч. минимальное время доставки с макс. надежностью. В качестве такого пути может выступать путь с миним. числом транзитных узлов, предусм. возможность обхода загруженных участков сети. Подобно тому, как мосты и коммутаторы разбивают сети на области множественного доступа, М. выполняют разделение сетей на широкополосные области и поддерж. между ними множественные активные связи
41. Алгоритмы и протоколы маршрутизации. Общее описание.
Совр. протоколы маршр-ии (ПМ) предусм. автоматич. формирование таблиц маршрутизации (ТМ) и поддерж. их в актуал. состоянии на основе вз-действия маршрутизаторов (М.) друг с др. На каждом М. существует программа опроса и прослушивания, с помощью которых он обменивается инф-ей с другими М. Полученная инф-ия используется для построения и обновления ТМ.ТМ иногда называется БД маршрутизации, включает набор оптим. путей, используемых М. при передаче пакетов в данный момент времени. Каждая строка этой таблицы содержит по крайней мере следующую инф-ию: сетевой адаптер получателя, адрес следующего М., пересылка к которому соответствует оптимального пути до пункта назначения, хар-ку пути, напр., проп. спос. канала связи и отметку времени, когда эта хар-ка была определена; инф-ию о способе пересылки, напр., № вых. порта. в данной строке таблицы могут храниться данные о неск. возможных след. транзитных маршрутах, задающих разл. критерии оптимальности пути. Способ выбора транзитного М. зависит от используемой схемы ПМ. Определение оптимальности путей при формировании и обновлении ТМ может производиться в соотв. с критериями или их комбинациями: 1) длина маршрута, измеряемая кол-вом марш-ров, ч/з которые необходимо пройти до пункта назначения 2) пропускная способность канала связи 3) прогнозируемое суммарное время пересылки 4) стоимость канала связи. При наличии ТМ ф-ию передачи пакетов по оптим. путям М. реал-ет дост. просто. Для отправки пакета ч/з марш-р узел ЛС помещает заголовок пакета на сетевом уровне пакета OSI адрес действит. получателя, а на канальном уровне – МАС-адрес получателя. После получения очередного пакета М.: 1)зачитывает из заголовка пакета соотв. сетевому уровню модели OSI адрес назначения, т.е. сетевой адрес получателя. 2) по ТМ определяет адрес след. транзитного М., пересылка к которому соотв. оптимальному пути до пункта назначения. 3) заменяют в заголовке пакета в соотв. канальному ур-ню модели OSI, свой Мас-адрес на Мас-адрес выбранного транзитного маршрута. 4) отсылает пакет выбранному транзитному маршруту. По мере того, как продвижения пакета ч/з сеть физ. адрес (МАС-адрес) его получателя меняется, но логический адрес пункта назначения остается без изменений.
1.Масштабирование компьютерных сетей. Общие положения.
Одним из основных требований к современной компьютерной сети явл-ся требование о маштабированности, предпол. спос-ть сети быть дост. большой и сложной без снижения требуемого уровня ее производительности, безопасности и управляемости.
Машт-ть комп. сетей обеспечивается возможностью их наращивания и объединения при наличии эффект. средств поддержки инф.-комп. безопасности и сетевого управления. В зависимости от масштаба, тер. распол-я и принадлежности комп. сети разделяют на локальные, корпоративные, региональные и глобальные.
Для наращивания, а также интегрирования выч. сетей исп-ют разл. типы аппаратно-программных устройств: — 1)повторители обеспеч. усиление и при необх. разветвлений эл. сигнала для увеличения размера сегмента ЛС. 2) мосты и коммутаторы предн. для разбиения ЛС на сегменты, а также объединения полученных сегментов и необх. ЛС. 3) маршрутизаторы, служащие для подкл. к глоб. сетям, а также объединения ЛС и их больших частей. 4)шлюзы, выполняющие функции маршр-ии и предн. для объед. комп. сетей, функционирующих по несовместимым протоколам информацинного взаимодействия.
Переч. устр-ва. функц-ют на разл. уровнях эталонной модели сетевого взаимодействия OSI. Повторители позв. увеличить размер сетевого сегмента, за счет усиления и разветвления эл. сигнала функционируют на физ. ур. модели OSI
Мост и коммутаторы, исп-е для объединения сегментов ЛС, а также неб. ЛС работают на канальном уровне модели OSI (на рис.). Объединенные сегменты и ЛС должны функционировать по одинаковым протоколам среднего и высокого уровня эталонной модели.
Протоколы канала и физ. уровней могут отличаться. Соответственно мосты и коммутаторы обеспечивают объединение сегментов и ЛС с разной топологией, например, Ethernet и TolkenRing.
Маршрутиризаторы, служащие для объединения ЛС и их больших частей, а также подключ. ЛС к глобальным, функционируют на сетевом уровне модели OSI (рисунок – короче как прошлый, тоже самое, только в столбиках везде цифры, а в кружках – Маршрутиризатор соединяется с 5 и 6 и Шлюз соеди-ся с 1.).
Хотя отдельные интел-ые маршрутиризаторы, поддерживающие усовершенствованные функции фильтрации пакетов сообщений, могут обрабатывать пакеты транспортного уровня модели OSI. В отличии от мостов и коммутаторов, маршрутиризаторы обеспечивают поиск оптимального маршрута при передаче пакетов сообщений между сегментами сети или ЛС.
Мосты и коммутаторы не реализуют функцию выбора опт. маршрута, а лишь пересылают пакеты сообщений из одного сегмента ЛС в другой или из одной ЛС в другую. Если ЛС построены по протоколам, отлич. не только на физ, кан. и сет. уровнях модели OSI, но и на более высоких, то для объединения таких сетей или сегментов сети должны исп. спец. компьютеры, называемые шлюзами.
Шлюзы обычно работают на прикладном уровне модели OSI (прошлый рисунок), обеспечивая маршрутиризацию передаваемой информацией и протокольное преобразование для всех уровней эталонной модели сетевого взаимодействия. Обычно шлюзы позволяют пользователям объединенных систем воспользоваться такими сервисами, как электронная почта, пересылка файлов и доступ к БД.
70. Роль маршрутизаторов в масштабировании сетей.*
Мосты и коммутаторы являясь более простыми, чем маршрутизаторы (М.), обеспечивают большую производительность, имеют меньшую цену. Но эти устройства ограниченно решают вопросы масштабирования в сетях. Существует практический предел, до кот. можно увеличить сеть постр-ия на основе мостов и коммутаторов. Осн. причинами этого явл. увеличивающиеся потоки широковещательных пакетов, невозможность обеспечить акт. зап. пути, а также возникновение перегрузок.
М. и протоколы маршрутизации (ПМ) спец. разраб. для решения задач масштабирования. Любые автономные и объединенные сети, построен. на основе М. наз. маршрутизаторными сетями (МС). Такие сети хорошо масштабируются и м.б. достаточно огромными (Internet).
С т.з. масштабирования сетей и М. облад. следующими особенностями: 1) обеспеч. усовершенствованную фильтрацию пакетов, при этом широковещат. пакеты отфильтров. и не ретранслируются не в один из их портов. М. могут осущ. фильтрацию пакетов в соотв. с информацией, содержащейся в заголовках пакетов сетевого и транспортного уровня: — адресами отправителя и получателя, — информацией о протоколе, — видами приложений ист-ка и получателя.
2) М. поддерж. сети с избыт. активными связями посредством кот. обеспеч. множество активных путей передачи данных между любой парой узлов в сетях с мостами и коммутаторами напротив, долж. осущ. единственный активный путь передачи, т.е. такая сеть должна быть сконфигурирована в виде дерева.
3) для ретранслирования пакетов М. определяют наилучший маршрут их передачи, обычно избирается путь, обеспеч. минимальное время доставки с макс. надежностью.
В качестве такого пути может выступать путь с миним. числом транзитных узлов, предусм. возможность обхода загруженных участков сети. Подобно тому, как мосты и коммутаторы разбивают сети на области множественного доступа, М. выполняют разделение сетей на широкополосные области и поддерж. между ними множественные активные связи (см. рис). При этом широковещат. обл-ть ограничивает также обл-ть множественного доступа, что хар-но для случая, когда широковещат. область состоит из одного сегмента. Любой узел МС может вз-действовать с любым другим. Однако, широковещ. пакеты никогда не покидают своей широковещат. области и не исп. полосы пропускания каналов связи, расположенные вне ее.
Пересылка пакетов осущ. М. всегда по наилучшим путям из всех возможных. Определения наилучш. путей вып-ся на основе таблиц маршрутизации (ТМ) в соотв-и с исп-ми ПМ, изначальное заполнение ТМ может выполняться как в ручную, так и автоматически. Для поддержки этих таблиц в активном состоянии матрицы взаимод. друг с другом путем передачи разл. сообщений и осущ-ют контроль сост-ия подключенных к ним каналов связи, на основе полученной информации М. обновляет детальные сведения о топологии сети, хранящ. в его таблице.
Наличие в МС множественных активных связей дает возможность передачи получателю пакетов по разл. путям. Если 1-ый пакет передается по медленному или перегруженному пути, то след. может быть направлен по более быстрому пути и достич получателя раньше первого. Это несоответствие порядка принятых/отправлененных пакетов исправл. на транспортном уровне модели OSI.