Медведская ТМ / Теория по Инф.сетям / Виды маршрутизаторов
Маршрутизатор (роутер, router) — это средство обеспечения связи между различными компьютерными сетями, это устройство использует сетевые (логические) адреса. Сетевой адрес интерпретируется как иерархическое описание местоположения узла.
Роутер представляет собой специализированный сервер, основная задача которого определять оптимальный маршрут следования пакета сообщений в компьютерных сетях. Сети могут находиться на значительном расстоянии, и путь, по которому передается пакет, может проходить через несколько маршрутизаторов.
Маршрутизатор принимает решение о продвижении пакетов на основании заголовков протоколов сетевого уровня (3-го уровня модели OSI), то есть уровня протоколов IP, IPX, X.25, IDP и др.
Мультипротокольные маршрутизаторы (более сложные и дорогие) поддерживают несколько протоколов одновременно для разнородных сетей.
Brouter (Bridging router) — комбинация моста и маршрутизатора, оперирует как на сетевом, так и на канальном уровне.
Рис. 1. Маршрутизатор Broadband Router Edimax BR-6104K
По областям применения маршрутизаторы делятся на несколько видов:
1) Маршрутизаторы локальных сетей (коммутаторы 3-его уровня) предназначены для разделения больших локальных сетей на подсети;
2) Маршрутизаторы удаленных офисов. Соединяют локальную сеть удаленного офиса с центральной сетью или сетью регионального отделения по глобальной связи.
3) Маршрутизаторы региональных отделений соединяют региональные отделения между собой и с центральной сетью.
4) Магистральные маршрутизаторы служат для построения центральной сети корпорации, центральная сеть может состоять из большого количества локальных сетей. Магистральные маршрутизаторы – это наиболее мощные устройства, способные обрабатывать несколько сотен тысяч или даже несколько миллионов пакетов в секунду, имеющие большое количество интерфейсов локальных и глобальных сетей. Такой маршрутизатор должен поддерживать большое количество сетевых протоколов и протоколов маршрутизации.
Основные характеристики маршрутизаторов:
1) общая производительность в пакетах в секунду (пропускная способность);
2) набор поддерживаемых сетевых протоколов и протоколов маршрутизации;
3) набор поддерживаемых сетевых интерфейсов глобальных и локальных сетей (LAN или WAN).
5) возможность управления и мониторинга сети.
Основные технические характеристики маршрутизатора
Основные технические характеристики маршрутизатора связаны с тем, как он решает свою главную задачу — маршрутизацию пакетов в составной сети. Именно эти характеристики прежде всего определяют возможности и сферу применения того или иного маршрутизатора.
Перечень поддерживаемых сетевых протоколов. Магистральный маршрутизатор должен поддерживать большое количество сетевых протоколов и протоколов маршрутизации, чтобы обеспечивать трафик всех существующих на предприятии вычислительных систем (в том числе и устаревших, но все еще успешно эксплуатирующихся, так называемых унаследованных — legacy), а также систем, которые могут появиться на предприятии в ближайшем будущем. Если центральная сеть образует отдельную автономную систему Internet, то потребуется поддержка и специфических протоколов маршрутизации этой сети, таких как EGP и BGP. Программное обеспечение магистральных маршрутизаторов обычно строится по модульному принципу, поэтому при возникновении потребности можно докупать и добавлять программные модули, реализующие недостающие протоколы.
Перечень поддерживаемых сетевых протоколов обычно включает протоколы IP, CONS и CLNS OSI, IPX, AppleTalk, DECnet, Banyan VINES, Xerox XNS.
Перечень протоколов маршрутизации составляют протоколы IP RIP, IPX RIP, NLSP, OSPF, IS-IS OSI, EGP, BGP, VINES RTP, AppleTalk RTMP.
Перечень поддерживаемых интерфейсов локальных и глобальных сетей. Для локальных сетей — это интерфейсы, реализующие физические и канальные протоколы сетей Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 100VG-AnyLAN иАТМ.
Для глобальных связей — это интерфейсы физического уровня для связи с аппаратурой передачи данных, а также протоколы канального и сетевого уровней, необходимые для подключения к глобальным сетям с коммутацией каналов и пакетов.
Поддерживаются интерфейсы последовательных линий (serial lines) RS-232, RS-449/422, V.35 (для передачи данных со скоростями до 2-6 Мбит/с), высокоскоростной интерфейс HSSI, обеспечивающий скорость до 52 Мбит/с, а также интерфейсы с цифровыми каналами Т1/Е1, ТЗ/ЕЗ и интерфейсами BRI и PRI цифровой сети ISDN. Некоторые маршрутизаторы имеют аппаратуру связи с цифровыми глобальными каналами, что исключает необходимость использования внешних устройств сопряжения с этими каналами.
В набор поддерживаемых глобальных технологий обычно входят технологии Х.25, frame relay, ISDN и коммутируемых аналоговых телефонных сетей, сетей АТМ, а также поддержка протокола канального уровня РРР.
Общая производительность маршрутизатора. Высокая производительность маршрутизации важна для работы с высокоскоростными локальными сетями, а также для поддержки новых высокоскоростных глобальных технологий, таких как frame relay, ТЗ/Е3, SDH и АТМ. Общая производительность маршрутизатора зависит от многих факторов, наиболее важными из которых являются: тип используемых процессоров, эффективность программной реализации протоколов, архитектурная организация вычислительных и интерфейсных модулей. Общая производительность маршрутизаторов колеблется от нескольких десятков тысяч пакетов в секунду до нескольких миллионов пакетов в секунду. Наиболее производительные маршрутизаторы имеют мультипроцессорную архитектуру, сочетающую симметричные и асимметричные свойства — несколько мощных центральных процессоров по симметричной схеме выполняют функции вычисления таблицы маршрутизации, а менее мощные процессоры в интерфейсных модулях занимаются передачей пакетов на подключенные к ним сети и пересылкой пакетов на основании части таблицы маршрутизации, кэшированной в локальной памяти интерфейсного модуля.
Магистральные маршрутизаторы обычно поддерживают максимальный набор протоколов и интерфейсов и обладают высокой общей производительностью в один-два миллиона пакетов в секунду. Маршрутизаторы удаленных офисов поддерживают один-два протокола локальных сетей и низкоскоростные глобальные протоколы, общая производительность таких маршрутизаторов обычно составляет от 5 до 20-30 тысяч пакетов в секунду.
Маршрутизаторы региональных отделений занимают промежуточное положение, поэтому их иногда не выделяют в отдельный класс устройств.
Наиболее высокой производительностью обладают коммутаторы 3-го уровня, особенности которых рассмотрены ниже.