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.
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.
5.1.5. 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
На нижнем уровне маршрутизатор, как и любое устройство, подключенное к сети, обеспечивает физический интерфейс со средой передачи, включая согласование уровней электрических сигналов, линейное и логическое кодирование, оснащение определенным типом разъема. В разных моделях маршрутизаторов часто предусматриваются различные наборы физических интерфейсов, представляющих собой комбинацию портов для подсоединения локальных и глобальных сетей. С каждым интерфейсом для подключения локальной сети неразрывно связан определенный протокол канального уровня — например, Ethernet, Token Ring, FDDI. Интерфейсы для присоединения к глобальным сетям чаще всего определяют только некоторый стандарт физического уровня, над которым в маршрутизаторе могут работать различные протоколы канального уровня. Например, глобальный порт может поддерживать интерфейс V.35, над которым могут работать протоколы канального уровня: LAP-B (используемый в сетях X.25), LAP-F (используемый в сетях frame relay), LAP-D (используемый в сетях ISDN). Разница между интерфейсами локальных и глобальных сетей объясняется тем, что технологии локальных сетей работают по собственным стандартам физического уровня, которые не могут, как правило, использоваться в других технологиях, поэтому интерфейс для локальной сети представляет собой сочетание физического и канального уровней и носит название по имени соответствующей технологии — например, интерфейс Ethernet.
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.
ПРИМЕЧАНИЕКак и любой конечный узел, каждый порт маршрутизатора имеет собственный аппаратный адрес (в локальных сетях МАС — адрес), по которому ему и направляются кадры, требующие маршрутизации, другими узлами сети.
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. На рис. 5.3 показана функциональная модель маршрутизатора с четырьмя портами, реализующими следующие физические интерфейсы: 10Base-T и 10Base-2 для двух портов Ethernet, UTP для Token Ring и V.35, над которым могут работать протоколы LAP-B, LAP-D или LAP-F, обеспечивая подключение к сетям Х.25, ISDN или frame relay.
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.