Стандарт Fast Ethernet. Многосегментные локальные сети Мосты и коммутаторы Фиксированная маршрутизация

Информационные сети Протоколы, архитектура, защита

Типы и характеристики маршрутизаторов 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.

Перечень поддерживаемых сетевых протоколов. Магистральный маршрутизатор должен поддерживать большое количество сетевых протоколов и протоколов маршрутизации, чтобы поддерживать трафик всех существующих на предприятии вычислительных систем (в том числе и устаревших, но все еще успешно эксплуатирующихся), а также систем, которые могут появиться на предприятии в ближайшем будущем.

Трансляция протоколов канального уровня. Эта важная функция была одной из основных причин применения маршрутизаторов для объединения сетей с разными протоколами канального уровня, например Ethernet и Token Ring,

Типовые структуры интрасетей. Очевидно, что архитектура сети, стек коммуникационных протоколов, тип кабельной системы зависят в конечном счете от специфики предприятия и выбранных приложений.

Стянутая в точку магистраль (collapsed backbone) В этой модели магистралью сети является внутренняя шина устройства межсетевого взаимодействия.

Коммутатор не требует сложного предварительного конфигурирования, поддерживает любые сетевые протоколы (так как просто не обращает внимания, какие протоколы он переносит в кадрах канального уровня, с которыми он имеет дело) и объединяет сегменты сети быстро и за существенно меньшую цену, чем маршрутизатор.

Фиксированная маршрутизация.

Этот алгоритм применяется в сетях с простой топологией связей и основан на ручном составлении таблицы маршрутизации администратором сети. Алгоритм часто эффективно работает также для магистралей крупных сетей, так как сама магистраль может иметь простую структуру с очевидными наилучшими путями следования пакетов в подсети, присоединенные к магистрали.

Различают однопутевые таблицы, в которых для каждого адресата задан один путь, и многопутевые таблицы. В многопутевых таблицах имеется несколько альтернативных путей для каждого адресата и правило выбора одного из них. Чаще всего один путь является основным, а остальные - резервными.

Простая маршрутизация.

Алгоритмы простой маршрутизации подразделяются на три подкласса:

• Случайная маршрутизация - пакеты передаются в любом, случайном направлении, кроме исходного.

• Лавинная маршрутизация - пакеты передаются во всех направлениях, кроме исходного (применяется в мостах для пакетов с неизвестным адресом доставки).

• Маршрутизация по предыдущему опыту - таблицы маршрутизации составляются на основании данных проходящих через маршрутизатор пакетов. Именно так работают прозрачные мосты (единственное, что отличает их работу - отсутствие информации о расстоянии до адресата). Приспособление в этом виде маршрутизации к изменениям топологии сети достаточно медленное.

Адаптивная маршрутизация.

Это основной вид алгоритмов маршрутизации, применяющихся в современных сетях со сложной топологией. Основан на периодическом обмене маршрутизаторами специальной топологической информацией о имеющихся в интерсети сетях, а также о связях между маршрутизаторами. Обычно учитывает не только топологию связей, но и их производительность и состояние.

  Адаптивные протоколы обмена маршрутной информацией, применяемые в настоящее время в вычислительных сетях, основаны на двух различных группах алгоритмов - дистанционно-векторных алгоритмах (Distance Vector Algorithms, DVA) и алгоритмах состояния связей (Link State Algorithms, LSA).

 Это динамические распределенные протоколы, которые позволяют всем маршрутизаторам собрать информацию о топологии связей в сети, адаптивно отрабатывая все изменения конфигурации связей. Распределенность их состоит в том, что в сети отсутствует один или несколько выделенных маршрутизаторов, которые собирают и обобщают топологическую информацию, эта работа распределена между всеми маршрутизаторами.

В алгоритмах дистанционно-векторного типа каждый маршрутизатор периодически и широковещательно рассылает по сети вектор расстояний от себя до всех известных ему сетей. Под расстоянием обычно понимается число промежуточных маршрутизаторов (число так называемых "хопов", то есть прыжков, от английского hop), через которые, пакет должен пройти, прежде чем попадет в соответствующую сеть (может использоваться и другая метрика, учитывающая не только число перевалочных пунктов, но и время прохождения пакетом по связи между соседними маршрутизаторами). Получив вектор от соседнего маршрутизатора, каждый маршрутизатор добавляет к нему информацию об известных ему других сетях, о которых он узнал непосредственно (если они подключены 1 к его портам) или из аналогичных объявлений других маршрутизаторов, а затем рассылает новое значение вектора снова по сети, В конце концов каждый маршрутизатор узнает информацию об имеющихся в интерсети сетях и о расстоянии до них через соседние маршрутизаторы.

Дистанционно-векторные алгоритмы хорошо работают только в небольших сетях. В больших сетях они засоряют линии связи интенсивным широковещательным трафиком, к тому же изменения конфигурации могут отрабатываться по этому алгоритму не всегда корректно, так как маршрутизаторы не имеют точного представления о топологии связей в сети, а располагают только обобщенной информацией - вектором дистанций, к тому же полученной из вторых рук.

Наиболее распространенным протоколом, основанным на дистанционно-векторном алгоритме, является протокол RIP, который распространен в двух версиях - RIP IP, работающий с протоколом IP, и RIP IPX, работающий с протоколом IPX.

Алгоритмы состояния связей обеспечивают каждый маршрутизатор информацией, достаточной для построения точного графа связей сети. Все маршрутизаторы работают на основании одинаковых графов, что делает процесс маршрутизации более устойчивым к изменениям конфигурации. Широковещательная рассылка используется здесь только при изменениях состояния связей, что происходит в надежных сетях не так часто.

Для того, чтобы понять, в каком состоянии находятся линии связи, подключенные к его портам, маршрутизатор периодически обменивается

короткими пакетами со своими ближайшими соседями. Этот трафик также широковещательный, но он циркулирует только между соседями и не так засоряет сеть.

Протоколами, основанными на алгоритме состояния связей, являются протоколы IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) стека OSI, OSPF (Open Shortest Path First) стека TCP/IP и NLSP стека Novell, реализованный совсем недавно.

 Протокол OSPF имеет ряд особенностей, специально ориентированных на использование в больших корпоративных сетях. К ним относятся:

• Применение процедур аутентификации маршрутизаторов, исключающих внедрение в сеть "злоумышленников", отводящих трафик с помощью нелегальных маршрутизаторов.

• Использование поля качества сервиса в пакете IP для автоматической балансировки загрузки параллельных линий,

• Отказ от обязательного присваивания IP-адресов портам, работающим на выделенные линии, что упрощает работу администратора при конфигурировании маршрутизатора и экономит IP адреса.

• Возможность разбиения большой сети на области администрирования. Области импортируют только конечные таблицы маршрутизации других областей, а не детальные сведения о топологии связей каждой области. Это позволяет существенно уменьшить размер базы данных топологической информации, с которой работает каждый маршрутизатор большой сети.

• Возможность импорта таблиц маршрутизации из частей сети, называемых автономными системами, в которых работают отличные от OSPF протоколы маршрутизации. Это дает возможность оставлять в неизменном виде маршрутизаторы небольших сетей, работающие по протоколу RIP, применяя в остальной части корпоративной сети протокол OSPF.


Информационные сети Серверы рабочих групп