Глава 40 : Маршрутизаторы

 « Предыдущая

Роутеры (маршрутизаторы, routегs) представляют собой следующий уровень иерархии сети. Маршрутизаторы призваны объединить разнородные сети - подобрать подходящий маршрут для движения кадра по сетям. В отличии от мостов, которые работают с МАС (адресами физического уровня), роутеры работают с IP адресами сети Internet.
С этой целью роутер разворачивает кадр Ethernet и выделяет из массива данных дейтаграмму IP. Согласно заголовку этой дейтаграммы определяется маршрут движения всего пакета информации. Но такой подход слишком прост - основная часть роутеров применяет в своей работе более сложный алгоритм. К ним относятся протоколы следующих уровней модели OSI: АррlеТаlk II, TCP и прочие.


Применение маршрутизатора в корпоративно сети

   Как и повторители, роутер воссоздает уровень и форму перемещаемого по сети сигнала. Подобно мостам они фильтруют коллизии и кадры, которые имеют повреждения. Маршрутизаторы имеют не большую задержку из-за буферизации. Однако самое большое отличие от рассмотренных коммутаторов, повторителей и мостов состоит в том, что маршрутизаторы полностью разбирают кадры Ethernet и формируют их заново, но уже согласно определенным правилам.
   При этом функции роутера не ограничиваются перечисленными выше. В зависимости от модели и используемого программного обеспечения, они способны решать сложные и не типичные задачи. К таким функциям относят: ведение статистики, подсчет трафика, авторизацию пользователей и другие.
   Кроме того они могут отличаться друг от друга мощностью. Самый доступный вариант - это персональный компьютер с одним или несколькими сетевыми адаптерами. В таком случае ПО подойдет любое, но самым популярным является linux или FreeBSD. Для их работы обычно хватает и "486" процессорных блоков.
   Это был пример самосборных маршрутизаторов. Рынок сетевых устройств готов предоставить своим клиентам широкий спектр оборудования, ценой от 100$ и до нескольких сотен тысяч. Такие дорогостоящие модели способны определять маршруты для значительных потоков данных.
   Не смотря на очевидные достоинства (большое число функций и не большая скорость), роутеры так и не нашли широкого применения в сетях локального характера. Связано это, прежде всего, с тем, что обычно все эти достоинства затмеваются сложностью в эксплуатации и слабой надежностью устройства. В результате маршрутизаторы используются очень редко и только в тех ситуациях, когда их просто нельзя заменить чем-то другим.
  
Основной областью их применения в не сложных провайдинговых схемах была и остается граница между локальной сетью и Internet. Перечислим свойства маршрутизаторов, которые не могут быть заменены другими устройствами в этой технологической нише:

1.    Отсутствует лимит на число узлов сети, организованной с помощью маршрутизаторов, соединяющих ее части.
2.    Фильтруя поток информации на сетевом и транспортном уровне, маршрутизаторы обеспечивают возможность защиты трафика от несанкционированного проникновения третьих лиц.
3.    Фильтруя широковещательные кадры, у которых отсутствуют корректные адреса пункта назначения, маршрутизаторы создают очень высокий уровень локализации потока информации.
4.    Маршрутизаторы могут работать с основными протоколами динамической маршрутизации: IPX RIP/SAP, RIP, BGP-4 и OSPF. С их помощью можно установить одновременную связь между несколькими IP сетями.
5.    Кроме того, их работа предусматривает возможность настройки  ширины полосы пропускания для каждого типа потока данных, системы приоритетов и параметров качества (QoS).
  
Поддержка основных протоколов динамической маршрутизации является главной особенностью этого оборудования, благодаря которой стало возможным создание по настоящему больших телекоммуникационных сетей, обладающих многосвязной топологией. Однако сама проблема быстрой и эффективной доставки пакета информации не так легко разрешима. Теперь остановимся подробно на двух главных алгоритмах подбора лучшего способа и пути доставки пакета - OSPF и RIP.
   Протокол RIР предусматривает подбор пути, по которому количество сетевых устройств, находящихся между отправителем и получателем, будет минимальным. С технической точки зрения такой подход не сложно реализовать на практике, а так же он не предполагает использование значительных вычислительных ресурсов. Чаще всего его используют в простых сетях.
   Но здесь не стоит забывать о том, что десяток ретрансляторов на оптическом волокне это лучше, чем лишь одно соединение, выполненное с помощью модема. Практика показала, что существует еще ряд ограничений в управлении, связанных с применением RIP.
  
В отличие от RIP, OSPF не обладает указанными выше недостатками. Связано это с тем, что он учитывает и число "хопов", и задержки при передаче пакета, и производительность сети и прочие параметры. Однако и тут есть свои недостатки: алгоритм OSPF сильно требователен к аппаратным ресурсам и очень не прост в управлении.
Мерой производительности маршрутизаторов служит Packets Per Second - PPS. PPS показывает сколько  пакетов маршрутизируется в одну секунду. При таком подходе не сложно определить возможную скорость передачи пакетов информации. Для этого используют следующую формулу:
Скорость = N/(К)*8*S ,  где
К - Коэффициент поправки на реальные условия (примерно около 5);
S - размер пакета (для Интернет - ~500, для ЛВС - ~1500, для VOIP - ~100).

К примеру 3620 Cisco. Для него скорость будет = 40000/5*500*8=32 Mbit/s

   Здесь нужно отметить некоторую особенность: динамический роутинг, access листы и прочие дополнительные возможности могут в несколько раз понизить реальную скорость маршрутизации.
   Рассмотрение роутеров этим не заканчивается - дополнительная информация будет указана в последующих разделах.

 

Следующая »