1. Система имен доменов DNS
2. Протокол DHCP и его применение
3. Протокол передачи файлов FTP
4. Маршрутизация в компьютерных сетях
5. Компьютерная телефония
return_links();
?>
|
Маршрутизация в компьютерных сетях
Среди протоколов канального уровня некоторые обеспечивают доставку данных в сетях с произвольной топологией, но только между парой соседних узлов (например, протокол PPP), а некоторые - между любыми узлами (например, Ethernet), но при этом сеть должна иметь топологию определенного и весьма простого типа, например, древовидную.
При объединении в сеть нескольких сегментов с помощью мотов или коммутаторов продолжают действовать ограничения на ее топологию: в получившейся сети должны отсутствовать петли. Действительно, мост или его функциональный аналог - коммутатор - могут решать задачу доставки пакета адресату только тогда, когда между отправителем и получателем существует единственный путь. В то же время наличие избыточных связей, которые и образуют петли, часто необходимо для лучшей балансировки нагрузки, а также для повышения надежности сети за счет существования альтернативного маршрута в дополнение к основному.
Сетевой уровень позволяет передавать данные между любыми, произвольно связанными узлами сети.
Реализация протокола сетевого уровня подразумевает наличие в сети специального устройства - маршрутизатора. Маршрутизаторы объединяют отдельные сети в общую составную сеть (рисунок 1.1). Внутренняя структура каждой сети не показана, так как она не имеет значения при рассмотрении сетевого протокола. К каждому маршрутизатору могут быть присоединены несколько сетей (по крайней мере две).
В сложных составных сетях почти всегда существует несколько альтернативных маршрутов для передачи пакетов между двумя конечными узлами. Задачу выбора маршрутов из нескольких возможных решают маршрутизаторы, а также конечные узлы.
Маршрут - это последовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет от отправителя до пункта назначения.
Маршрутизатор выбирает маршрут на основании своего представления о текущей конфигурации сети и соответствующего критерия выбора маршрута. Обычно в качестве критерия выступает время прохождения маршрута, которое в локальных сетях совпадает с длиной маршрута, измеряемой в количестве пройденных узлов маршрутизации (в глобальных сетях принимается в расчет и время передачи пакета по каждой линии связи).
Способ маршрутизации пакетов данных, проходящих через мост, во многом зависит от используемой сетевой архитектуры. При кодонезависимой (прозрачной) маршрутизации (которая используется главным образом в Ethernet) маршрут передачи пакета определяется самим мостом. Такие мосты являются самообучающимися и запоминают расположение каждого узла сети. "Прозрачный" мост может работать практически без участия пользователя и не нуждается в точной настройке. Местоположение каждого узла определяется по специальной таблице, которая ведется самим мостом.
При маршрутизации от источника узел-определитель указывает не только получателя пакета, но и маршрут его передачи. Для построения маршрута узел-источник пользуется методом анализа узлов при помощи древовидного алгоритма. Специальный пакет, передаваемый узлом-отправителем, позволяет обнаружить оптимальный маршрут передачи остальных пакетов.
Для определения адреса пункта назначения пакета маршрутизатор не рассматривает информацию из кадра канального уровня, а анализирует блок протокольных данных сетевого уровня. Если этот пакет адресован сети с отличной от источника архитектурой, маршрутизатор выполняет все необходимые преобразования адресов и форматов. Если узел назначения работает с пакетами данных более узкого формата, маршрутизатор должен разделить передаваемый информационный блок на несколько частей, снабдив каждую из них соответствующей информацией. На приемной стороне эти пакеты снова будут объединены в один большой пакет.
Обычно в большой сети маршрутизаторы бывают нескольких иерархических уровней. Иными словами, узлы локальной сети будут подключаться к маршрутизатору Уровня 1, маршрутизаторы Уровня 1 будут подключаться к маршрутизатору Уровня 2, и так по мере необходимости. Маршрутизаторы верхнего уровня будут соединяться уже только между собой. При такой схеме подключения адресная часть передаваемых пакетов тоже будет иметь несколько уровней, и маршрутизаторы определенного уровня будут интересоваться только соответствующей их уровню адресной частью, игнорируя все другие.
Для того чтобы найти маршрут, ведущий к определенной подсети, маршрутизатор обменивается данными с другими маршрутизаторами. Определение точного местоположения узла в сложной сети может быть достаточно трудоемкой операцией.
Для поиска маршрутов используются два класса алгоритмов - алгоритмы векторов расстояний (distance-vectors) и алгоритмы состояния связей (link-state).
При использовании алгоритма векторов расстояний (также известного под названием вектора Белламана-Форда или алгоритма маршрутизации ARPAnet) каждый маршрутизатор вычисляет расстояние от точки собственного местоположения до ближайшего узла назначения. Для этого используется информация о расстоянии от этого маршрутизатора до соседних маршрутизаторов, а также аналогичная информация, собранная данными маршрутизаторами сети. Основным недостатком алгоритмов векторов расстояний является высокая трудоемкость вычислений.
При использовании алгоритмов состояния связей маршрутизатор определяет расстояние от точки собственного местоположения до ближайших соседних маршрутизаторов и передает эти сведения остальным маршрутизаторам в специальном пакете состояния связей (LSP - Link State Packet). Эта информация сохраняется в каждом из маршрутизаторов и корректируется при получении нового пакета состояния связей.
Принято различать несколько категорий маршрутизаторов: однопротокольные и многопротокольные, центральные и периферийные, локальные и территориально-распределенные.
Современные маршрутизаторы поддерживают обработку пакетов в соответствии с несколькими различными протоколами. Хотя нужно заметить, что многопротокольным маршрутизаторам приходится разделять свое время и ресурсы между используемыми в сети протоколами, что приводит к некоторому снижению пропускной способности сети.
Маршрутизатор может представлять собой точку, в которой объединяются две сети - например, две сети могут быть подключены к двум различным сетевым интерфейсным платам сервера или концентратора. В этом случае маршрутизатор называется центральным. Такие маршрутизаторы отличаются высокой стоимостью и разнообразием функциональных возможностей.
Периферийные маршрутизаторы предназначены главным образом для подключения локальных и офисных сетей к более крупным сетям. Они отличаются невысокой стоимостью и неполной функциональностью.
Территориально-распределенные и локальные маршрутизаторы выполняют одни и те же функции, но детали их выполнения могут весьма существенно различаться. В первую очередь территориально-распределенные маршрутизаторы отличаются поддержкой протоколов, используемых при передаче данных на большие расстояния (например, протоколов Х.25).
Основными техническими характеристиками маршрутизаторов являются: перечень поддерживаемых протоколов и общая производительность маршрутизаторов. Однако наряду с функцией маршрутизации многие маршрутизаторы обладают дополнительными функциональными возможностями.
Приоритеты сетевых протоколов, не оказывая никакого влияния на выбор маршрута, влияют только на порядок, в котором многопротокольный маршрутизатор обслуживает пакеты разных сетевых протоколов. Это свойство бывает полезно в случае недостаточной полосы пропускания кабельной системы и существования трафика, чувствительного к временным задержкам.
Поддержка политики маршрутных объявлений используется в тех случаях, когда администратор хотел бы скрыть существование некоторых сетей в определенной части своей сети от других администраторов, например, по соображениям безопасности, или запретить использование некоторых маршрутов, которые могли бы существовать в сети.
Защита от широковещательных штормов (broadcast storm) - защита от характерной неисправности сетевого программного обеспечения, то есть от самопроизвольной генерации с высокой интенсивностью широковещательных пакетов. Широковещательным штормом считается ситуация, при которой процент широковещательных пакетов превышает 20% от общего количества пакетов в сети.
Поддержка немаршрутизированных протоколов - поддержка таких протоколов, которые не оперируют таким понятием, как сеть. Данная функция реализуется либо путем инкапсулирования, либо путем использования устройства, совмещающего функции моста и маршрутизатора (называемого brouter - bridge+router).
Разделение функций построения и использования таблицы маршрутизации является особенностью усеченных маршрутизаторов, которые используют таблицу маршрутизации, взятую у полнофункционального маршрутизатора. В этом случае полнофункциональный маршрутизатор часто называется сервером маршрутов. Отказ от самостоятельного исполнения функций построения таблицы маршрутизации резко удешевляет маршрутизатор и повышает его производительность. |
