Маршрутизатор (router)

Маршрутизатор – система ретрансляції, що сполучає дві комунікаційні мережі або їх частини. Маршрутизатори працюють на третьому (мережному) рівні моделі OSI, що спілкується з протоколами вищих рівнів.

Маршрутизатори, як і мостиабо комутатори ретранслюють пакети з однієї частини мережі в іншу. Спочатку маршрутизатор від комутатора відрізнявся тільки тим, що на комп'ютері, який об’єднує дві чи більше мереж, було встановлено інше програмне забезпечення.

На тепер між маршрутизатором і комутатором існують принципові відмінності:

· Маршрутизатори працюють не з фізичними адресами пакетів (MAC-адресами), а з логічними мережними адресами (IP-адресами).

· Маршрутизатори ретранслюють не всю інформацію, що приходить, а лише ту, яка адресована до них особисто, і відкидають (не ретранслюють) широкомовні пакети.

· Маршрутизатори на відміну від мостів і комутаторів не є прозорими для абонентів.

Головною відмінністю є те, що маршрутизатори підтримують мережі з великою кількістю можливих маршрутів та шляхів передачі інформації, так звані комірчасті мережі (meshed networks). Приклад такої мережі показаний на рисунку 2.11. Комутатори ж вимагають, щоб в мережі не було петель, щоб шлях поширення інформації між двома будь-якими абонентами був єдиним.

Рис. 12.11. Комірчаста мережа з маршрутизаторами.

Маршрутизатори є складнішими за мости і комутатори і, відповідно, дорожчими. Маршрутизаторами складніше управляти, вони є повільнішими за комутатори. Проте, вони забезпечують найглибше розділення мережі на частини.

Якщо концентратори лише повторюють всі пакети (фізичний рівень моделі OSI), що поступили на них, комутатори і мости ретранслюють тільки міжсегментні і широкомовні пакети (канальний рівень), то маршрутизатори сполучають окремі автономні мережі, що не впливають одна на одну, зберігаючи при цьому можливість передачі інформації між ними (мережний рівень).

Розмір мережі, що під’єднується до маршрутизатора практично нічим не обмежено: ні допустимими розмірами зони конфліктів, ні допустимою кількістю широкомовних пакетів, ні можливими для комутаторів і мостів різноманітними перевантаженнями. При цьому легко забезпечуються альтернативні, дублюючі шляхи поширення інформації для збільшення надійності зв'язку.

Для вибору маршруту кожен маршрутизатор формує в своїй пам'яті таблиці даних, які містять:

· Номери всіх мереж, що під’єднані до даного маршрутизатора.

· Список всіх сусідніх маршрутизаторів.

· Список MAC-адрес і IP-адрес всіх абонентів мереж, які під’єднані до маршрутизатора. Цей список автоматично оновлюється, як і у разі мостів та комутаторів.

Крім того, список всіх доступних маршрутизаторів повинен бути у кожного абонента мережі.

Маршрутизатори обробляють адресну інформацію, що міститься у службовій інформації пакету. Вона містить номер мережі, і саме ці мережі сполучає маршрутизатор.

Кожен абонент, перш ніж відправити пакет, визначає, чи може він скерувати його безпосередньо до одержувача чи йому потрібно скористатися послугами маршрутизатора. Якщо номер власної мережі відправника збігається з номером мережі отримувача, то пакет передається безпосередньо, без маршрутизації. Якщо одержувач знаходиться в іншій мережі, то пакет передається до маршрутизатора, який скеровує його у потрібну мережу. При цьому виходить, що пакет в цілому адресовано до маршрутизатора (як до одного з абонентів власної мережі), а вкладена в ньому інформація адресована для абонента з іншої мережі, для якого вона, власне, і призначена.

Маршрутизатор аналізує IP-адресу, що міститься у складі пакету, і перетворює пакет, що надійшов по одній з мереж, у пакет, що призначений для іншої мережі. У полі адреси пакету він ставить MAC-адресу одержувача і свою MAC-адресу, як відправника пакету. У відповідь пакет аналогічно має пройти через посередника – маршрутизатор.

Саме маршрутизатори найчастіше використовуються для зв'язку локальних мереж з глобальними, зокрема, з Інтернет, яка може розглядатися як мережа, що повністю маршрутизована.

Маршрутизатори часто застосовуються для об'єднання в опорній мережі багатьох локальних мереж або для зв'язку локальних мереж різних типів (рис. 12.12).

Рис. 12.12. Опорна мережа.

Маршрутизатори часто об'єднують між собою, тоді ця взаємопов’язана сукупність утворює так звану хмару (Cloud), що є, по суті, одним гігантським маршрутизатором (рис. 12.13).

Таке з'єднання забезпечує гнучкий і надійний зв'язок між всіма під’єднаними до нього локальними мережами.

Рис. 12.13. Хмара маршрутизаторів.

Потужний маршрутизатор є дорогим пристроєм, він складний в налаштуванні та експлуатації. Тому використовувати його слід у випадках, коли це дійсно необхідно, наприклад, коли застосування комутаторів і мостів не дозволяє подолати перевантаження мережі.

Шлюзи (gateway)

Шлюз є системою ретрансляції, що забезпечує взаємодію інформаційних мереж.

Шлюз дозволяє об'єднувати мережі, що побудовані на істотно різних програмних і апаратних платформах. Наприклад, шлюз може дозволити користувачам, що працюють в мережі Unix, взаємодіяти з користувачами мережі Windows.

Традиційно в Інтернеті терміни «шлюз» і «маршрутизатор» використовуються як синоніми.

Шлюзи оперують на верхніх рівнях моделі OSI (сеансовому, представницькому і прикладному) і представляють найбільш розвинений метод об'єднання мережних сегментів і комп'ютерних мереж. Необхідність в мережних шлюзах виникає при об'єднанні двох мереж, що мають різну архітектуру.

В якості шлюзу, зазвичай, використовується виділений комп'ютер, на якому запущено програмне забезпечення шлюзу і проводяться перетворення, що дозволяють взаємодіяти кільком системам в мережі.

Іншою функцією шлюзів є перетворення протоколів. При отриманні повідомлення IPX/SPX для клієнта TCP/IP шлюз перетворює повідомлення у протокол TCP/IP.

Шлюзи є складнішими у встановленні та налаштуванні і працюють повільніше, ніж маршрутизатори.

Контрольні запитання

1. Які пристрої є основними засобами фізичної структуризації локальної мережі?

2. Якій пристрій використовується для об’єднання кількох логічних сегментів мережі?

3. Якій пристрій є багатопроцесорним?

4. Якій пристрій використовується для об’єднання кількох мереж з різними топологіями?

5. Якій пристрій забезпечує взаємодію мереж, що побудовані на істотно різних програмних і апаратних платформах?

6. На якому рівні стеку протоколів оперують шлюзи?

7. Протоколи якого рівня втілено у концентратори та повторювачі?

8. Яка істотна відмінність є між мостом та комутатором?

9. Які принципові відмінності існують між маршрутизатором і комутатором?

10. Яким чином маршрутизатор дізнається адреси комп’ютера-одержувача?

Поиск по сайту: