Основната работа по съставянето на маршрутизиращите таблици се извършва автоматично, като се използват маршрутизиращи протоколи, които обменят пакети с информация за топологията на комбинираната мрежа. Предвижда се и ръчно коригиране на таблиците. Когато се обменя информация за маршрутизиране, пакетите протоколни маршрути се поставят в полето за данни на пакетите на мрежовия слой или дори транспортират, така че формално те трябва да се отнасят към по-високо ниво от мрежовия.

Протоколите за маршрутизация могат да бъдат изградени на базата на различни алгоритми, които се различават по методите на конструиране на маршрутизиращи таблици, избиране на най-добрия маршрут и други характеристики.

Тези протоколи са разделени на следните групи:

1. От алгоритми в една стъпка   маршрутизация. В тях маршрутизацията се извършва съгласно разпределена схема. Всеки маршрутизатор избира една стъпка от маршрута и последният маршрут се формира в резултат на работата на всички маршрутизатори, през които минава пакетът.

2. От източник маршрутизация   (Sonra Routing). Това е многоетапен подход. Източникът възел определя пълния маршрут в изпращания пакет чрез всички междинни възли. С този подход не са необходими маршрутизиращи таблици за междинни възли, работата им се ускорява, но натоварването на крайните възли се увеличава. Този метод е трудно да се приложи в големи мрежи.

Алгоритми в една стъпка   В зависимост от метода на формиране на таблиците, те се разделят на три класа:

1. Алгоритми на фиксирано (статично) маршрутизиране.

2. Алгоритми на прост маршрутизация.

3. Алгоритми за адаптивно (или динамично) маршрутизиране.

В алгоритми фиксирано маршрутизиране   всички записи са статични и се правят ръчно от мрежовия администратор. Алгоритъмът е подходящ за малки мрежи с проста топология, както и за магистрали на големи мрежи, които имат проста структура.

В алгоритми прости маршрути   маршрутната таблица или не се използва изобщо, или е изградена без участието на протоколи за маршрутизиране. Има три типа прости маршрути:

1. Случайно маршрутизиранекогато пристигащият пакет се изпраща в първата случайна посока, с изключение на първоначалната посока (подобна на обработката на рамки с неизвестен адрес);

2. Лавина за маршрутизиране, когато пакетът се излъчва във всички възможни посоки, с изключение на посоката на източника (подобно на обработката на рамки с неизвестен адрес чрез мостове);

3. Маршрутизиране от предишен опит,   когато маршрутът е избран в съответствие с таблицата, но таблицата е изградена в съответствие с принципа на мост, като се анализират адресното поле на пакетите, които се появяват на входните портове.

Всички описани алгоритми не са подходящи за големи мрежи.

Най-често срещаните алгоритми са адаптивна   (или динамичен) маршрутизация, Тези алгоритми осигуряват автоматично актуализиране на таблиците за маршрутизиране след промяна на мрежовата конфигурация. В таблиците за маршрутизация, когато се използват такива алгоритми, обикновено се определя от продължителността на маршрута.

Адаптивните алгоритми обикновено са с разпределена природа, въпреки че напоследък е имало тенденция да се използват така наречените маршрутни сървъри. Сървърът за маршрути събира информация и след това го разпространява при заявки към маршрутизатори, които в този случай се освобождават от функцията за създаване на маршрутни таблици или създават само части от тези таблици. Съществуват специални протоколи за взаимодействие на маршрутизатори със маршрутни сървъри, например NHRP (Протокол за решаване на следващия хоп).

Адаптивните протоколи, на свой ред, се разделят на:

1. Алгоритми за вектор на разстояние (дистанционни векторни алгоритми - DVA)

2. Свързващи държавни алгоритми (LSA)

Най- вектор на разстоянието В алгоритмите всеки рутер периодично (на определени интервали) излъчва през мрежата вектор (пример за неговата таблица), чиито компоненти са разстоянията от този маршрутизатор до всички известни на него мрежи. Разстоянието обикновено се разбира като броят на междинните маршрутизатори, които трябва да бъдат предадени (хоп). Друг показател е възможен - като се вземат предвид не само броят на междинните маршрутизатори, но и времето на пакетите, минаващи през мрежата между съседни маршрутизатори. При получаване на вектор от съсед, маршрутизаторът прибавя към разстоянията до мрежите, посочени във вектора, разстоянието до самия съсед. Ако в таблицата няма маршрути към посочените във вектора мрежи, маршрутизаторът добавя нови записи към нея. Ако маршрутите към някои мрежи вече съществуват в таблицата на този маршрутизатор, той сравнява показателите на стария и новия маршрут и замества стария запис с новия (по-добър индикатор за маршрут) или пренебрегва новия маршрут и оставя стария запис. След това маршрутизаторът генерира нов вектор, в който показва информация за мрежите, за които знае, които са научили директно (ако са свързани към неговите портове) или от съобщения на други рутери и изпраща нов вектор през мрежата. В крайна сметка всеки маршрутизатор получава информация за всички входящи мрежи и разстоянието до тях чрез съседни маршрутизатори.

Дистанционните векторни алгоритми работят добре само в малки мрежи. В големи мрежи те запушват комуникационните линии с интензивен трафик на излъчване, освен това, топологичните промени в мрежата не винаги се управляват правилно от този алгоритъм, тъй като маршрутизаторите нямат точна представа за топологията на мрежата, като мостове.

Най-често срещаният протокол от описания тип е RIP, който съществува във версии за IP и IPX.

алгоритми състоянията на връзките   дайте на всеки маршрутизатор достатъчно информация, за да изградите точна диаграма на топологичната мрежа. Върховете на графиката са както рутери, така и мрежите, към които се присъединяват. Информацията, разпространявана в мрежа, се състои от описание. връзкимежду върховете на графиката е рутер-рутер или рутер-мрежа.

Всички маршрути работят на базата на идентични графики, което прави процеса на маршрутизация по-устойчив на промените в мрежовата конфигурация. Разпространението по "Broadcast" (т.е. пакетно предаване на всички директни съседи на рутера) се използва тук само в началната фаза на обмен на информация и когато се променя състоянието на комуникациите, което е доста рядко в надеждни мрежи.

За да разбере състоянието на комуникационните линии, свързани с неговите пристанища, маршрутизаторът периодично обменя кратки HELLO пакети с най-близките си съседи. Този трафик на услуги също затваря мрежата, но не и в същата степен, като например RIP пакети, тъй като HELLO пакетите са много по-малки.

Протоколите, които използват алгоритъма за състоянието на мрежата, са OSPF (Open Shortest Path First) на TCP / IP стека, IS-IS (междинна система към междинна система) на OSI стека и нововъведеният NLSP протокол от стека Novell.

Протоколите за маршрутизация са предназначени да събират данни за топологията на взаимосвързаността. Основната задача на маршрутизирането или по друг начин избора на най-оптималния маршрут обикновено се разрешава чрез анализиране на конкретни таблици, разположени във всички крайни мрежови възли и маршрутизатори.

За да се изградят автоматично необходимите таблици, маршрутизаторите променят помежду си определена информация, като използват специално разработени протоколи за услуги, наречени "протоколи за маршрутизиране". Те включват протоколите NLSP, RIP, OSPF, които трябва да бъдат разграничени от мрежата, например като IP.

С помощта на подходящите протоколи маршрутизаторите постепенно правят карта на мрежовите връзки. Вече въз основа на тези данни за всеки от номерата на мрежата се решава кой маршрутизатор трябва да изпрати пакети, които се изпращат в тази мрежа, така че маршрутът да е най-рационалният. Резултатите от решенията се записват в таблицата за маршрутизация. Когато мрежовите конфигурации се променят, някои записи автоматично стават невалидни. Тогава пакетите, които се изпращат по фалшиви маршрути, могат да бъдат загубени или прекъснати. Качеството на работата директно зависи от това колко бързо маршрутизиращите протоколи привеждат съдържанието на масата в реалната позиция в мрежата.

Протоколите за маршрутизиране имат няколко класификации. Те могат да бъдат едноетапни и многоетапни, статични, динамични, класови, без класове. Освен това такива протоколи могат да бъдат външни и вътрешни. При едноетапен маршрут при избора на най-ефективния маршрут първоначално се определя само маршрутизаторът отблизо, а не цялата му последователност. Статичните маршрути се въвеждат ръчно. Обикновено те се използват в малки мрежи, които имат проста и ясна структура. А плюс, разбира се, е лекотата на конфигуриране, липсата на загуба на трафик за предаване на информацията за маршрутизация и ниските изисквания за ресурси. Но ако има промени в мрежовата конфигурация, трябва да смените таблицата за маршрутиране на всички хостове ръчно. Протоколите за динамично маршрутизиране обаче са много популярни.

BGP е един от основните маршрутизиращи протоколи в Интернет. Тя е предназначена за обмен на данни за маршрути между големи автономни системи, поради което в допълнение към стандартната информация прехвърля данни за маршрути до BGP и избира най-добрия маршрут въз основа на правилата, приети в мрежата, и не използва технически показатели в работата си. Той също така използва сумиране на маршрута, за да намали таблицата за маршрутизиране. В момента в четвъртата версия на протокола.

OSPF също е доста популярен динамичен протокол. Тя се основава на технология, която следи състоянието на канала и използва за работата му. Предимствата му включват висока степен на конвергенция, най-рационалното използване на честотната лента и поддръжка на променлива дължина.

Протоколът RIP е един от най-старите, който обаче е доста разпространен и до днес. Използва се в малки мрежи с проста структура. Протоколът е лесен за работа и инсталиране. Основата на работата му са алгоритмите на дистанционния вектор. Когато използвате RIP, всички записи в таблиците за маршрутизиране съдържат или мрежовия адрес, или гостоприемника на получателя.

Протоколите за маршрутизация са доста разнообразни, има голям брой от тях и всеки от тях има своите предимства и отрицателни страни.

Протоколи за маршрутизация - раздел Компютри, Видове компютърни мрежи Задачата за маршрутизация се решава въз основа на таблицата за маршрутизация ...

Проблемът с маршрутизацията се решава въз основа на маршрутната таблица, разположена на всички маршрутизатори и всички крайни възли на мрежата. Основната работа по създаването на тези таблици се извършва автоматично. За този метод за изграждане на таблицата рутери обменят информация за топологията на комбинираната мрежа в съответствие със специален протокол за услуги (протоколи за маршрутизиране или протоколи за маршрутизиране). Пример за това е RIP (Протокол за маршрутизиране на информацията, протокол за информация за наличните маршрути, работещи в съответствие с алгоритъма тип дистанция-вектор) и OSPF (Open Shortest Path First, приоритет за избора на най-краткия път).

Тези маршрутизиращи протоколи трябва да се различават от действителния протокол на мрежовия слой на OSI модела за TCP / IP - IP стека. IP протоколът, изпълняващ функциите на мрежовия слой на OSI модела, участва в доставката на пакети към дестинация чрез хетерогенна комбинирана мрежа. Ако протоколите за маршрутизиране RIP и OSPF събират и предават по мрежата изцяло служебна информация, IP предава потребителски данни като протоколи за слоевете за връзка с данни. Протоколите за маршрутизиране използват слоя IP мрежа като средство.

Използването на транспортни таблици е толкова обичайно, че маршрутизаторите, мостовете и комутаторите имат, но природата им е различна. Вместо MAC адресите в таблиците за маршрутизация, мрежовите номера (адреси) за TCP / IP са IP адресите на мрежите, които са свързани към комбинирана мрежа. Разликата за тези таблици е тяхното създаване. Мостът изгражда масата си, като пасивно наблюдава информационните кадри, минаващи през него, които изпращат крайните възли на мрежата един към друг (същият метод на конструиране и комутаторите). За разлика от тях маршрутизаторите, по собствена инициатива, обменят специални сервизни пакети, информират своите съседи за мрежите, които са им известни в интернет, маршрутизатори.

Използвайки маршрутизиращи протоколи, маршрутизаторите правят карта на мрежовите връзки. Въз основа на тези рамки за всеки мрежов възел се взема решение кой следващ рутер да предава пакета, изпратен до тази мрежа, за да бъде маршрутът рационален. Резултатите от тези решения се въвеждат в таблицата за маршрутизиране. Когато променяте конфигурацията на комбинирана мрежа, някои записи в таблицата стават невалидни, в който случай пакетите могат да се повредят и да се изгубят. Колко бързо маршрутизиращият протокол привежда съдържанието на таблицата в реално състояние на комбинираната мрежа зависи от нейното качество на работа.

Протоколите за маршрутизиране могат да бъдат изградени въз основа на различни алгоритми. Особеността на примерите, обсъдени по-горе, е, че всеки рутер е отговорен за избора на само една стъпка от маршрута, а крайният маршрут се състои от работата на всички маршрутизатори, през които преминава този пакет. Този алгоритъм на маршрутизиране се нарича едноетапен. В случай на многоетапен подход, маршрутизирането се извършва от източника ( източник маршрутизация). Когато се използва този подход, възелът на източника определя в пакета, изпратен до комбинираната мрежа, пълния маршрут през всички междинни маршрутизатори. В този случай няма нужда да се изграждат и анализират таблици за маршрутизиране, което ускорява преминаването на пакета през комбинираната мрежа, разтоварва маршрутизаторите, но същевременно тежък товар пада върху крайните възли. Посоченият по-горе многоетапен подход в множество мрежи е много по-рядко срещан в сравнение с маршрутите с едно стъпало. Всички алгоритми за едноетапно маршрутизиране са разделени на 3 класа:

1. алгоритми на неподвижно (статично) маршрутизиране;

2. прости маршрутизиращи алгоритми;

3. алгоритми за адаптивно (динамично) маршрутизиране.

В алгоритмите за фиксирано маршрутизиране всички вписвания в таблицата за маршрутизация са статични. Самият мрежови администратор решава кои маршрутизатори трябва да прехвърлят пакети с един или друг целеви адрес и с помощта на помощната програма за маршрути (за UNIX-подобни мрежови операционни системи и Windows) въведете ръчно съответните записи в таблицата за маршрутизиране. Таблицата като правило се създава по време на процеса на зареждане и остава непроменена, докато не бъде коригирана ръчно (причините за такава корекция могат да бъдат например провал на един мрежов маршрутизатор или когато функциите му трябва да бъдат присвоени на друг рутер). Разграничаване между единичен маршрут (за всеки целеви мрежов адрес, винаги е посочен един път) и таблици с много маршрути (за всяка дестинация могат да бъдат определени няколко пътища). В екстремни случаи трябва да въведете правило, за да изберете един от посочените маршрути. Най-често - един от начините е основният, а останалите - гръб. Замисленият алгоритъм на маршрутизация е приемлив в малки мрежи с проста топология (поради големия брой рутинни операции за мрежовия администратор). В простите алгоритми за маршрутизиране таблицата за маршрутизация или не се използва изобщо, или е изградена без участието на маршрутизиращи протоколи. Има 3 вида прости маршрути:

1. Случайно маршрутизиране (пристигащият пакет се изпраща в първия удар в произволна посока, различна от оригиналната);

2. Лавинно маршрутизиране (пакетите се излъчват във всички възможни посоки, с изключение на оригиналния (тук разглеждаме аналогията с мостове и превключватели на рамки в режим на самообучение на мостове и превключватели при липса на MAC адреса на целевия възел);

3. Маршрутиране от предишен опит (изборът на маршрут се извършва съгласно таблицата, но таблицата е изградена на принципа на мост или комутатор, като се анализират адресите на пакетите, които се появяват на входните портове);

Днес най-често срещаните са адаптивни (динамични) алгоритми за маршрутизация. Тези алгоритми осигуряват автоматично актуализиране на таблиците за маршрутизиране след промяна на конфигурацията на комбинираните мрежи. Протоколите, които се основават на адаптивни алгоритми, позволяват на всички маршрутизатори да събират цялата информация за топологията на комуникацията в комбинирана мрежа. Изпълнете бързо всички промени в конфигурацията на тези връзки. В таблиците за маршрутизиране за адаптивно маршрутизиране се предоставя информация за интервала от време, по време на който този маршрут ще бъде валиден, този път се нарича маршрут живот (TTL, Време за живот). Всички адаптивни маршрутизиращи протоколи трябва да отговарят на следните изисквания:

1. Трябва да гарантира рационалността на маршрута на пакета (тук не говорим за оптималността на маршрута)

2. Адаптивните алгоритми не трябва да изискват прекалено много изчисления и да генерират интензивен трафик на услуги.

3. Адаптивните алгоритми трябва да притежават свойството на конвергенция.

4. Винаги води до недвусмислен резултат в приемливо време.

Всички адаптивни протоколи, изградени върху алгоритми за адаптивна маршрутизираща обменна информация, са разделени на две групи: дистанционни векторни алгоритми   (Разстояние Vector Algorithms, DVA) и алгоритми за състоянието на връзките   (Link State Algorithms, LSA).

В DVA алгоритми, всеки маршрутизатор периодично излъчва в съставена мрежа вектор, компонентите на който са разстоянията от този маршрутизатор до всички известни на него мрежи. Тук разстоянието е броят на хмела. Същевременно е възможен и друг показател: той отчита заедно с броя на надеждите времето, през което пакетът преминава между мрежите. Когато получават вектори от съсед, маршрутизаторът увеличава разстоянието до мрежите, посочени във вектора, от разстоянието до този съсед. След получаване на вектор от съседен маршрутизатор всеки маршрутизатор добавя информация за други мрежи, за които знае, за които е научил директно (т.е. свързани към неговите портове) или от подобни съобщения от други маршрутизатори, и след това изпраща стойността на вектора по комбинираната мрежа. В крайна сметка всеки маршрутизатор научава информация за всички мрежи в комбинираната мрежа и разстоянията до съседни маршрутизатори. DVA алгоритмите работят добре само в малки композитни мрежи. Работата на маршрутизатора в съответствие с DVA прилича на работата на моста, тъй като такъв маршрутизатор няма точна топологична картина на цялата композитна мрежа. Най-често срещаният протокол от TCP / IP, чиято операция се основава на DVA, е RIP, който работи заедно с IP протокола, като го използва като транспорт.

Алгоритмичният алгоритъм на връзката (LSA) осигурява на всеки рутер информация, която е достатъчна, за да се изгради точна графика на връзката на комбинираната мрежа. В същото време всички маршрутизатори работят на принципа на идентични графики. Това прави процеса на маршрутизация по-устойчив на промените в конфигурацията. Върховете на графиката са както рутери, така и мрежите, към които се присъединяват. Информацията, разпространявана в мрежа (комбинирана мрежа) се състои от описание на типа на връзките: рутер-рутер, рутер-мрежа. За да разбере състоянието на комуникационните линии, свързани с неговите пристанища, маршрутизаторът периодично обменя кратки пакети ("HELLO") с най-близките си съседи. Несъмнено тези пакети са трафик на услуги, запушват комбинираната мрежа, но не и в същата степен като RIP пакетите, тъй като HELLO пакетите имат много по-малък обем. Пример за протокол за маршрутизиране на TCP / IP, който разчита на използването на алгоритъм за състояние на връзката (LSA) е OSPF

Видове компютърни мрежи
Мрежа - връзка между два или повече компютъра, позволяваща им да споделят ресурси. Тук ресурсите се разбират като файлове, съхранени на компютър или свързани с него устройства.

Стандартизация в компютърни мрежи
   Същността на мрежата е свързването на различни съоръжения. В тази ситуация въпросите за съвместимостта на това оборудване са най-важните. Списъкът на тези въпроси включва:

Топологии на мрежата
   Физическата топология на компютърната мрежа се разбира като конфигурация на свързващите устройства в мрежата и свързаните възли. Компютри (понякога друго оборудване като концентрат

Мрежови протоколи физически и слой връзка OSI
   Светът на мрежите дължи успеха си на разработването на стандарти, и по-специално стандартите, разработени от Международния институт за електроенергия и технологии IEEE (Институт по електротехника

Стандарт IEEE 802.3 и Ethernet мрежа
   Стандартът IEEE 802.3 се прилага в толкова различни варианти, че е въведена система за означаване, за да се разграничи - името на стандартната спецификация се състои от 3 части: 1. Номерът

Стандарт 10BASE5
   ..................................... Мрежовият възел (работна станция / сървър) е свързан към дебелия коаксиален RJ-11 / RJ-8, използвайки приемо-предавател. Приемникът се инсталира директно.

Стандарт 10Base2
   Този стандарт използва като предавателна среда коаксиален кабел с диаметър на централния меден проводник 0.89 mm и външен диаметър 5 mm (0.5 инчов "тънък" Ethernet).

Стандартен 10BaseT
   Мрежите 10BaseT използват две неекранирани усукани двойки като предавателна среда. Неекраниран усукана двойка, UTP, многополюсен усукан кабел на базата на усукана двойка мед, за разлика от

Физическият слой на пръстена на тока
   Стандартът на Token Ring на IBM осигурява мрежово свързване в мрежа, използваща концентратори, наречени MAU (Multistation Access Unit), т.е. устройства с множествен достъп. Като цяло

Физическият слой на технологията Fast Ethernet.
   Всички разлики между технологията Fast Ethernet и Ethernet са фокусирани върху физическия слой. Подложките на моделите OSI на MAC и LLC останаха непроменени. Физическият слой на технологията Fast Ethernet използва 4

Изграждане на сегменти за бърз Ethernet с помощта на ретранслатори
   Устройството DTE (Data Terminal Equipment) може да бъде всеки източник на данни за мрежата: мрежова карта на мрежовия възел (DTE устройство), порт на моста, след това

Технология 100VG-AnyLan
Рамките за данни се предават едновременно по UTP Cat3 кабели, освен това във всяка двойка от 25 Mbit / s (в размер 4x25 = 100 Mbit / s). За разлика от Fast Ethernet, в тези мрежи няма сблъсъци.

Високоскоростна Gigabit Ethernet технология
   Основната идея на стандарта е да се постигне максимално запазване на идеята за класическата Ethernet технология, когато скоростта на предаване достигне 1000 Mb / s, поради което всички технологии се запазват в тази технология.

Характеристики на метода за достъп FDDI
   За да предава синхронни кадри, станцията винаги има правото да заснеме токена, когато пристигне. В същото време, времето на задържане на маркера има предварително определена фиксирана стойност. ако

FDDI грешка толерантност.
   За да се приложи толерантността към грешки, се създават 2 оптични пръстена: първични и вторични. Ако мрежовият възел е свързан едновременно към два позвънявания, то това се нарича двойно n

Принципи на маршрутизиране
   Както бе отбелязано по-горе, основната задача на мрежовия слой е маршрутизирането - прехвърлянето на пакети информация между два крайни възли на комбинирана мрежа. Помислете за принципите на маршрутите

Ниво на интерфейса
   На долното ниво маршрутизаторът, свързан с възли на комбинирана мрежа, осигурява физически интерфейс с предавателната среда. Координация на нивата на електрически сигнали, оборудване с определен тип p

Ниво на мрежов протокол
   Мрежовият протокол извлича съдържанието на своя хедър от пакета (заглавката на мрежовия слой) и анализира съдържанието на своите полета. Неговата контролна сума се проверява и ако опаковката пристигне повредена, тогава

III. Ниво на взаимодействие
   ... С помощта на специални пакети протоколът SCNP докладва за невъзможността за доставка на пакет, за превишаване на TTL или за продължителността на сглобяването от пакетите. Протоколът SCNP използва IP като транспорт

II. Основно (транспортно) ниво
   На ниво мрежа няма установени логически връзки и следователно няма гаранция, че всички пакети ще бъдат доставени до местоназначението. Задачата за предоставяне на надеждна информация

I. Ниво на приложение
   Интегрира всички услуги, предоставяни от системата, до потребителски приложения. Приложният слой се изпълнява от софтуерни системи, изградени в архитектурата "клиент-сървър", базирана на

Мрежови интерфейси на ниво IV
   Идеологическата разлика между TCP / IP архитектурата и многостепенната организация на други стекове е тълкуването на функциите на най-ниското ниво - нивото на мрежовите интерфейси. TCP / IP мрежата трябва да има

Съединителен механизъм и мултиплексиране на връзките
За да установите връзка между два процеса на различни компютри в мрежата, трябва да знаете не само IP адреса на мрежовия интерфейс на компютъра, но и номера на TCP порт (например,

Видове адреси на TCP / IP стека
   В TCP / IP стека се използват 3 вида адреси: • Местни (хардуерни, физически), IP адреси и символни имена на домейни. В контекста на TCP / IP локалното се отнася за този тип адрес.

Маршрутизиране на IP пакети без използване на маски.
   Предполагаме, че всички възли (хостове) на комбинираната мрежа имат IP адреси въз основа на класовете и не използват маски. FTP модулът (протокол) пакетира съобщението си

Маскирано адресиране
   Често sysadmins са неудобни поради липсата на мрежови адреси, които са им разпределени, за да структурират правилно мрежата на предприятието, например, да поставят всички

Структуриране на подмрежата с помощта на маски със същата дължина.
   Оставете за IP клас клас "B" 129.44.0.0 sysadmin избра маската 255.255.192.0. След като изпрати IP адреса на мрежата в двоична форма и презапише мрежовия адрес, се интерпретира броят на двоичните цифри

Маски с променлива дължина
   Процедурата за намиране на маршрут с маски с променлива дължина е подобна на процедурата при използване на маски със същата дължина. Характеристиките на маски с променлива дължина се определят, когато

Същността на технологията CIDR
   На всеки доставчик на интернет трябва да бъде определен постоянен обем (обхват) в IP адресното пространство. С този подход мрежовите адреси за всеки доставчик на услуги имат общ старшин

За целите на маршрутизирането качеството на комуникационния канал се определя от номер, наречен показател за разходите.Чрез добавяне на показателите за отделните сегменти от пътя се изчисляват общите разходи за маршрута. В най-простите системи всеки канал получава стойност 1 и в резултат броят на преходите става метрика на маршрута. Но всеки от горните критерии може да бъде показател за стойност.

Мрежовите експерти са работили дълго и усилено, за да гарантират, че определението на концепция, като например показателите за разходите, е възможно най-гъвкава и някои съвременни протоколи дори позволяват да се използват различни показатели за различните видове мрежов трафик. Въпреки това, в 99% от случаите всичко това може да бъде игнорирано. За повечето системи стандартните показатели са добре.

Има ситуации, при които най-краткият физически маршрут към адресата не трябва да се избира по подразбиране поради административни причини. В такива случаи е възможно изкуствено да се надуят показателите на критичните канали. Оставете останалата част от работата на демоните.

Вътрешни и външни протоколи

Автономна система -това е група от мрежи, които са под административен или политически контрол на едно юридическо лице. Подобна дефиниция е доста флуидна. Реални автономни системи могат да бъдат глобални корпоративни мрежи или мрежа от университети или дори отделни факултети. Всичко зависи от това как се прави маршрута. Сега има тенденция към разширяване на автономните системи. Това опростява администрирането и увеличава ефективността на маршрутизацията.

Маршрутизацията в рамките на автономна система е различна от маршрутизирането между такива системи. Протоколите от втория тип (външни или външни протоколи) трябва да управляват множество маршрути до различни мрежи и да отчитат факта, че съседните маршрутизатори са под контрола на други хора. Външните протоколи не разкриват топологията на автономна система, поради което в известен смисъл те могат да се разглеждат като второ ниво на маршрутизация, на което са свързани групи от мрежи, а не отделни компютри или кабели.

На практика малките и средните организации рядко се нуждаят от външен протокол, освен ако не са свързани едновременно с няколко доставчици. Ако има няколко доставчици, традиционното разделяне в локалния домейн и домейна на интернет е нарушено, защото маршрутизаторите трябва да определят кой маршрут в Интернет е най-подходящ за конкретен адрес. (Това не означава, че всеки маршрутизатор трябва да знае цялата необходима информация. Повечето от възлите могат да препращат своите пакети към вътрешния портал, съхранявайки необходимата информация.)

Тъй като външните протоколи не се различават много от вътрешните си колеги, в тази глава ще се съсредоточим върху вътрешните протоколи и демоните, които ги подкрепят. Ако сайтът ви поддържа външен протокол, направете справка с препоръките, посочени в края на раздела.

15.3. Основни протоколи за маршрутизиране

В този раздел ще се запознаем с основните вътрешни протоколи за маршрутизиране и ще научим техните предимства и недостатъци.

RIP и RIPng протоколи

RIP (Протокол за маршрутизиране на информация - Протокол за маршрутизиране на информация) е стар протокол на Xerox, адаптиран за IP мрежи. Нейната IP версия е описана около 1988 в RFC1058. Има три версии на този протокол: RIPv1, RIPv2 и RIPng само за IPv6 протокол (ng (следващо поколение) означава

"Следващото поколение").

Всички версии на този протокол са прости протоколи за отдалечени вектори, в които стойността на разходите е броят на преходите. Тъй като RIP е разработен по времето, когато отделните компютри са били скъпи и мрежите са малки, във версията RIPv1 се приема, че всички възли, които са петнадесет или повече преходи, не са налични. В по-късни версии това ограничение не бе премахнато, за да се насърчат сложните мрежови администратори да преминат към по-сложни протоколи за маршрутизиране.

Информацията за адресиране без класове, известна като CIDR, е дадена в раздел 14.4.

RIPv2 е подобрена версия на RIP, в която мрежовата маска се предава заедно със следващия адрес на хоп. Това опростява управлението на мрежите с подмрежи и използването на CIDR в сравнение с RIPv1. Той също така направи неясен опит за повишаване на сигурността на RIP протокола.

RIPv2 може да се изпълнява в режим на съвместимост. Това ни позволява да запазим по-голямата част от новата си функционалност, без да изоставяме получателите, използвайки обикновен RIP. В много аспекти, RIPv2 е идентичен с оригиналния протокол и трябва да бъде предпочитан.

Подробностите за IPv6 са дадени в раздел 14.2.

RIPng е преформулиране на ПРП по отношение на IPv6. Той може да се използва само под протокола IPv6, докато RIPv2 е само в IPv4 протокола. Ако искате да използвате протокола IPv4 и протокола IPv6 заедно с протокола RIP, тогава RIP и RIPng трябва да бъдат изпълнени като отделни протоколи.

Въпреки че RIP е известно с разточителното използване на излъчвания режим, той е много ефективен при чести мрежови промени, както и в случаите, когато топологията на отдалечени мрежи е неизвестна. Въпреки това, след отказ на канал, той може да забави стабилизирането на системата.

Първоначално изследователите са убедени, че появата на по-сложни протоколи за маршрутизация, като OSPF, би направила протокола на RIP остарял. Въпреки това протоколът RIP продължава да се използва, защото е прост, лесен за изпълнение и не изисква сложна конфигурация. По този начин слуховете за смъртта на протокола от ПРП бяха твърде преувеличени.

RIP се използва широко на платформи, които не използват операционната система UNIX. Много устройства, включително мрежови принтери и мрежови контролирани SNMP компоненти, могат да получават RIP съобщения, когато научат за възможни мрежови шлюзове. Освен това, в почти всички версии на UNIX и Linux, RIP клиента съществува в една или друга форма. По този начин RIP се счита за "най-ниския общ знаменател" на протоколите за маршрутизиране. По принцип се използва за маршрутизиране в локалната мрежа, докато глобалното маршрутизиране се извършва от по-мощни протоколи.

Някои сайтове пускат пасивни демони RIP (обикновено маршрутирани или извлечени от пакета Quagga), които чакат промени в мрежата, не излъчват собствена информация. Реалните изчисления на маршрута се извършват чрез по-ефективни протоколи като OSPF (вижте следващия раздел). РИП се използва само като механизъм за разпространение.

OSPF протокол

Най-краткият път First Open (OSPF) е протокол с отворен код за откриване на най-кратките пътища на първо място. Той е най-популярният топологичен протокол. Терминът "откриване на най-кратки пътища" (първо най-кратък път) означава специален математически алгоритъм, чрез който се изчисляват маршрутите; терминът "отворен" (отворен) е синоним на думата "непатентован". Основната версия на протокола OSPF (версия 2) е дефинирана в RFC2328, а подобрената версия на протокола OSPF, която поддържа протокола IPv6 (версия 3), е дефинирана в RFC5340. Първата версия на протокола OSPF е остаряла и не се използва сега.

OSPF е протокол на ниво индустрия, който функционира ефективно в големи мрежи със сложна топология. В сравнение с RIP, той има няколко предимства, включително възможността за управление на няколко маршрута, водещи до една и съща дестинация, и способността да разделяте мрежата на сегменти ("области"), които единствено споделят данни за маршрутизиране на високо ниво. Самият протокол е много сложен, така че има смисъл да се използва само в големи системи, където ефективността на маршрутизацията е важна. За да използвате ефективно протокола OSPF, е необходимо вашата схема за адресиране да бъде йерархична.

Спецификацията на протокола OSPF не налага специфичен показател за разходите. Прилагането по подразбиране на този протокол от Cisco като показател е трафик на мрежата.

Протокол EIGRP

EIGRP (Enhanced Internal Gateway Routing Protocol) е патентован протокол, използван само от маршрутизатори на Cisco. IGRP е разработен, за да елиминира някои от недостатъците на протокола RIP още през дните, когато няма такъв надежден стандарт като OSPF. IGRP бе отхвърлен в полза на протокола EIGRP, който позволява произволни маски на мрежата CIDR. Протоколите IGRP и EIGPR са конфигурирани еднакви, въпреки различията в организацията им.

EIGRP поддържа IPv6, но, както всички други протоколи за маршрутизиране, адресите на IPv6 и IPv4 са конфигурирани отделно и съществуват като паралелни маршрутизиращи домейни.

EIGRP е векторно отдалечен, но е създаден, за да избегне проблеми със затягането и бавно стабилизиране, присъщи на други протоколи от този клас. В този смисъл EIGRP се счита за пример. За повечето приложения протоколите EIGRP и OSPF осигуряват еднаква функционалност.

IS-IS: протокол за маршрутизиране между междинни системи

Протоколът IS-IS (междинен домейн за междинна система за междинна система за маршрутизиране Pro tocol) е отговор на протокола OSPF от организацията на ISO. Първоначално е предназначен за маршрутизация по протоколите на OSI мрежата, но по-късно е разширен, за да поддържа IP маршрутизация.

И двата протокола, IS-IS и OSPF, бяха създадени в началото на 90-те години на миналия век, когато протоколите за организацията на ISO бяха съзнателно държани в тайна. Благодарение на усилията на организацията на IETF, IS-IS придобива вид на законност, но с течение на времето тя става все по-ниска популярност на протокола OSPF и рядко се използва днес. Понастоящем поради многобройните ненужни функционалности, определени от организацията ISO, е по-добре да се избегне това.

Протоколите за ПРСР и НПР

Протоколът RDP (Router Discovery Protocol) използва ICMP съобщения, изпратени до адреса на IP групата 224.0.0.1, за да разпространява информация за други маршрутизатори в мрежата. За съжаление не всички рутери понастоящем изпращат такива съобщения, а не всички компютри могат да ги получат. Надяваме се някой ден този протокол да стане по-популярен.

Информация за протокола ARP е дадена в раздел 14.6.

Nvp (Neighbor Discovery Protocol), базиран на IPv6, съчетава функционалността на протоколите RDP и ARP (Address Resolution Protocol), които се използват за картографиране на IPv4 адреси на адреси на хардуерни устройства в локални мрежи. Тъй като този протокол е основният компонент на протокола IPv6, той се използва там, където се използва IPv6, а протоколите за маршрутизиране в протокола IPv6 се основават на него.

BGP протокол

BGP (Border Gateway Protocol) е външен маршрутизиращ протокол, т.е. той управлява трафика между автономни системи, а не между отделните мрежи. Имаше няколко популярни външни маршрута протоколи, но BGP оцеляха всички тях.

В момента BGP е стандартният протокол, използван за маршрутизиране на багажника в Интернет. В средата на 2010 г. таблицата за интернет маршрутизация съдържа около 320 хиляди представки. Очевидно това е мащабът, при който маршрутизацията на багажника е значително по-различна от местната.

15.4. Избиране на стратегия за маршрутизиране

Има четири нива на трудност, които характеризират процеса на управление на маршрута в мрежата:

липса на маршрут сам по себе си;

само статично маршрутизиране;

преобладаващо статично маршрутизиране, но клиентите приемат актуализации по RIP;

динамично маршрутизиране

Общата топология на мрежата значително влияе върху маршрутизацията на всеки конкретен сегмент. Различните мрежи може да изискват напълно различни нива на поддръжка на маршрутизацията. При избора на стратегия трябва да се ръководят от следните правила на палеца.

Автономната мрежа не се нуждае от маршрутизация.

Ако има само един достъп до външния свят от мрежата, клиентите на мрежата (без шлюзови възли) трябва да имат стандартен статичен маршрут към този шлюз. Не е необходима друга конфигурация освен в самия шлюз.

Можете да посочите изрично статичен маршрут към портата, водещ до малка група мрежи и стандартен маршрут към портата, водещ към външния свят. Обаче динамичното маршрутизиране е за предпочитане, ако е възможно да се достигнат различни маршрути до желаната мрежа.

Ако мрежите пресичат държавни или административни граници, трябва да се използва динамично маршрутизиране, дори когато сложността на мрежата не го изисква.

РИП работи добре и се използва широко. Не го отказвайте просто защото има репутация, че е остарял протокол.

Проблемът при RIP е, че не може да бъде мащабиран до безкрайност. Разширяването на мрежата рано или късно ще доведе до изоставянето му.   Поради това RIP се счита за междинен протокол с тесен обхват. Тази област е ограничена, от една страна, от мрежи, които са прекалено прости, за да използват всеки протокол за маршрутизиране в тях, а от друга - от мрежи, които са твърде сложни за RIP. Ако възнамерявате да разширите мрежата си, би било препоръчително да пренебрегвате изцяло протокола RIP.

Дори ако RIP не съответства на вашата стратегия за глобално маршрутизиране, тя остава добър начин за разпространение на маршрути до крайни възли. Не трябва обаче да се използва ненужно: системите в мрежа, която има само един шлюз, никога не изискват динамични актуализации.

EIGRP и OSPF имат същата функционалност, но EIGRP е собственост на Cisco. Сиско прави отлични и оптимални по отношение на   Маршрутизатори с "ценово качество"; обаче, стандартизирането на протокола EIGRP ограничава вашите възможности за бъдещо разширяване.

Маршрутизаторите, свързани към интернет гръбнака, трябва да използват протокола BGP. Обикновено повечето маршрутизатори имат само един вход и затова е достатъчно за тях да определят прост статичен стандартен маршрут.

За организация със среден размер с относително стабилна локална структура, където има достъп до друга мрежа, е подходяща комбинация от статично и динамично маршрутизиране. LAN маршрутизаторите, които не са портали към външни мрежи, могат да използват статично маршрутизиране, насочвайки всички неизвестни пакети към стандартна машина, която може да комуникира с външния свят и да извършва динамично маршрутизиране.

Всички маршрутизационни методи, използвани в маршрутизаторите, могат да бъдат разделени на две групи (фиг.118):

1) статични (фиксирани) маршрутизиращи методи;

2) методи за динамично (адаптивно) маршрутизиране.

Статичното маршрутизиране означава, че пакетите се предават по определен път, определен от от администратор   и не се променя за дълго време.

Статичното маршрутизиране се използва в малки, малко променящи се мрежи. Предимствата му са следните:

Изисквания за нисък рутер;

Повишена сигурност на мрежата.

Недостатъците на статичното маршрутизиране, значително ограничаващи употребата му, са следните:

Висока интензивност на труда (мрежовите администратори трябва ръчно да задават и променят маршрути);

Бавно адаптиране към промени в топологията на мрежата.

Динамично маршрутизиране - разпределено маршрутизиране, което ви позволява автоматично да променяте маршрута на пакетите в случай на откази или претоварване на комуникационните канали.

За автоматична конструкция и модификация на маршрутни таблици се използват протоколи (фиг.19):

Вътрешно маршрутизиране - IGP (Протокол за вътрешен портал), като RIP, OSPF, IS-IS, ES-IS;

Външно маршрутизиране - EGP (протокол за външен шлюз), например протокол за граничен портал (BGP), използван в Интернет.

Използвайки вътрешни протоколи за маршрутизиране, таблиците за маршрутизация се изграждат в така наречената автономна система (автономна система), която е съвкупност от мрежи с една административна подчинение (Фигура 120).

Фиг. 119

За обмен на информация за маршрутиране между автономни системи, най-често използваният външен маршрутизиращ протокол е EGP, предназначен за интернет. Този протокол е наречен така, защото външният маршрутизатор обикновено се намира на периферията на автономната система. Неговата задача е да събира информация за наличието на всички мрежи на дадена автономна система и след това да предава тази информация на външни рутери на други автономни системи.

Като се има предвид опитът от използването на EGP протокола, BGP протоколът е разработен въз основа на използването на надежден транспортен протокол TCP, който в сравнение с EGP:

Фиг. 120

Осигурява по-бързо стабилизиране на оптималните маршрути;

По-малко информация за услугата за зареждане на мрежата, по-специално поради прехвърлянето, когато мрежата променя информация, свързана само с тази промяна.

Протоколите за маршрутизация контролират динамичния обмен на информация за маршрути между всички маршрутизатори в дадена мрежа, се изпълняват програмно в рутер, създавайки маршрутни таблици, които отразяват организацията на цялата мрежа.

Протоколите за вътрешно маршрутизиране (Фигура 121), като правило, се основават на алгоритми за обмен:

Таблици "векторна дължина" - DVA (диференциален векторен алгоритъм) - протоколи от типа "вектор на разстоянието";

Информация за състоянието на каналите - LSA (Link-State Algorithm) - протоколи като "състояние на връзката".

DVA е алгоритъм за обмен на информация за наличните мрежи и разстояния до тях чрез периодично изпращане на рутерни излъчващи пакети. Един от най-ранните протоколи RIP (Routing Logistics Protocol), който първоначално беше широко използван в Интернет, е тип DVA протокол. Тези протоколи се характеризират с факта, че периодично (дори и да няма промени в мрежата) те изпращат пакети за излъчване с таблици за маршрутизиране, които, преминаващи през маршрутизатори, обновяват таблиците за маршрутизиране.

Фиг. 121

Във всеки ред на таблицата на маршрута са посочени:

Мрежовият адрес на мрежата;

Адресът на маршрутизатора, през който трябва да се изпращат пакети в тази мрежа;

Разстояние до мрежата.

Когато маршрутизаторът се инициализира, в таблицата за маршрутизация се записват следните данни:

Адреси на съседни мрежи;

Адреси на съседни маршрутизатори, с които този маршрутизатор е директно свързан;

Разстоянието до съседни маршрутизатори е 0 или 1, в зависимост от изпълнението.

На всеки 30 секунди маршрутизаторът предава излъчван пакет, съдържащ двойки (V, D), където V е адресът на наличната мрежа, наречен вектор, и D е разстоянието до тази мрежа, наречено векторна дължина.

В показателя RIP дължината на вектора се измерва с броя на транзитните маршрутизатори (в хмел) между този маршрутизатор и съответната мрежа. Въз основа на получените таблици "дължина на вектор" маршрутизаторът прави допълнения и промени в таблицата за маршрутизиране, определяйки пътищата на минималната дължина за всички налични мрежи.

Тъй като комуникационните канали могат да имат различен капацитет, при някои изпълнения на RIP дължината на вектора се умножава по коефициент за претегляне, в зависимост от скоростта на данните на CS.

Основното предимство на RIP и други протоколи като DV A е лекотата на изпълнение.

Недостатъци на RIP:

1) бавно стабилизиране на оптималните маршрути;

Периодични предавания на излъчвани пакети, съдържащи таблици с дължина на вектора - пакетите се предават, дори и да няма промени в мрежата;

Голям обем от тези таблици, който е пропорционален на броя на подмрежите, включени в мрежата.

Препоръчително е да се използват дистанционни векторни протоколи в малки и сравнително стабилни мрежи. В големи мрежи, периодично изпращаните пакети за излъчване предизвикват претоварване на мрежата и намалена честотна лента.

LSA - обмен на информация за състоянието на алгоритмите за канал, наричан още алгоритми краткия път Първо SPF (краткия път Първи), на базата на динамичен изграждане на рутери мрежа карта топология, като събира информация за всички обединяване на техните комуникационни канали. За да направите това, маршрутизаторът периодично тества състоянието на каналите със съседни маршрутизатори, като маркира всеки канал като "активен" или "неактивен". На практика, за да се намалят твърде честите промени на тези две състояния се отнася правилото: "канал се смята за" активна "толкова дълго, колкото значителен процент от тестовете не даде отрицателен резултат, и" неактивен "- толкова дълго, колкото значителен процент от тестовете няма да даде положителен резултат."

Когато състоянието на каналите на рутера веднага разпространява съответната информация чрез мрежата на всички други рутери, които е получил съобщение, да актуализирате мрежова карта и преизчисляване най-кратките пътища към всички дестинация.

Предимства на LSA алгоритмите:

1) гарантирано и по-бързо стабилизиране на оптималните маршрути, отколкото в алгоритмите DVA;

2) лекота на отстраняване на грешки и по-малко количество предавана информация, независимо от общия брой подмрежи в мрежата.

Протоколи като LSA се използват в големи или бързо развиващи се мрежи. Те включват протоколи като Open Shortest Path First (OSPF) и System to Internet System (IS-IS).

Най-често срещаното въвеждане на алгоритъма за LSA е OSPF - отворен стандарт, предназначен за използване в интернет маршрутизатори и широко използван в други мрежи (NetWare, SNA, XNS, DECNet).

С всички предимства на LSA алгоритмите, OSPF осигурява следните допълнителни функции.

1. Маршрутизиране на пакети съобразно поръчания тип услуга. Мрежовият администратор може да присвоява различни стойности на разходите към шлюзовете въз основа на тяхната производителност, латентност или текущи разходи. Маршрутът избира пътя на пакета в резултат на анализа не само на адреса на получателя, но и на типа поле за обслужване в заглавката.

2. Унифицирано разпределение на товара между алтернативни пътища със същата цена (за разлика от протокола RIP, който изчислява само един път към всяка точка на местоназначение).

3. Маршрутизиране на пакетите в зависимост от класа на услугата. Администраторът на мрежата може да създава множество опашки с различни приоритети. Пакетът се поставя в опашката за изпращане въз основа на резултатите от анализа на типа протокол. За пакети, чувствителни към закъснения, се разпределя опашка с по-висок приоритет.

4. Маршрути за автентификация. Липсата на тази функция, например в протокола RIP, може да доведе до прихващане на пакети от нападател, който ще предава таблици с дължина на вектора с определена дължина на дължината на пътя от компютъра до всички подмрежи.

5. Създаване на виртуален канал между маршрутизатори, свързани не директно, а чрез транзитна мрежа.

В модела OSI, базиран на алгоритъма LSA, се определят протоколите за маршрутизиране на мрежовия слой:

  "End System - Transit System", ES-IS (End System-to-Intermedia System);

  "транзитна система - транзитна система", IS-IS ( Междинна медийна система към Интернет   System).

Протоколи като LSA, за разлика от DVA, изпращат информация само за маршрути, за да покажат промени в мрежовите си връзки.

Друга разлика е изборът на канал за предаване от няколко възможни, като се вземе предвид един от дефинираните от потребителя параметри на маршрутизация:

Скорост на забавяне или данни;

Широчина или ефективност;

Надеждност.

Предимства на маршрутизаторите в сравнение с мостовете:

Висока сигурност на данните;

Висока надеждност на мрежите поради алтернативни пътища;

Ефективно разпределение на натоварването по комуникационните канали чрез избиране на най-добрите маршрути за предаване на данни;

По-голяма гъвкавост, благодарение на избора на маршрут в съответствие с показателя, като се вземат предвид неговата цена, пропускателната способност на комуникационните канали и т.н .;

Гарантирана защита от "излъчваната буря";

Възможност за комбиниране на мрежи с различни дължини на опаковките.

Недостатъци на маршрутизатора:

Привеждане на относително голямо забавяне в предаването на пакети;

По-сложни за инсталиране и конфигуриране от мостове;

Когато премествате компютър от една подмрежа в друга, трябва да промените мрежовия адрес;

По-скъпи от мостовете, тъй като те изискват по-мощни процесори, повече RAM, по-скъп софтуер, чиято цена зависи от броя на поддържаните протоколи.

Характеристики на мостовете и маршрутизаторите представени в таблица 4.1.

Мрежите с протоколи, които нямат мрежов слой и съответно нямат мрежов адрес, не могат да използват маршрутизатори и са свързани чрез мостове или комутатори. Има обаче маршрутизатори, които могат едновременно да действат като мостове и се наричат ​​мостове / маршрутизатори (мост / рутер или понякога фронтър).

4.2.4 Превключватели

Функционалният превключвател заема междинна позиция между моста и маршрутизатора, а когато комбинира локални мрежови сегменти, той работи на ниво 2-ри канал, т.е. превключва данни въз основа на анализ на MAC адреси.

Ефективността на превключвателите е много по-висока от мостовете и достига няколко милиона кадъра в секунда.

Каноничната структура на превключвателя е показана на Фиг.122, където КМ е превключващата матрица; PP - портови процесори с буферна памет за съхранение на кадри.

За разлика от моста в превключвателя, всеки порт има собствен процесор, докато всички пристанища на моста се управляват от един процесор. Превключвателят установява един път за всички кадри от едно и също съобщение, които имат един адрес на цел и образуват т.нар. "Burst", докато в маршрутизатора за всеки пакет е определен неговият най-добър път. Прехвърлянето на рамки от входните буфери на различни портове към изходните буфери на превключвателя може да се осъществи паралелно и независимо един от друг. Тези функции за превключване причиняват по-ниски закъснения при прехвърлянето на данни в сравнение с маршрутизаторите.

Матрицата на превключвателя предава рамки от входните буфери към изхода въз основа на превключващата таблица. Цялостният контрол на превключвателя и превключващата матрица се осъществява от системния модул, който също поддържа обща адресна таблица.

Фиг. 122

Превключвателите могат да изпълняват един от двата метода на превключване:

При буфериране на пълен кадър, когато анализът на заглавката на входящата рамка започва само след като рамката е била напълно приета във входния буфер;

  On-the-fly, когато анализът на заглавката на входящия кадър започва веднага след като заглавният ред на рамката е приет във входния буфер, без да се чака пълното приемане на цялата рамка, което прави възможно по-нататъшното намаляване на забавянето на рамката в превключвателя.

LAN комутаторите могат да работят в един от двата режима:

Половин дуплекс, когато мрежовият сегмент на коаксиален кабел или концентратор с работните станции, свързани към него, е свързан към порта на превключвателя (Фигура 123, а);

Двустранен печат, когато към всеки превключвател е свързана само една работна станция (Фигура 123, b).

Свързването за превключване на портове за една работна станция (а не сегменти) се нарича microsegmentation.

Фиг. 123

Преминаването към режим на дуплекс изисква промяна на логиката на MAC възлите и драйверите на мрежовия адаптер (не коригирайте сблъсъците на Ethernet LAN, не изчакайте токена в Token Ring и FDDI).

Превключванията към превключвателя могат да поддържат режим на пълно дуплекс.

По време на работата на комутатора може да възникне ситуация, когато рамки пристигат на същия изходен порт на превключвателя от няколко входни порта с общ интензитет над пределната стойност за тази LAN технология, например за Ethernet LAN с честотна лента 10 Mbps - 14880 кадъра в секунда , Това води до претоварване и загуба на рамки поради преливане на изходния буфер на съответния порт.

За да се премахнат такива ситуации, е необходим механизъм за контрол на потока на рамката.

За LAN Ethernet и Fast Ethernet през 1997 г. прие стандартен IEEE 802.3x за управление на потока в двустранен режим, като предостави две команди "Suspend transmission" и "Resume transmission", които се изпращат до съседния възел. За високоскоростните мрежи (Gigabit Ethernet и т.н.), за да се предотврати блокирането на всички комутатори в мрежата, се разработват по-фини механизми, които показват какво количество поток от кадри трябва да се намали, вместо да се преустанови до нула.

В режим на половин дуплекс превключвателят действа на крайния възел посредством механизми за достъп до средни стойности, а именно:

Методът на обратното налягане, който се състои в създаване на изкуствени сблъсъци в сегмент с използване на j-последователност;

Методът на агресивно поведение, когато превключващият порт намалява интервала между интервалите или паузата след сблъсък, което осигурява на превключвателя преференциален достъп до предавателната среда.

Типични варианти за техническото изпълнение на комутаторите, представени на ris.124.

Вариант 1. Въз основа на превключващата матрица (Фиг.124, а).

Фиг. 124

Предимства:

Максимална производителност;

Висока надеждност.

недостатъци:

Сложност и високи разходи;

Ограниченият брой пристанища, както и тяхното увеличение значително увеличава разходите.

Вариант 2. Въз основа на обща гума (Фиг.124, б).

Предимства:

простота;

Евтинията.

недостатъци:

Лошо изпълнение;

Ниска надеждност.

Опция 3. Въз основа на споделена памет с много входове (Фигура 124, с). Тази опция заема междинна позиция между опциите въз основа на превключващата матрица и на базата на обща шина.

В сравнение с мостовете комутаторите са по-интелигентни мрежови устройства и имат редица допълнителни функции.

1. Поддръжка на алгоритъма "spanning tree", който ви позволява автоматично да определите дървовидната конфигурация на връзките в мрежата, за да елиминирате цикъла и цикъла по маршрутите (затворени маршрути).

Алгоритъмът "Spanning Tree" се изпълнява на три етапа (Фигура 125):

Тя се определя автоматично (администратор, от когото е създадено дървото, ключ с долен MAC адрес на управляващото устройство) или корен превключвател (KKm);

За всеки ключ (Km) се дефинира корен порт, чрез който се намира най-краткият път към коренния превключвател;

За всеки сегмент () на мрежата е избран определен порт - порт, който осигурява най-късото разстояние от този сегмент към коренния комутатор.

2. Превод на протоколи за слоевете за връзка с данни.

Фиг. 125

Превключва протоколи за излъчване, използвайки същите алгоритми като излъчваните мостове.

3. Филтриране на рамката в съответствие с определени условия (например ограничават достъпа до някои мрежови услуги).

4. Приоритизиране на трафика, независимо от мрежовата технология, например чрез задаване на приоритет за превключване на портове или задаване на приоритет на рамки.

Свойствата на комутаторите, които позволяват локализирането, контролирането и управлението на данни чрез персонализирани филтри, ви позволяват да използвате комутатори за изграждане на виртуални локални мрежи (VLANs, VLAN).

4.2.5 Портал

Комплект софтуер и хардуер на Gateway, който свързва хетерогенни мрежи или мрежови устройства и позволява разрешаването на проблеми, свързани с разликата в протоколите и системите за адресиране.

Gateways превеждат различни мрежови протоколи и позволяват на различни мрежови устройства не само да се свързват, но и да работят като една мрежа. Примерите включват адаптери за пакети (PAD), конвертори на протоколи и устройства, свързващи мрежи Ethernet и X.25. В интернет порталът често се нарича шлюзов маршрутизатор.

Портите осигуряват още по-интелигентно и бавно обслужване от мостовете и маршрутизаторите и могат да работят на най-високите нива на OSI модела.