МАРШРУТИЗАТОР

Маршрутизатор (router) - многофункциональное устройство, предназначенное для ограничения широковещательного трафика посредством разбиения сети на сегменты, обеспечения защиты информации, управления и организации резервных путей между областями широковещания.

Маршрутизатор действует на сетевом уровне (третьем в модели OSI) и обладает следующими особенностями: 1. Учитывает специфику протоколов, используя маршрутную информацию сетевого уровня. 2. Может обмениваться с другими маршрутизаторами информацией для сбора данных о топологии и состоянии сети. На основе анализа информации выбирается наилучший путь для передачи пакета. 3. Определяет логические границы между группами сетевых сегментов.

Маршрутизаторы прозрачны для протоколов физического уровня и используются, как правило, для соединения разнородных сетей, каждая из которых может быть административно независимой. Маршрутизаторы отвечают за создание и поддержку для каждого протокола сетевого уровня маршрутных таблиц, которые могут быть статическими или динамическими. Кроме того, они идентифицируют протокол в заголовке каждого пакета, находят адрес получателя сетевого уровня и выбирают путь передачи данных, содержащийся в маршрутной таблице соответствующего протокола.

Достоинства маршрутизаторов:

o обеспечивают большую гибкость, чем мосты;

o выбирают наилучший путь передачи на основе адреса, скорости, стоимости, загрузки линии;

o используют альтернативные пути, равномерно распределяя нагрузку;

o создают защитный барьер между подсетями;

o защищают информацию с помощью фильтров пакетов;

o могут разбивать длинные сообщения на несколько коротких, позволяя соединять сети, в которых используются пакеты различной длины;

o облегчают поддержку больших интерсетей.

Недостатки маршрутизаторов:

o более сложны в установке и конфигурировании, чем мосты;

o при перемещении компьютера из одной подсети в другую требуется сменить его сетевой адрес.

Методы маршрутизации
Статическая маршрутизация

Статическая маршрутизация применяется в небольших, медленно изменяющихся сетях. Данные передаются по предопределенному пути и задерживаются, если путь блокирован.

Динамическая маршрутизация

Динамическая маршрутизация позволяет автоматически изменить маршрут при отказах или перегрузки конкретных линий. Для ав-томатического построения маршрутных таблиц используются различ-ные протоколы внутренней (RIP, OSPF, IS-IS, ES-IS) и внешней (EGP и BGP) маршрутизации.

Периферийная маршрутизация

Трафик в сети предприятия идет в основном между удаленным филиалом и центральным офисом. По этой причине достаточно иметь всего один канал для соединения удаленной локальной сети с центральной. Трафик между удаленными узлами можно пропускать через центральный маршрутизатор. Для реализации этой идеи 3Com предложила архитектуру периферийной маршрутизации. Периферийный маршрутизатор делегирует центральному все сложные функции по маршрутизации трафика, а сам должен принять простое решение: пересылать пакет по единственному каналу или нет. Тем самым исключается необходимость построения таблиц маршрутизации. Кроме того, сетевой администратор может управлять периферийным маршрутизатором с центральной консоли.

Архитектура маршрутизаторов
Однопроцессорная архитектура

Используется несколько сетевых интерфейсных модулей (СИМ), которые соединяются с единственным центральным процессором через общую шину. Центральный процессор выполняет все задачи обработки:

o фильтрацию и продвижение пакетов;

o необходимую модификацию заголовков пакетов;

o обновление таблиц маршрутизации и сетевых адресов;

o интерпретацию служебных управляющих пакетов;

o предоставление ответов на SNMP-запросы;

o формирование управляющих пакетов;

o иные специфические серверные услуги, позволяющие добиться улучшения характеристик безопасности и производительности сети.

Достоинства архитектуры:

o гибкость в конфигурировании устройств за счет использования нескольких СИМ;

o простота реализации.

Недостатки архитектуры:

o загруженность ЦП, особо ощущаемая при добавлении до-полнительных сетевых интерфейсов;

o вынужденное двойное прохождение по шине каждого пакета - от СИМ к ЦП и обратно, даже если он (пакет) предназначен тому же самому сетевому интерфейсу, с которого поступил;

o низкая надежность - сбой ЦП ведет к нарушению работоспособности всего маршрутизатора;

o невозможность реализации "горячего" восстановления.

Модифицированная однопроцессорная архитектура

В целом однопроцессорная архитектура сохранена, но в каждый СИМ включен специальный периферийный процессор (ПП), чтобы частично разгрузить ЦП. Периферийный процессор, как правило, представляет из себя разрядно-модульный или универсальный микропроцессор, фильтрую-щий и маршрутизирующий пакеты, предназначенные сетевому интерфейсу того же модуля, с которого получены. Достигаемая таким образом оптимизация производительности достаточно ограничена.

SMP-архитектура

Симметрично-многопроцессорная архитектура лишена недостатков, присущих первым двум архитектурам. В этом случае вычислительные мощности полностью распределяются между всеми СИМ. Каждый СИМ занимается всеми задачами, связанными с маршрутизацией. При этом все таблицы маршрутизации, другая необходимая информация, а также реализующее протоколы программное обеспечение скопированы на каждый процессорный модуль.

Когда процессорный модуль получает информацию о маршрутизации, он обновляет собственную таблицу, а затем распространяет обновления по всем другим процессорным модулям.

Достоинства архитектуры:

o возможность значительного расширения сети (за счет добавления СИМ) без заметного падения производительности;

o обработка всех пакетов локальными процессорами и передача по каналу связи только однажды;

o высокая надежность системы (поломка процессора ведет к выходу из строя только тех сегментов, которые с ним соединены);

o возможность "горячей" замены модуля.