Маршрутизаторы
Маршрутизаторы являются достаточно сложными устройствами. При их создании используются 3 основные архитектуры.
Однопроцессорная. Здесь на процессор возлагается весь комплекс задач, включающий:
фильтрацию и передачу пакетов;
модификацию заголовков пакетов;
обновление таблиц маршрутизации;
выделение служебных пакетов;
формирование управляющих пакетов;
работа с протоколом управления сетью SNMP (Simple Network Management Protocol) и т.д.
Однако даже мощные RISC-процессоры не справляются с обработкой при большой загрузке.
Расширенная однопроцессорная. В функциональной схеме маршрутизатора выделяют модули, ответственные за выполнение ряда задач (например, работа со служебными пакетами). Каждый такой функциональный модуль снабжается собственным процессором (периферийным).
Симметричная многопроцессорная архитектура. Здесь происходит равномерное распределение нагрузки на все процессорные модули. Каждый из модулей выполняет все задачи маршрутизации и имеет свою собственную копию таблицы маршрутизации. Это наиболее прогрессивная для маршрутизаторов архитектура.
IP-маршрутизаторы
IP (Internet Protocol) является в настоящее время наиболее распространенным (в сети Интернет). Протокол работает на сетевом уровне и именно на этом уровне принимается решение о маршрутизации.
Существует 2 подхода к выбору маршрута:
одношаговый подход;
маршрутизация от источника.
При одношаговой маршрутизациикаждый маршрутизатор принимает участие в выборе только одного шага передачи дейтаграммы. Поэтому в строке таблицы маршрутизации указывается не весь маршрут (к получателю), а только один IP-адрес следующего маршрутизатора. Для тех адресов, которые отсутствуют в таблице, используется адрес маршрутизатора по умолчанию.
Алгоритмы построения таблиц при одношаговой маршрутизации могут быть следующими:
фиксированная маршрутизация (таблица составляется «вручную» администратором);
случайная маршрутизация (пакет передается в любом случайном направлении кроме исходного);
лавинная маршрутизация (дейтаграмма передается во все направления, кроме исходного);
адаптивная маршрутизация (таблица маршрутизации периодически корректируется на основании сведений о сетевой топологии от других маршрутизаторов).
Протоколы адаптивной маршрутизации получили наибольшее распространение в IP-сетях. Это протоколы: RIP, OSPF, IS-IS, EGP, BGP и т.д.
При маршрутизации от источникавыбор маршрута производится конечным узлом или первым маршрутизатором на пути следования дейтаграммы. В IP-сетях этот метод не нашел распространения, зато широко применяется в ATM-сетях (например, протокол PNNI).
Пример записи в таблице маршрутизации (протокол RIP IP):
Номер сети получателя: 128.3.0.0
|
Следующий маршрутизатор в пути |
Количество переходов |
Таймер |
|
128.5.3.2 |
3 |
145 |
|
128.5.4.7 |
3 |
170 |
|
128.5.3.9 |
6 |
25 |
Здесь в качестве метрики маршрута используется количество переходов (hop count). Его называют также числом транзитных узлов (маршрутизаторов на пути к адресату). Таймер – это время, прошедшее с момента последнего обновления записи, Таймер сбрасывается при каждом обновлении.
Автономные системы
В
связи с ростом сети Интернет
производительность маршрутизаторов
значительно снизилась. Неимоверно
возрос объем трафика для поддержания
маршрутизации и выросли в объеме
маршрутные таблицы. В связи с этим
Интернет была разделена на ряд Автономных
систем (АС) (Autonomous System). Каждая такая
система представляет собой группу сетей
и маршрутизаторов, управляемую
уполномоченным. Это позволяет
маршрутизаторая внутри каждой АС
использовать различные протоколы
маршрутизации. Здесь используются
динамические протоколы маршрутизации,
определяемые как класс IGP-протоколов
(IGP – Interior Gateway Protocol – внутренний шлюзовой
протокол). К этому классу относятся
протоколы RIP, IS-IS и т.д.
Для взаимодействия маршрутизаторов, принадлежащих к разным АС, используется дополнительный протокол, называемый EGP (Exterior Gateway Protocol –внешний шлюзовой протокол).