Routerele sunt simple și complexe în același timp. Cu toate acestea, va fi util să vă familiarizați cu acestea, deoarece acestea oferă activitatea atât a rețelelor Internet cât și a celor corporative. În acest articol, descriem routerele în termeni generali și se referă la protocoalele de rețea specifice numai atunci când este necesar.
Routerul are două funcții principale: comutarea traficului și întreținerea mediului în care operează. Ambele funcții pot fi implementate pe același procesor, dar acest lucru nu este necesar. Deseori, comutarea de trafic este efectuată de un procesor de interfață separat sau de o rutină de manipulare a întreruperii kernel-ului, în timp ce procesul de întreținere pentru mediu rulează în fundal. Figura 1 prezintă componentele principale ale unui router cu integrare de servicii, adică QoS.
Stratul superior, nivelul de rutare, face parte din router conceput pentru întreținerea mediului. Router-ul efectuează o serie de aplicații și poate face parte din arhitectura rețelei sau poate fi configurat pentru comoditate de către administratorul de rețea. Aceste aplicații sau procese rulează la nivelul aplicației de rutare. Un astfel de proces este serviciul de nume de domeniu (DNS): stochează informațiile DNS pentru sistemele de service. Cu toate acestea, DNS nu este o parte obligatorie a arhitecturii de router IP, și nu toată lumea este de acord că router-ul ar trebui să ofere un astfel de serviciu. Serviciile de router standard sunt, de exemplu, cartografierea topologiei și ingineria traficului.
Protocoalele de rutare definesc topologia rețelei și stochează informații despre aceasta în tabela de rutare. Dacă routerul nu utilizează protocolul de rutare, atunci stochează rute statice sau utilizează un protocol separat pe fiecare interfață. De obicei, routerele funcționează cu același protocol de rutare.
O tabelă de rutare, denumită uneori o bază de date de rutare, este un set de rute utilizate de router la un moment dat. Linile de tabelă de rutare conțin cel puțin următoarele informații:
Protocoalele pentru lungimea vectorului sunt cele mai simple și cele mai comune tipuri de protocoale de rutare. În cea mai mare parte, protocoalele de astăzi de acest tip provin de la Xerox Routing Information Protocol (uneori sunt chiar numite de acest nume). Protocoalele din această clasă includ IP RIP, IPX RIP, protocolul de gestionare a tabelelor de rutare AppleTalk RTMP și protocolul de rutare internă Gateway Cisco.
O consecință a aplicării protocoalelor de acest tip este că modalitățile de a comunica și de a le răspunde prin Internet, în general, sunt diferite. În intraneturile corporative care nu utilizează o politică de rutare, aceste căi coincid de obicei.
Un router cu integrare de servicii trebuie să suporte Protocolul rezervării resurselor (RSVP). Routere de acest tip adaugă un protocol de resurse, un modul de control și o interfață la politica de coadă de comutare.
RSVP permite sistemelor să solicite servicii din rețea, cum ar fi lățimea de bandă garantată, rata maximă de pierdere sau latența previzibilă. Mesajele "căi" RSVP sunt trimise de expeditor și urmăresc calea de transfer de date, lăsând indicii pe routere. Acest proces permite routerelor să facă redundanță de-a lungul căii de transmisie, chiar și cu rute asimetrice. Resursele de rezervare primesc sursa urmând indicatorii din stânga și fac o rezervă de-a lungul drumului.
Pe routere, mesajele de rezervare sunt combinate atunci când se întorc la sursă. Ca o consecință, expeditorul - de exemplu, o stație de lucru în rețea - primește un mesaj de la cel mai apropiat router, mai degrabă decât de la fiecare sute sau chiar mii de potențiali cumpărători. Cu toate acestea, rezervarea este efectuată numai dacă există suficiente resurse pentru ao garanta. Această decizie este luată de modulul de control.
Consimțământul de rezervare duce la modificări în baza de date privind prioritățile și baza de date de rezervare. Politica prioritară, adică algoritmii care determină ordinea în care sunt difuzate mesajele, va fi discutată oarecum mai târziu.
Nivelul de comutare efectuează alte sarcini importante. Definirea topologiei rețelei și politica de priorități sunt doar sarcini auxiliare, sarcina principală de rutare fiind schimbarea traficului. Comutarea este procesul de primire a unui mesaj, selectarea unei rute adecvate pentru deplasarea în continuare și trimiterea acestuia pe acest traseu. Această operație este întreținută de patru procese diferite: driverul de intrare, procesul de selectare a traseului, coada de așteptare și driverul de ieșire.
Cu toată varietatea de caracteristici suplimentare, producătorii încearcă să facă această cale optimă în viteză. Calea de comutare este realizată la fel de rapidă cum este posibilă și fabricantul, deci este denumită de obicei o cale rapidă. Funcțiile mai puțin frecvent utilizate (sau suplimentare), cum ar fi fragmentarea mesajelor sau procesarea opțiunilor antetului IP, sunt delegate la secvențe de proces mai lent și mai complexe.
Desigur, întreaga procedură se aplică numai mesajelor reale (principalele protocoale de nivel de rețea au proceduri pentru calificarea mesajului). Dacă mesajul este prea mare pentru interfața de ieșire, routerul trebuie fie să-l fragmenteze, fie să îl arunce. Dacă pachetul conține sumele de control (DECnet IV și IPv6 nu, spre deosebire de majoritatea protocoalelor), apoi se verifică mai întâi suma de control. De fapt, toate arhitecturile au, de asemenea, un contor de noduri de tranzit: router-ul mărește cu unul și îl compară cu valoarea maximă admisă. Router-ul elimină mesajele nevalide și le notifică expeditorului.
Unele protocoale, cum ar fi IPv4, IPv6 și ISO IP, suporta câmpuri suplimentare: acestea permit router-ului pentru a înregistra mesajele de cale prin rețea și trimite un mesaj la forțat prin intermediul unora dintre sistemul de-a lungul drum, colecta timbre de timp, pentru a transmite informații de identificare, și de a efectua alte funcții stratul de rețea. Aceste proceduri opționale sunt de asemenea efectuate de modulul de selectare a traseului.
După ce mesajul este comutat de modulul de selectare a rutei, managerul de mesaje determină momentul la care mesajul a fost trimis. Programarea transmiterii mesajelor este cea mai simplă și cea mai complicată funcție a nivelului de comutare. Routerele, în cea mai mare parte, fie adaugă un mesaj la coada FIFO care așteaptă să trimită trafic, fie, dacă coada este plină, trebuie doar să o elimini. Un astfel de algoritm simplu este destul de eficient, dar experiența în managementul rețelei și studiile recente arată că acesta este departe de a fi optim.
Într-un router care implementează o arhitectură cu integrarea serviciului IETF, algoritmii de întreținere a coada de sortare sortează traficul în așa fel încât să se execute aceste garanții. Adesea routerele care nu acceptă QoS implementează algoritmi similari pentru gestionarea traficului.
FIFO - a venit prima dată, a plecat mai întâi
Aplicațiile de coadă standard FIFO trimit mai întâi mesajele primite mai devreme și aruncă toate cele ulterioare dacă coada este deja plină. Studiile recente arată că ștergerea mesajelor, cel puțin pentru TCP / IP, are efecte secundare grave. De exemplu, atunci când un mesaj este pierdut, aplicația de trimitere poate vedea acest lucru ca un semnal că trimite pachete prea repede. TCP răspunde la acest semnal încetinind expedierea mesajelor. Dar atunci când coada este plină, atunci adesea mai multe mesaje sunt aruncate unul câte unul - ca urmare, un număr de aplicații decide să încetinească transmisia. Apoi, aplicațiile cercetează rețeaua pentru a determina congestia acesteia și, în câteva secunde, reia transmisia la aceeași rată, ceea ce conduce din nou la supraîncărcare.
Detectarea timpurie a aleatorie (RED) reprezintă o alternativă la cozile FIFO. Vă permite să atenuați efectul pierderii traficului, chiar și la încărcări foarte mari, astfel încât aplicațiile să nu fie sincronizate între ele, ca în cazul precedent. Acest loc este în continuare folosind principiul FIFO, dar în loc să se debaraseze de mesaje de la sfârșitul cozii de așteptare, RED debarasează de trafic statistic, atunci când durata medie coadă pentru o anumită perioadă de timp depășește o anumită valoare. Astfel, umplerea cozilor este optimizată pentru a asigura o mai mare stabilitate a algoritmului. Acest proces a fost inventat special pentru TCP, dar cei care l-au inventat cred că este aplicabil pentru orice trafic atunci când rețeaua nu garantează livrarea.
O coadă cu priorități este un algoritm în care mai multe coșuri FIFO sau RED formează un sistem de coadă. Traficul este distribuit între aceste cozi în conformitate cu anumite criterii specificate, de exemplu, în funcție de cerere sau de destinatar. Cu toate acestea, traficul este trimis în ordinea unui ordin strict: în primul rând, un trafic mare prioritate, apoi de mijloc și etc În ciuda simplității de înțelegere și punerea în aplicare a acestui algoritm nu funcționează bine sub sarcini mari, deoarece coada cu o prioritate scăzută sunt blocate pentru o perioadă lungă de timp .. timpul sau traficul cu prioritate joasă are o întârziere atât de mare ca rezultat al urmăririi traseului circumferențial, care devine inutil.
Class-Based Queuing (CBQ) este un algoritm în care traficul este împărțit în mai multe clase. Definiția clasei de trafic este în mare parte arbitrară. O clasă poate reprezenta tot traficul prin această interfață, traficul anumitor aplicații, traficul către un anumit subset de destinatari, trafic cu calitatea serviciilor garantate de RSVP. Fiecare clasă are propria sa coadă și este garantată, cel puțin, o parte din lărgimea de bandă a canalului. Dacă o clasă nu epuizează limita de lățime de bandă acordată acesteia, atunci celelalte clase își măresc proporția proporțional.
Weighted Fair Queuing (WFQ) este un caz special de CBQ, atunci când firele independente corespund unei clase separate. Ca și în cazul CBQ, fiecare clasă WFQ corespunde unei coadă FIFO și este garantată o parte din capacitatea canalului. Dacă unele fire utilizează lățimea de bandă oferită lor nu complet, atunci alte fire își măresc cota în consecință. Deoarece fiecare clasă este un fir separat, garanția de lățime de bandă este echivalentă în acest caz pentru a garanta o latență maximă. Cunoscând parametrii mesajului, puteți utiliza formula cunoscută pentru a calcula întârzierea maximă când transmiteți prin rețea. Alocarea lățimii de bandă suplimentare vă permite să reduceți întârzierea maximă.
Șoferii de intrare și de ieșire sunt programe și jetoane pentru recepționarea și trimiterea mesajelor din sistem. În general, ele pot fi considerate într-un mod natural în cadrul protocoalelor stratului de rețea. Cu toate acestea, protocoalele de rutare trebuie să țină cont de considerentele topologice. Din acest motiv, ele consideră că clasele componentelor stratului de legătură sunt diferite. În mod caracteristic, componentele stratului de legătură sunt caracterizate de termeni precum rețele locale, legături punct-la-punct, rețele multiple de acces cu conexiuni virtuale, canale de acces neregulate și canale dial-up.
Rețeaua locală este probabil cea mai cunoscută pentru comunitatea Internet a componentei stratului de legătură. Printre exemple se numără serviciul de date Ethernet, Token Ring, FDDI și (în mod paradoxal) serviciul de date multimode. Scopul rețelelor locale nu este asigurarea unui volum mare de muncă, ci asigurarea unei disponibilități ridicate; Ca urmare, atunci când este încărcată rețeaua locală, performanța acesteia este mai puțin previzibilă și nu este optimă. O rețea locală poate fi implementată utilizând diverse combinații de cabluri, hub-uri și switch-uri. Dar sistemele din ele - atât gazde, cât și routere - au o serie de caracteristici comune. Dacă nu scrieți drivere, este suficientă relația cu rețeaua locală ca mijloc de furnizare a unor servicii de înaltă disponibilitate la un anumit set de sisteme cu o viteză dată.
Organizarea cozilor în rețelele locale este asociată cu anumite dificultăți, deoarece sistemele nu sunt conștiente de comportamentul vecinilor lor. Protocoalele LAN au mecanisme prin care sistemele pot negocia utilizarea mediului de transmisie pentru fiecare mesaj special. Această negociere se face de obicei prin detectarea coliziunilor sau trecerea unui marcator. Acest proces durează uneori uneori, dar datorită lățimii de bandă ridicate, cozi lungi pentru rețeaua locală nu sunt tipice.
Cablurile punct-la-punct, de exemplu PPP sau HSSI, sunt opusul exact al rețelelor locale, deoarece aici avem de-a face doar cu doi participanți. Unele arhitecturi de rutare le tratează ca interfețe interne între cele două jumătăți ale routerului, în timp ce altele - ca un caz degenerat al unei rețele locale.
În configurația punct-la-punct, coada este, de asemenea, mai ușor de organizat, deoarece nu este nevoie să se negocieze utilizarea canalului. Astfel, sistemul monitorizează complet caracteristicile de trafic.
Canalele de acces neregulat, cum ar fi canalele dial-up asincrone sau canalele ISDN, seamănă în multe privințe cu canale punct-la-punct, cu o excepție importantă. Dacă canalul direct nu este disponibil, acesta nu poate fi utilizat până când nu este restabilit. Prin urmare, routerele fac schimb de mesaje între ele pentru a găsi o soluție prin rețea. Cu toate acestea, dacă canalul de acces neregulat nu funcționează în prezent, acesta poate fi disponibil prin apel. În acest scenariu, routerele pornesc de la presupunerea că canalul este activat la cerere, iar în determinarea topologiei, ei văd un astfel de canal ca fiind disponibil. Aceasta este într-o anumită măsură o ficțiune (un canal inaccesibil este considerat disponibil), ceea ce necesită unele modificări în protocoalele de rutare.
Din punct de vedere al rutei, rețelele de la stratul de legătură de date trebuie privite cu prudență. Problemele cu rutarea apar, de exemplu, atunci când o rețea de acces multiplu cu conexiuni virtuale este tratată ca o rețea locală. Pierderea coloanei vertebrale - calea comună pentru mai multe conexiuni virtuale - în rețeaua de transmisie a cadrelor poate duce la pierderea contactului cu toți colegii, chiar dacă aceștia vor putea în continuare să facă schimb de mesaje. Din acest motiv, astfel de rețele sunt mai bine reprezentate ca o colecție de canale de la un punct la altul.
Având o idee despre componentele de mai sus ale routerului modern, vă puteți achiziționa, implementa, utiliza și întreține rețeaua.
Routere pentru rețelele globale sunt acele căi de lucru cu care companiile pot rezolva problema mutării datelor între birourile la distanță. Acestea sunt pentru rețele globale, nu pentru Internet. Mută pachete, dar nu sunt comutatoare ale celui de-al treilea nivel. Routere pentru rețele globale sunt ceva ce puteți utiliza pentru a organiza comunicațiile între New York, Londra și Moscova.
Echipament:
Caracteristici generale Tip: Punct de acces Wi-Fi Standard de comunicare wireless: 802.11n, frecvență 2.4 GHz.
În primul rând, să definim ce IPTV și mini-router sunt. Mini ruter (router) - rețea.
Conexiune Când conectați un nou router la Internet, trebuie să conectați cablul furnizorului.
Trimiteți-le prietenilor: