Зміст
1.Маршрутізатори ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 2
1.2.Топологіі мережі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2.Коммутатор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
3.Концентратор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
Висновок
Список літератури
1.Маршрутізатори
Досить часто в комп'ютерній літературі дається таке узагальнене визначення маршрутизатора: "Маршрутизатор - це пристрій мережевого рівня еталонної моделі OSI, що використовує одну або більше метрик для визначення оптимального шляху передачі мережевого трафіку на підставі інформації мережевого рівня". З цього визначення випливає, що маршрутизатор, перш за все, необхідний для визначення подальшого шляху даних, посланих у велику і складну мережу. Користувач такої мережі відправляє свої дані в мережу і вказує адресу свого абонента. І все. Дані проходять по мережі і в крапках з розгалуженням маршрутів поступають на маршрутизатори, які якраз і встановлюються в таких точках. Маршрутизатор вибирає подальший найкращий шлях. Те, який шлях є кращим, визначається кількісними показниками, які називаються метриками. Кращий шлях - це шлях з найменшою метрикою. У метриці може враховуватися декілька показників, наприклад, довжина шляху, час проходження і т.д.
Маршрутизатори реалізуються по різному. Маршрутизатори ділять на пристрої верхнього, середнього і нижнього класів.
Високопродуктивні маршрутизатори верхнього класу служать для об'єднання мереж підприємства. Вони підтримують безліч протоколів і інтерфейсів, причому не тільки стандартних, але, часом, і вельми екзотичних. Пристрої даного типу можуть мати до 50 портів локальних або глобальних мереж.
За допомогою маршрутизаторів середнього класу формуються менш крупні мережеві об'єднання масштабу підприємства. Стандартна конфігурація включає два-три порти локальних мереж і від чотирьох до восьми портів глобальних мережі. Такі маршрутизатори підтримують найбільш поширені протоколи маршрутизації і транспортні протоколи.
Маршрутизатори нижнього класу призначаються для локальних мереж підрозділів; вони пов'язують невеликі офіси з мережею підприємства. Типова конфігурація: один порт локальної мережі (Ethernet або Token Ring) і два порти глобальної мережі, розраховані на низькошвидкісні виділені лінії або комутовані з'єднання. Тим не менш, подібні маршрутизатори користуються великим попитом у адміністраторів, яким необхідно розширити наявні міжмережеві об'єднання.
Маршрутизатори для базових мереж і віддалених офісів мають різну архітектуру, оскільки до них пред'являються різні функціональні і операційні вимоги. Маршрутизатори базових мереж обов'язково повинні бути розширюваними. Маршрутизатори локальних мереж підрозділи, для яких, як правило, заздалегідь встановлюється фіксована конфігурація портів, містять тільки один процесор, що керує роботою трьох або чотирьох інтерфейсів. У них використовуються приблизно ті ж протоколи, що і в маршрутизаторах базових мереж, однак програмне забезпечення більше направлено на полегшення інсталяції та експлуатації, оскільки в більшості віддалених офісів відсутні досить кваліфіковані фахівці з мережевого обслуговування.
Маршрутизатор базової мережі складається з наступних основних компонентів: мережевих адаптерів, що залежать від протоколів і службовців інтерфейсами з локальними та глобальними мережами; керуючого процесора, що визначає маршрут і оновлюючої інформацію про топології; основній магістралі. Після надходження пакету на інтерфейсний модуль він аналізує адресу призначення і приймає команди керуючого процесора для визначення вихідного порту. Потім пакет по основній магістралі маршрутизатора передається в інтерфейсний модуль, що служить для зв'язку з адресуються сегментом локальної або глобальної мережі.
У ролі маршрутизатора може виступати робоча станція або сервер, що мають кілька мережевих інтерфейсів і забезпечені спеціальним програмним забезпеченням. Маршрутизатори верхнього класу - це, як правило, спеціалізовані пристрої, що поєднують в окремому корпусі безліч маршрутизирующих модулів.
За визначенням, основне призначення маршрутизаторів - це маршрутизація трафіку мережі. Процес маршрутизації можна розділити на два ієрархічно пов'язаних рівня:
Рівень маршрутизації. На цьому рівні відбувається робота з таблицею маршрутизації. Таблиця маршрутизації служить для визначення адреси (мережевого рівня) наступного маршрутизатора або безпосередньо одержувача за наявним адресою (мережевого рівня) і одержувача після визначення адреси передачі вибирається певний вихідний фізичний порт маршрутизатора. Цей процес називається визначенням маршруту переміщення пакета. Налаштування таблиці маршрутизації ведеться протоколами маршрутизації. На цьому ж рівні визначається перелік необхідних сервісів, що надаються;
Рівень передачі пакетів. Перед тим як передати пакет, необхідно: перевірити контрольну суму заголовка пакету, визначити адресу (канального рівня) одержувача пакету і зробити безпосередньо відправку пакета з урахуванням черговості, фрагментації, фільтрації і т.д. Ці дії виконуються на підставі команд, що надходять з рівня маршрутизації.
Визначення маршруту передачі даних відбувається програмно. Відповідні програмні засоби носять назви протоколів маршрутизації. Логіка їхньої роботи заснована на алгоритмах маршрутизації. Алгоритми маршрутизації обчислюють вартість доставки і вибирають шлях з меншою вартістю. Найпростіші алгоритми маршрутизації визначають маршрут на підставі найменшого числа проміжних (транзитних) вузлів на шляху до адресата. Більш складні алгоритми в поняття "вартість" закладають кілька показників, наприклад, затримку при передачі пакетів, пропускну здатність каналів зв'язку або грошову вартість зв'язку. Основним результатом роботи алгоритму маршрутизації є створення і підтримка таблиці маршрутизації, в яку записується вся маршрутна інформація. Зміст таблиці маршрутизації залежить від використовуваного протоколу маршрутизації. У загальному випадку таблиця маршрутизації містить наступну інформацію:
Дійсні адреси пристроїв в мережі;
Службову інформацію протоколу маршрутизації;
Адреси найближчих маршрутизаторів.
Основними вимогами, що пред'являються до алгоритму маршрутизації є:
Оптимальність вибору маршруту;
Простота реалізації;
Стійкість;
Швидка відповідність;
Гнучкість реалізації.
Оптимальність вибору маршруту є основним параметром алгоритму, що не вимагає пояснень.
Алгоритми маршрутизації повинні бути прості в реалізації і використовувати якомога менше ресурсів
Алгоритми повинні бути стійкими до відмов обладнання на попередньо вибраному маршруті, високих навантажень і помилок у побудові мережі.
Збіжність - це процес узгодження між маршрутизаторами інформації про топологію мережі. Якщо певна подія в мережі призводить до того, що деякі маршрути стають недоступні або виникають нові маршрути, маршрутизатори розсилають повідомлення про це один одному по всій мережі. Після отримання цих повідомлень маршрутизатори виробляють перепризначення оптимальних маршрутів, сто в свою чергу може породити новий потік повідомлень. Цей процес повинен завершитися, причому досить швидко, інакше в мережевої топології можуть з'явитися петлі, або мережа взагалі може перестати функціонувати. Алгоритми маршрутизації повинні швидко і правильно враховувати зміни в стані мережі (наприклад, відмова вузла або сегменту мережі).
Переваги гнучкої реалізації не потребують коментарів.
Алгоритми маршрутизації можуть бути:
Статичними або динамічними;
Одномаршрутнимі або многомаршрутнимі;
Однорівневими або багаторівневими;
Внутрідоменнимі або Міждомена;
Одноадресних або груповими.
Для статичних (неадаптівних) алгоритмів маршрути вибираються заздалегідь і заносяться вручну в таблицю маршрутизації, де зберігається інформація про те, на який порт відправити пакет з відповідною адресою. Протоколи, розроблені на базі статичних алгоритмів, називають немаршрутізіруемимі. Прикладами немаршрутізіруемих протоколів можуть служити LAT (Local AreaTransport, транспортний протокол для канальних областей) фірми DEC, протокол підключення терміналу і NetBIOS. Зазвичай з цими протоколами працюють мости, так як вони не розрізняють протоколи мережного рівня.
При використанні динамічних алгоритмів таблиця маршрутизації автоматично оновлюється при зміні топології мережі або трафіку в ній. Динамічні алгоритми розрізняються за способом отримання інформації про стан мережі, часу зміни маршрутів і використовуваним показниками оцінки маршруту.
Одномаршрутние протоколи визначають тільки один маршрут. Він не завжди є оптимальним. Многомаршрутние алгоритми пропонують кілька маршрутів до одного й того ж одержувачеві. Такі алгоритми дозволяють передавати інформацію по декількох каналах одночасно, що означає підвищення пропускної здатності мережі.
Алгоритми маршрутизації можуть працювати в мережах з однорівневою або ієрархічною архітектурою. У однорівневої мережі всі її фрагменти мають однаковий пріоритет, що, як правило, обумовлено схожістю їх функціонального призначення. Ієрархічна мережа містить підмережі (фрагменти мережі). Маршрутизатори нижнього рівня служать для зв'язку фрагментів мережі. Маршрутизатори верхнього рівня утворюють особливу частину мережі, звану магістраллю (опорна частина). Маршрутизатори магістральної мережі передають пакети між мережами нижнього рівня.
Ієрархічна структура у великих і складних мережах дає змогу значно спростити процес управління мережею, полегшує ізоляцію сегментів мережі і т.д. Наприклад, логічна ізоляція сегментів мережі допускає установку брандмауерів.
Деякі алгоритми маршрутизації діють тільки в межах своїх доменів (внутрідоменная маршрутизація), а інші - як у межах своїх доменів, так і в суміжних з ними (Міждомена маршрутизація). У даному випадку домен означає область маршрутизації, в якій працює один або кілька протоколів. У різних доменах працюють різні протоколи. Якщо потрібен зв'язок доменів, використовується Міждомена маршрутизація.
Одноадресних алгоритми маршрутизації призначені для передачі конкретної інформації (по одному або декількох маршрутах) тільки одному одержувачу. Багатоадресні (або групові) алгоритми здатні передавати інформацію багатьом одержувачам одночасно.
Коли маршрутизатор отримує пакет, він зчитує адресу призначення і визначає, за яким маршрутом відправити пакет. Зазвичай маршрутизатори зберігають дані про декілька можливих маршрутах. Вибір маршруту залежить від декількох факторів, у тому числі:
Вживаної системи вимірювання довжини маршруту (його метрики);
Маршрутизуються протоколу високого рівня;
1.2.Топологіі мережі.
На рівні маршрутизації існують три основні групи протоколів маршрутизації (поділ на групи визначається типом реалізованого алгоритму визначення оптимального маршруту):
1. Протоколи вектора відстані;
2. Протоколи стану каналу;
3. Протоколи політики маршрутизації;
Протоколи вектора відстані - найпростіші і найпоширеніші. Протоколи даної групи включають RIP IP, RIP IPX, AppleTalk і Cisco IGRP. Свою назву цей тип протоколу отримав від способу обміну інформацією. Маршрутизатор з певною періодичністю витягує адреси одержувачів інформації і метрику з своєї таблиці маршрутизації і поміщає ці дані в розсилаються сусідам повідомлення про оновлення. Сусідні маршрутизатори звіряють отримані дані зі своїми власними таблицями маршрутизації і вносять необхідні зміни. Після цього вони самі розсилають повідомлення про оновлення. Таким чином кожен маршрутизатор отримує інформацію про маршрути всієї мережі. При очевидній простоті алгоритму говорити про його повну надійності не можна. Він може працювати ефективно тільки в невеликих мережах. Це пов'язано з тим, що у великих мережах потік повідомлень між маршрутизаторами різко зростає. При цьому більшість з них є надлишковими (тому що зміни мережевої топології відбуваються досить рідко). Як наслідок - дійсно необхідна інформація часом довго гуляє по мережі, і маршрутизатори оновлюють свої таблиці з великою затримкою. Так, більш неіснуючий маршрут може досить довго залишатися в таблицях маршрутизації. Трафік, спрямований за таким маршрутом, не досягне свого одержувача.
Протоколи стану каналу були вперше запропоновані в 1970 році Едсгером Дейкстри. Ці протоколи значно складніше, ніж протоколи вектора відстані. Замість розсилки сусідам вмісту своїх таблиць маршрутизації, кожен маршрутизатор здійснює трансляцію списку маршрутизаторів, з якими він має безпосередній зв'язок, і списку безпосередньо підключених до нього локальних мереж. Ця інформація є частиною інформації про стан каналу. Вона розсилається в спеціальних повідомленнях. Крім того маршрутизатор розсилає повідомлення про стан каналу тільки у випадку його зміни або після закінчення заданого інтервалу часу. Протоколи стану каналу важкі в реалізації і потребують значного об'єму пам'яті для зберігання інформації про стан каналів. Прикладами цих протоколів служать OSPF, IS-IS, Nowell NLSP і Cisco EIGRP.
За Дейкстри, топологія мережі представляється у вигляді неорієнтованого графа. Кожному ребру приписується деяке значення. У процесі роботи алгоритму обчислюється сума показників для ребер, що сходяться в кожному вузлі графа. Ця оцінка називається міткою вузла. При визначенні шляху підраховується сума позначок на можливому шляху і вибирається шлях з меншою сумарною UA.
До третьої групи протоколів відносяться протоколи політики (правил) маршрутизації. Ці протоколи найбільш ефективно вирішують завдання доставки одержувачу інформації. Ця категорія протоколів використовується при маршрутизації в Internet і дозволяє операторам отримувати інформацію про маршрутизації від сусідніх операторів на підставі спеціальних критеріїв. Тобто в процесі обміну виробляється список дозволених маршрутів (шляхів). Алгоритми політики маршрутизації спираються на алгоритми вектора відстані, але інформація про маршрути базується на списку операторів мережі Internet. Прикладами протоколів даної категорії можуть служити BGP і EGP.
Все вищесказане ставилося до рівня маршрутизації. Рівень передачі пакетів реалізується на алгоритмах комутації і, як правило, однаковий для більшості протоколів маршрутизації. Проміжний маршрутизатор, маючи адреса наступного маршрутизатора, посилає йому пакет, адресований спеціально на фізичну адресу (МАС-рівня) цього маршрутизатора, але з адресою (мережевого рівня) одержувача. За адресою одержувача маршрутизатор визначає, чи знає він, як передати пакет наступного маршрутизатора в дорозі. Якщо знає, то пакет відсилається наступного маршрутизатора шляхом заміни фізичної адреси отримувача на фізичну адресу наступного маршрутизатора. Якщо маршрутизатор не знає, то пакет ігнорується. На наступному маршрутизаторі все повторюється. У міру проходження пакету через мережу, його фізичний адреса змінюється, але адреса мережевого рівня залишається незмінним. Цей процес проілюстрований на малюнку:
Основне завдання рівня передачі пакетів - це комутація пакетів від різних користувачів. Загальна схема передачі пакетів така: вибирається один з можливих транзитних вузлів (ця інформація надходить з рівня маршрутизації, на якому вона обчислюється за адресою одержувача), формується вихідний заголовок канального рівня і здійснюється посилка пакету. Крім того, на цьому етапі може проводитися фрагментація пакетів, перевірка контрольної суми і т.д.
Маршрутизатори (точніше - рівень маршрутизації) працюють на мережному рівні еталонної моделі OSI. Рівень просування пакетів функціонує на канальному рівні.
Робота на мережевому рівні дозволяє виробляти інтелектуальну обробку пакетів. Оскільки маршрутизатори в основному працюють із протоколом IP, вони повинні підтримувати зв'язок без створення логічного з'єднання між абонентами. При цьому кожен пакет обробляється і відправляється одержувачу незалежно.
Виробники при створенні маршрутизаторів використовують три основних типи архітектури:
· Однопроцесорна;
1.Маршрутізатори ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 2
1.2.Топологіі мережі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2.Коммутатор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
3.Концентратор ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
Висновок
Список літератури
1.Маршрутізатори
Досить часто в комп'ютерній літературі дається таке узагальнене визначення маршрутизатора: "Маршрутизатор - це пристрій мережевого рівня еталонної моделі OSI, що використовує одну або більше метрик для визначення оптимального шляху передачі мережевого трафіку на підставі інформації мережевого рівня". З цього визначення випливає, що маршрутизатор, перш за все, необхідний для визначення подальшого шляху даних, посланих у велику і складну мережу. Користувач такої мережі відправляє свої дані в мережу і вказує адресу свого абонента. І все. Дані проходять по мережі і в крапках з розгалуженням маршрутів поступають на маршрутизатори, які якраз і встановлюються в таких точках. Маршрутизатор вибирає подальший найкращий шлях. Те, який шлях є кращим, визначається кількісними показниками, які називаються метриками. Кращий шлях - це шлях з найменшою метрикою. У метриці може враховуватися декілька показників, наприклад, довжина шляху, час проходження і т.д.
Маршрутизатори реалізуються по різному. Маршрутизатори ділять на пристрої верхнього, середнього і нижнього класів.
Високопродуктивні маршрутизатори верхнього класу служать для об'єднання мереж підприємства. Вони підтримують безліч протоколів і інтерфейсів, причому не тільки стандартних, але, часом, і вельми екзотичних. Пристрої даного типу можуть мати до 50 портів локальних або глобальних мереж.
За допомогою маршрутизаторів середнього класу формуються менш крупні мережеві об'єднання масштабу підприємства. Стандартна конфігурація включає два-три порти локальних мереж і від чотирьох до восьми портів глобальних мережі. Такі маршрутизатори підтримують найбільш поширені протоколи маршрутизації і транспортні протоколи.
Маршрутизатори нижнього класу призначаються для локальних мереж підрозділів; вони пов'язують невеликі офіси з мережею підприємства. Типова конфігурація: один порт локальної мережі (Ethernet або Token Ring) і два порти глобальної мережі, розраховані на низькошвидкісні виділені лінії або комутовані з'єднання. Тим не менш, подібні маршрутизатори користуються великим попитом у адміністраторів, яким необхідно розширити наявні міжмережеві об'єднання.
Маршрутизатори для базових мереж і віддалених офісів мають різну архітектуру, оскільки до них пред'являються різні функціональні і операційні вимоги. Маршрутизатори базових мереж обов'язково повинні бути розширюваними. Маршрутизатори локальних мереж підрозділи, для яких, як правило, заздалегідь встановлюється фіксована конфігурація портів, містять тільки один процесор, що керує роботою трьох або чотирьох інтерфейсів. У них використовуються приблизно ті ж протоколи, що і в маршрутизаторах базових мереж, однак програмне забезпечення більше направлено на полегшення інсталяції та експлуатації, оскільки в більшості віддалених офісів відсутні досить кваліфіковані фахівці з мережевого обслуговування.
Маршрутизатор базової мережі складається з наступних основних компонентів: мережевих адаптерів, що залежать від протоколів і службовців інтерфейсами з локальними та глобальними мережами; керуючого процесора, що визначає маршрут і оновлюючої інформацію про топології; основній магістралі. Після надходження пакету на інтерфейсний модуль він аналізує адресу призначення і приймає команди керуючого процесора для визначення вихідного порту. Потім пакет по основній магістралі маршрутизатора передається в інтерфейсний модуль, що служить для зв'язку з адресуються сегментом локальної або глобальної мережі.
У ролі маршрутизатора може виступати робоча станція або сервер, що мають кілька мережевих інтерфейсів і забезпечені спеціальним програмним забезпеченням. Маршрутизатори верхнього класу - це, як правило, спеціалізовані пристрої, що поєднують в окремому корпусі безліч маршрутизирующих модулів.
За визначенням, основне призначення маршрутизаторів - це маршрутизація трафіку мережі. Процес маршрутизації можна розділити на два ієрархічно пов'язаних рівня:
Рівень маршрутизації. На цьому рівні відбувається робота з таблицею маршрутизації. Таблиця маршрутизації служить для визначення адреси (мережевого рівня) наступного маршрутизатора або безпосередньо одержувача за наявним адресою (мережевого рівня) і одержувача після визначення адреси передачі вибирається певний вихідний фізичний порт маршрутизатора. Цей процес називається визначенням маршруту переміщення пакета. Налаштування таблиці маршрутизації ведеться протоколами маршрутизації. На цьому ж рівні визначається перелік необхідних сервісів, що надаються;
Рівень передачі пакетів. Перед тим як передати пакет, необхідно: перевірити контрольну суму заголовка пакету, визначити адресу (канального рівня) одержувача пакету і зробити безпосередньо відправку пакета з урахуванням черговості, фрагментації, фільтрації і т.д. Ці дії виконуються на підставі команд, що надходять з рівня маршрутизації.
Визначення маршруту передачі даних відбувається програмно. Відповідні програмні засоби носять назви протоколів маршрутизації. Логіка їхньої роботи заснована на алгоритмах маршрутизації. Алгоритми маршрутизації обчислюють вартість доставки і вибирають шлях з меншою вартістю. Найпростіші алгоритми маршрутизації визначають маршрут на підставі найменшого числа проміжних (транзитних) вузлів на шляху до адресата. Більш складні алгоритми в поняття "вартість" закладають кілька показників, наприклад, затримку при передачі пакетів, пропускну здатність каналів зв'язку або грошову вартість зв'язку. Основним результатом роботи алгоритму маршрутизації є створення і підтримка таблиці маршрутизації, в яку записується вся маршрутна інформація. Зміст таблиці маршрутизації залежить від використовуваного протоколу маршрутизації. У загальному випадку таблиця маршрутизації містить наступну інформацію:
Дійсні адреси пристроїв в мережі;
Службову інформацію протоколу маршрутизації;
Адреси найближчих маршрутизаторів.
Основними вимогами, що пред'являються до алгоритму маршрутизації є:
Оптимальність вибору маршруту;
Простота реалізації;
Стійкість;
Швидка відповідність;
Гнучкість реалізації.
Оптимальність вибору маршруту є основним параметром алгоритму, що не вимагає пояснень.
Алгоритми маршрутизації повинні бути прості в реалізації і використовувати якомога менше ресурсів
Алгоритми повинні бути стійкими до відмов обладнання на попередньо вибраному маршруті, високих навантажень і помилок у побудові мережі.
Збіжність - це процес узгодження між маршрутизаторами інформації про топологію мережі. Якщо певна подія в мережі призводить до того, що деякі маршрути стають недоступні або виникають нові маршрути, маршрутизатори розсилають повідомлення про це один одному по всій мережі. Після отримання цих повідомлень маршрутизатори виробляють перепризначення оптимальних маршрутів, сто в свою чергу може породити новий потік повідомлень. Цей процес повинен завершитися, причому досить швидко, інакше в мережевої топології можуть з'явитися петлі, або мережа взагалі може перестати функціонувати. Алгоритми маршрутизації повинні швидко і правильно враховувати зміни в стані мережі (наприклад, відмова вузла або сегменту мережі).
Переваги гнучкої реалізації не потребують коментарів.
Алгоритми маршрутизації можуть бути:
Статичними або динамічними;
Одномаршрутнимі або многомаршрутнимі;
Однорівневими або багаторівневими;
Внутрідоменнимі або Міждомена;
Одноадресних або груповими.
Для статичних (неадаптівних) алгоритмів маршрути вибираються заздалегідь і заносяться вручну в таблицю маршрутизації, де зберігається інформація про те, на який порт відправити пакет з відповідною адресою. Протоколи, розроблені на базі статичних алгоритмів, називають немаршрутізіруемимі. Прикладами немаршрутізіруемих протоколів можуть служити LAT (Local AreaTransport, транспортний протокол для канальних областей) фірми DEC, протокол підключення терміналу і NetBIOS. Зазвичай з цими протоколами працюють мости, так як вони не розрізняють протоколи мережного рівня.
При використанні динамічних алгоритмів таблиця маршрутизації автоматично оновлюється при зміні топології мережі або трафіку в ній. Динамічні алгоритми розрізняються за способом отримання інформації про стан мережі, часу зміни маршрутів і використовуваним показниками оцінки маршруту.
Одномаршрутние протоколи визначають тільки один маршрут. Він не завжди є оптимальним. Многомаршрутние алгоритми пропонують кілька маршрутів до одного й того ж одержувачеві. Такі алгоритми дозволяють передавати інформацію по декількох каналах одночасно, що означає підвищення пропускної здатності мережі.
Алгоритми маршрутизації можуть працювати в мережах з однорівневою або ієрархічною архітектурою. У однорівневої мережі всі її фрагменти мають однаковий пріоритет, що, як правило, обумовлено схожістю їх функціонального призначення. Ієрархічна мережа містить підмережі (фрагменти мережі). Маршрутизатори нижнього рівня служать для зв'язку фрагментів мережі. Маршрутизатори верхнього рівня утворюють особливу частину мережі, звану магістраллю (опорна частина). Маршрутизатори магістральної мережі передають пакети між мережами нижнього рівня.
Ієрархічна структура у великих і складних мережах дає змогу значно спростити процес управління мережею, полегшує ізоляцію сегментів мережі і т.д. Наприклад, логічна ізоляція сегментів мережі допускає установку брандмауерів.
Деякі алгоритми маршрутизації діють тільки в межах своїх доменів (внутрідоменная маршрутизація), а інші - як у межах своїх доменів, так і в суміжних з ними (Міждомена маршрутизація). У даному випадку домен означає область маршрутизації, в якій працює один або кілька протоколів. У різних доменах працюють різні протоколи. Якщо потрібен зв'язок доменів, використовується Міждомена маршрутизація.
Одноадресних алгоритми маршрутизації призначені для передачі конкретної інформації (по одному або декількох маршрутах) тільки одному одержувачу. Багатоадресні (або групові) алгоритми здатні передавати інформацію багатьом одержувачам одночасно.
Коли маршрутизатор отримує пакет, він зчитує адресу призначення і визначає, за яким маршрутом відправити пакет. Зазвичай маршрутизатори зберігають дані про декілька можливих маршрутах. Вибір маршруту залежить від декількох факторів, у тому числі:
Вживаної системи вимірювання довжини маршруту (його метрики);
Маршрутизуються протоколу високого рівня;
1.2.Топологіі мережі.
На рівні маршрутизації існують три основні групи протоколів маршрутизації (поділ на групи визначається типом реалізованого алгоритму визначення оптимального маршруту):
1. Протоколи вектора відстані;
2. Протоколи стану каналу;
3. Протоколи політики маршрутизації;
Протоколи вектора відстані - найпростіші і найпоширеніші. Протоколи даної групи включають RIP IP, RIP IPX, AppleTalk і Cisco IGRP. Свою назву цей тип протоколу отримав від способу обміну інформацією. Маршрутизатор з певною періодичністю витягує адреси одержувачів інформації і метрику з своєї таблиці маршрутизації і поміщає ці дані в розсилаються сусідам повідомлення про оновлення. Сусідні маршрутизатори звіряють отримані дані зі своїми власними таблицями маршрутизації і вносять необхідні зміни. Після цього вони самі розсилають повідомлення про оновлення. Таким чином кожен маршрутизатор отримує інформацію про маршрути всієї мережі. При очевидній простоті алгоритму говорити про його повну надійності не можна. Він може працювати ефективно тільки в невеликих мережах. Це пов'язано з тим, що у великих мережах потік повідомлень між маршрутизаторами різко зростає. При цьому більшість з них є надлишковими (тому що зміни мережевої топології відбуваються досить рідко). Як наслідок - дійсно необхідна інформація часом довго гуляє по мережі, і маршрутизатори оновлюють свої таблиці з великою затримкою. Так, більш неіснуючий маршрут може досить довго залишатися в таблицях маршрутизації. Трафік, спрямований за таким маршрутом, не досягне свого одержувача.
Протоколи стану каналу були вперше запропоновані в 1970 році Едсгером Дейкстри. Ці протоколи значно складніше, ніж протоколи вектора відстані. Замість розсилки сусідам вмісту своїх таблиць маршрутизації, кожен маршрутизатор здійснює трансляцію списку маршрутизаторів, з якими він має безпосередній зв'язок, і списку безпосередньо підключених до нього локальних мереж. Ця інформація є частиною інформації про стан каналу. Вона розсилається в спеціальних повідомленнях. Крім того маршрутизатор розсилає повідомлення про стан каналу тільки у випадку його зміни або після закінчення заданого інтервалу часу. Протоколи стану каналу важкі в реалізації і потребують значного об'єму пам'яті для зберігання інформації про стан каналів. Прикладами цих протоколів служать OSPF, IS-IS, Nowell NLSP і Cisco EIGRP.
За Дейкстри, топологія мережі представляється у вигляді неорієнтованого графа. Кожному ребру приписується деяке значення. У процесі роботи алгоритму обчислюється сума показників для ребер, що сходяться в кожному вузлі графа. Ця оцінка називається міткою вузла. При визначенні шляху підраховується сума позначок на можливому шляху і вибирається шлях з меншою сумарною UA.
До третьої групи протоколів відносяться протоколи політики (правил) маршрутизації. Ці протоколи найбільш ефективно вирішують завдання доставки одержувачу інформації. Ця категорія протоколів використовується при маршрутизації в Internet і дозволяє операторам отримувати інформацію про маршрутизації від сусідніх операторів на підставі спеціальних критеріїв. Тобто в процесі обміну виробляється список дозволених маршрутів (шляхів). Алгоритми політики маршрутизації спираються на алгоритми вектора відстані, але інформація про маршрути базується на списку операторів мережі Internet. Прикладами протоколів даної категорії можуть служити BGP і EGP.
Все вищесказане ставилося до рівня маршрутизації. Рівень передачі пакетів реалізується на алгоритмах комутації і, як правило, однаковий для більшості протоколів маршрутизації. Проміжний маршрутизатор, маючи адреса наступного маршрутизатора, посилає йому пакет, адресований спеціально на фізичну адресу (МАС-рівня) цього маршрутизатора, але з адресою (мережевого рівня) одержувача. За адресою одержувача маршрутизатор визначає, чи знає він, як передати пакет наступного маршрутизатора в дорозі. Якщо знає, то пакет відсилається наступного маршрутизатора шляхом заміни фізичної адреси отримувача на фізичну адресу наступного маршрутизатора. Якщо маршрутизатор не знає, то пакет ігнорується. На наступному маршрутизаторі все повторюється. У міру проходження пакету через мережу, його фізичний адреса змінюється, але адреса мережевого рівня залишається незмінним. Цей процес проілюстрований на малюнку:
Основне завдання рівня передачі пакетів - це комутація пакетів від різних користувачів. Загальна схема передачі пакетів така: вибирається один з можливих транзитних вузлів (ця інформація надходить з рівня маршрутизації, на якому вона обчислюється за адресою одержувача), формується вихідний заголовок канального рівня і здійснюється посилка пакету. Крім того, на цьому етапі може проводитися фрагментація пакетів, перевірка контрольної суми і т.д.
Маршрутизатори (точніше - рівень маршрутизації) працюють на мережному рівні еталонної моделі OSI. Рівень просування пакетів функціонує на канальному рівні.
Робота на мережевому рівні дозволяє виробляти інтелектуальну обробку пакетів. Оскільки маршрутизатори в основному працюють із протоколом IP, вони повинні підтримувати зв'язок без створення логічного з'єднання між абонентами. При цьому кожен пакет обробляється і відправляється одержувачу незалежно.
Виробники при створенні маршрутизаторів використовують три основних типи архітектури:
· Однопроцесорна;
· Посилена однопроцесорна;
· Симетрична багатопроцесорна.
При однопроцесорній архітектурі на центральний процесор маршрутизатора покладається все навантаження по обробці трафіку: фільтрація і передача пакетів, оновлення таблиць маршрутизації, виділення службових пакетів, робота з протоколом SNMP, формування керуючих пакетів і т.д. Це призводить до того, що маршрутизатор може стати вузьким місцем у мережі при збільшенні навантаження. Навіть застосування потужних RISC-процесорів не вирішує проблему.
Для подолання недоліків такої архітектури застосовують посилену однопроцесорних архітектуру. У функціональній схемі маршрутизатора виділяють модулі, відповідальні за виконання тих чи інших спеціальних завдань. Кожен такий модуль маршрутизатора оснащується своїм (периферійним) процесором. При цьому відбувається часткова розвантаження центрального процесора, який відповідає тільки за ті завдання, які не можна доручити периферійному. У цілому, і ця архітектура не здатна вирішити всі завдання, пов'язані з продуктивністю.
Симетрична багатопроцесорна архітектура позбавлена перерахованих недоліків, так як відбувається пряме розподіл навантаження на всі модулі. Але тепер кожен модуль містить свій процесор, який виконує всі завдання маршрутизації і має свою копію таблиці маршрутизації. Переваги такої архітектури визнані всіма виробниками маршрутизаторів. Дана архітектура дозволяє досягти теоретично необмеженої продуктивності маршрутизаторів.
На закінчення нашого аналізу маршрутизаторів можна сказати, що вони володіють незаперечними перевагами. Маршрутизатори не вносять жодних обмежень у топологію мережі. Петлі, що виникають у мережах з комутаторами, не представляють проблеми для маршрутизаторів.
Тим не менш, маршрутизатори в порівнянні з комутаторами і мостами вимагають набагато більше зусиль з адміністрування. Адміністраторам мереж необхідно знати ціле безліч конфігураційних параметрів для маршрутизаторів. При цьому параметри кожного маршрутизатора повинні бути узгоджені з параметрами інших маршрутизаторів у мережі.
Сьогодні багато організацій реалізують міжмережевий обмін через маршрутизатори. Велика кількість компаній модернізують свої системи, встановлюючи комутатори між маршрутизаторами та мережами, які обслуговуються цими маршрутизаторами. При цьому комутатори підвищують продуктивність мережі, а маршрутизатори забезпечують захист інформації та виконують більш складні завдання, такі як трансляція протоколов.Сегодня чітко окреслилася тенденція до витіснення складних високопродуктивних маршрутизаторів і збільшення ролі маршрутизаторів початкового класу, а провідні фірми-виробники прийшли до висновку, що одним з основних вимог покупців до маршрутизатора є простота його використання.
2.Коммутатор
Коли з'явилися перші пристрої, що дозволяють роз'єднувати мережу на декілька доменів колізій (по суті фрагменти ЛВС, побудовані на hub-ах), вони були двох портовими і отримали назву мостів (bridge-ів). У міру розвитку даного типу обладнання, вони стали багатопортовими і отримали назву комутаторів (switch-ів). Деякий час обидва поняття існували одночасно, а поздее замість терміна "міст" стали застосовувати "комутатор".
Зазвичай, проектуючи мережу, за допомогою комутаторів сполучають декілька доменів колізій локальної мережі між собою. У реальному житті в якості доменів колізій виступають, як правило, поверхи будівлі, в якій створюється мережа. Їх зазвичай більш 2-х, а в результаті забезпечується набагато ефективніше управління трафіком чим у прародителя комутатора - моста. Щонайменше, він може підтримувати резервні зв'язки між вузлами мережі.
Завдяки тому, що комутатори можуть управляти трафіком на основі протоколу канального рівня (Рівня 2) моделі OSI, він в змозі контролювати МАС адреси підключених до нього пристроїв і навіть забезпечувати трансляцію пакетів із стандарту в стандарт (наприклад Ethernet в FDDI і назад). Особливо вдало результати цієї можливості представлені в комутаторах Рівня 3, тобто пристроях, можливості яких наближаються до можливостей маршрутизаторів.
Комутатор дозволяє пересилати пакети між декількома сегментами мережі. Він є навчаються пристроєм і діє за аналогічною технологією. На відміну від мостів, ряд комутаторів не поміщає всі, хто входить пакети в буфер. Це відбувається лише тоді, коли треба узгодити швидкості передачі, або адреса призначення не міститься в адресній таблиці, або коли порт, куди повинен бути направлений пакет, зайнятий, а комутує пакети "на льоту". Комутатор лише аналізує адресу призначення в заголовку пакету і, звірившись з адресною таблицею, тут же (час затримки близько 30-40 мікросекунд) направляє цей пакет у відповідний порт. Таким чином, коли пакет ще цілком не пройшов через вхідний порт, його заголовок вже передається через вихідний. На жаль, типові комутатори працюють за алгоритмом "старіння адрес". Це означає, що, якщо після закінчення певного проміжку часу, не було звернень за цією адресою, то він видаляється з адресної таблиці.
Комутатори підтримують при з'єднанні один з одним режим повного дуплексу. У такому режимі дані передаються і приймаються одночасно, що неможливо в звичайних мережах Еthегnеt. При цьому швидкість передачі даних підвищується в два рази, а при з'єднанні декількох комутаторів можна добитися і більшої пікової продуктивності.
3.Концентратор
Hub чи концентратор - багатопортовий повторювач мережі з автосигментацією. Всі порти концентратора рівноправні. Отримавши сигнал від однієї з підключених до нього станцій, концентратор транслює його на усі свої активні порти. При цьому, якщо на якому-небудь з портів виявлена несправність, то цей порт автоматично відключається (сегментується), а після її усунення знову робиться активним. Обробка колізій і поточний контроль за станом каналів зв'язку зазвичай здійснюється самим концентратором. Концентратори можна використовувати як автономні пристрої або сполучати один з одним, збільшуючи тим самим розмір мережі і створюючи більш складні топології. Крім того, можливо їхнє з'єднання магістральним кабелем у шинну топологію. Автосигментацією необхідна для підвищення надійності мережі. Адже Hub, що змушує на практиці застосовувати зіркоподібну кабельну топологію, знаходиться в рамках стандарту IEEE 802.3 і тим самим зобов'язаний забезпечувати з'єднання типу моноканалу.
Призначення концентраторів - об'єднання окремих робочих місць в робочу групу в складі локальної мережі. Для робочої групи характерні такі ознаки: певна територіальна зосередженість; колектив користувачів робочої групи вирішує подібні задачі, використовує однотипне програмне забезпечення і загальні інформаційні бази; в межах робочої групи існують загальні вимоги щодо забезпечення безпеки і надійності, відбувається однаковий вплив зовнішніх джерел збурювань (кліматичних, електромагнітних і т.п.); спільно використовуються високопродуктивні периферійні пристрої; зазвичай містять свої локальні сервера, нерідко територіально розташовані на території робочої групи.
OSI. Концентратори працюють на фізичному рівні (Рівень 1 базової еталонної моделі OSI). Тому вони не чутливі до протоколів верхніх рівнів. Результатом цього є можливість спільного використання різних операційних систем (Novell NetWare, SCO UNIX, EtherTalk, LAN Manager і ін, сумісні з мережами Ethernet чи IEEE 802.3). Є, правда, певне "тиск" на хазяїна мережі при використанні програм керування мережею: керуючі програми, як правило, використовують для зв'язку з SNMP устаткуванням протокол IP. Тому в частині керування мережею приходиться використовувати тільки цей протоколи і відповідно операційні оболонки на станціях керування мережею. Але це не дуже серйозний тиск, бо протокол IP є, напевно, самим популярним.
Усі концентратори мають такими характерними експлуатаційними ознаками:
· Оснащені світлодіодними індикаторами, що вказують стан портів (Port Status), наявність колізій (Collisions), активність каналу передачі (Activity), наявність несправності (Fault) і наявність харчування (Power), що забезпечує швидкий контроль стану всього концентратора і діагностику несправностей;
· При включенні електроживлення виконують процедуру самотестування, а в процесі роботи - функцію самодіагностики;
· Мають стандартний розмір по ширині - 19'';
· Забезпечують автосигментацією портів для ізоляції несправних портів і поліпшення схоронності мережі (network integrity);
· Виявляють помилку полярності при використанні кабелю на кручений парі й автоматично переключають полярність для усунення помилки монтажу;
· Підтримують конфігурації з застосуванням декількох концентраторів, з'єднаних один з одним або за допомогою спеціальних кабелів і stack-портів, або тонкої коаксіальної магістралі, включеної між портами BNC, або за допомогою оптоволоконного чи товстого коаксіального кабелю підключеного через відповідні трансивери до порту AUI, або за допомогою UTP кабелів , підключених між портами концентраторів;
· Підтримують мовний зв'язок і передачу даних через один і той же кабельний джгут;
· Прозорі для програмних засобів мережної операційної системи;
· Можуть бути змонтовані і введені в дію протягом кількох хвилин.
Концентратори початкового рівня - 8-ми, 5-ти, рідше 12 ... 16-ти портові концентратори. Часто мають додатковий BNC, рідше AUI порт. Не забезпечує можливості керування ні через консольний порт (у виді його відсутності), ні по мережі (через відсутність SNMP модуля). Є простим і дешевим рішенням для організації робочої групи невеликого розміру.
Концентратори середнього класу - 12-ми, 16-ти, 24-х портові концентратори. Мають консольний порт, часто додаткові BNC і AUI порти. Цей тип концентраторів надає можливості для позасмугового управління мережею (out-of-band management) через консольний порт RS232 під керуванням якої-небудь стандартної термінальної програми, що дає можливість конфігурувати інші порти і зчитувати статистичні дані концентратора. Цей тип концентраторів позиціонують для побудови мереж у діапазоні від малих до середніх, які в подальшому будуть розвиватися і зажадають уведення програмного керування.
SNMP-керовані концентратори - 12-ми, 16-ти, 24-х і 48-ми портові концентратори. Їх відрізняє не тільки наявність консольного порту RS-232 для керування, але і можливість здійснення керування і збір статистики по мережі використовуючи протоколи SNMР / IР або IРХ. Власнику подібного hub-а стають доступними наступні збір статистики на вузлах мережі (концентраторах), її первинна обробка й аналіз: ідентифікуються головні джерела повідомлень / top talkers /, найбільш активні користувачі / heavy users /, джерела помилок і комунікаційні пари / communications pairs /. Ці типи концентраторів доцільно застосовувати для побудови LAN-мереж у діапазоні від середніх і вище, що безумовно будуть розвиватися. Ці мережі завжди вимагають програмного керування мережею, у тому числі вилученого.
BNC-концентратори або концентратори ThinLAN - багатопортовий повторювачі для тонких коаксіальних кабелів, використовуваних у мережах стандартів 10Base2. Вони мають у своєму складі порти BNC і, як правило, один порт AUI, часто підтримують SNMP протоколи. Вони, як і hub-и 10Base-T, сегментують порти (відключаючи при цьому не одну станцію, а абонентів усього лучачи) і транслюють вхідні пакети в усі порти. На кожен BNC-порт поширюються всі ті ж обмеження, що і на фрагмент мережі стандарту 10Base-2: підтримується робота сегментів тонкого коаксіального кабелю довжиною до 185 метрів на кожен порт, забезпечується до 30 мережних з'єднань на сегмент включаючи "порожні T-коннектори", якщо відбудеться порушення цілісності кабельного сегмента, цей сегмент виключається з роботи, але інша частина концентратора буде продовжувати функціонувати. Сфера застосування концентраторів даного типу - модернізація старих мереж стандарту 10Base2 з метою підвищення їх надійності, модернізація мереж, що досягли обмежень на застосування репітерів і не потребують частих змін.
10/100Hub-и з'явилися останнім часом. Якщо просто читати рекламу на них, то можна "потрапити в засідку". Справа в тому, що Hub не вміє буферізірованний пакети, а тому не вміє погоджувати різні швидкості. Тому, якщо до такого hub-у підключена хоча б одна станція стандарту 10Base-T, то всі порти будуть рабртать на швидкості 10. За чутками, вже існують hub-и, що підтримують дві швидкості одночасно. Я таких не зустрічав, але вважаю, що в цьому випадку словом "hub" виробник називає якесь проміжне пристрій (щось середнє між hub-ом і switch-ом), як, наприклад, MicroLAN фірми Cabletron Systems.
Redundant link. Концентратори середнього класу і SNMP-керовані концентратори підтримують одну надлишкову зв'язок (redundant link) на кожен концентратор для створення резервних зв'язок (back up link) між будь-якими двома концентраторами. Це забезпечує відмовостійкість мережі на апаратному рівні. Резервна зв'язок являє собою окремий кабель, змонтований між двома концентраторами. Використовуючи консольний порт концентратора, треба просто задати конфігурацію основного каналу зв'язку і резервного каналу зв'язку одного з концентраторів. Резервний канал зв'язку автоматично деблокуючих при відмові основного каналу зв'язку двох концентраторів. Не дивлячись на те, що концентратор може контролювати тільки одну резервну зв'язок, він може знаходитися на віддаленому кінці однієї резервної зв'язку та на контролюючому кінці резервної зв'язку з іншим концентратором! Після усунення несправності на основному кабельному сегменті, основна зв'язок автоматично не відновить роботу. Для відновлення роботи головної зв'язку доведеться використовувати консоль концентратора або натиснути кнопку Reset (виключити / включити) на концентраторе.
Зв'язковий біт у концентраторів являє собою періодичний імпульс тривалістю 100 нс, що посилається через кожні 16 мс. Він не впливає на трафік мережі. Зв'язковий біт посилається в той період, коли мережа не передає дані. Ця функція здійснює поточний контроль збереження UTP каналу. Цю функцію слід використовувати у всіх можливих випадках і блокувати її тільки тоді, коли до порту концентратора приєднується пристрій, що не підтримує її, наприклад, обладнання типу HP StarLAN 10.
Забезпечення таємності в мережах, побудованих з використанням концентраторів, досить невдячне заняття, тому що Hub по визначенню є широкомовним пристроєм. Але, при необхідності, Вам можуть бути доступні наступні засоби: блокування невикористовуваних портів, установка пароля на консольний порт, установка шифрування інформації на кожному з портів (деякі моделі мають цю можливість).
Висновок
В автоматизованих системах великих підприємств підмережі включають обчислювальні кошти окремих проектних підрозділів. Інтермережі потрібні для поєднання таких підмереж, а також для об'єднання технічних засобів автоматизованих систем проектування і виробництва в єдину систему комплексної автоматизації (CIM - Computer Integrated Manufacturing). Зазвичай інтермережі пристосовані для різних видів зв'язку: телефонії, електронної пошти, передачі відеоінформації, цифрових даних і т.п., і в цьому випадку вони називаються мережами інтегрального обслуговування.
Розвиток інтермережі полягає в розробці засобів сполучення різнорідних підмереж і стандартів для побудови підмереж, спочатку пристосованих до об'єднання в пару.
Підмережі в інтермережі об'єднуються відповідно до обраної топологією за допомогою блоків взаємодії.
Список літератури
1.http: / / hub.ru /
2. http://www.bmstu.ru/
3. http://compdoc.ru/
4. Д.Ф.Дімарціо-Маршрутизатори Cisco. Посібник для самостійного вивчення, 2005
· Симетрична багатопроцесорна.
При однопроцесорній архітектурі на центральний процесор маршрутизатора покладається все навантаження по обробці трафіку: фільтрація і передача пакетів, оновлення таблиць маршрутизації, виділення службових пакетів, робота з протоколом SNMP, формування керуючих пакетів і т.д. Це призводить до того, що маршрутизатор може стати вузьким місцем у мережі при збільшенні навантаження. Навіть застосування потужних RISC-процесорів не вирішує проблему.
Для подолання недоліків такої архітектури застосовують посилену однопроцесорних архітектуру. У функціональній схемі маршрутизатора виділяють модулі, відповідальні за виконання тих чи інших спеціальних завдань. Кожен такий модуль маршрутизатора оснащується своїм (периферійним) процесором. При цьому відбувається часткова розвантаження центрального процесора, який відповідає тільки за ті завдання, які не можна доручити периферійному. У цілому, і ця архітектура не здатна вирішити всі завдання, пов'язані з продуктивністю.
Симетрична багатопроцесорна архітектура позбавлена перерахованих недоліків, так як відбувається пряме розподіл навантаження на всі модулі. Але тепер кожен модуль містить свій процесор, який виконує всі завдання маршрутизації і має свою копію таблиці маршрутизації. Переваги такої архітектури визнані всіма виробниками маршрутизаторів. Дана архітектура дозволяє досягти теоретично необмеженої продуктивності маршрутизаторів.
На закінчення нашого аналізу маршрутизаторів можна сказати, що вони володіють незаперечними перевагами. Маршрутизатори не вносять жодних обмежень у топологію мережі. Петлі, що виникають у мережах з комутаторами, не представляють проблеми для маршрутизаторів.
Тим не менш, маршрутизатори в порівнянні з комутаторами і мостами вимагають набагато більше зусиль з адміністрування. Адміністраторам мереж необхідно знати ціле безліч конфігураційних параметрів для маршрутизаторів. При цьому параметри кожного маршрутизатора повинні бути узгоджені з параметрами інших маршрутизаторів у мережі.
Сьогодні багато організацій реалізують міжмережевий обмін через маршрутизатори. Велика кількість компаній модернізують свої системи, встановлюючи комутатори між маршрутизаторами та мережами, які обслуговуються цими маршрутизаторами. При цьому комутатори підвищують продуктивність мережі, а маршрутизатори забезпечують захист інформації та виконують більш складні завдання, такі як трансляція протоколов.Сегодня чітко окреслилася тенденція до витіснення складних високопродуктивних маршрутизаторів і збільшення ролі маршрутизаторів початкового класу, а провідні фірми-виробники прийшли до висновку, що одним з основних вимог покупців до маршрутизатора є простота його використання.
2.Коммутатор
Коли з'явилися перші пристрої, що дозволяють роз'єднувати мережу на декілька доменів колізій (по суті фрагменти ЛВС, побудовані на hub-ах), вони були двох портовими і отримали назву мостів (bridge-ів). У міру розвитку даного типу обладнання, вони стали багатопортовими і отримали назву комутаторів (switch-ів). Деякий час обидва поняття існували одночасно, а поздее замість терміна "міст" стали застосовувати "комутатор".
Зазвичай, проектуючи мережу, за допомогою комутаторів сполучають декілька доменів колізій локальної мережі між собою. У реальному житті в якості доменів колізій виступають, як правило, поверхи будівлі, в якій створюється мережа. Їх зазвичай більш 2-х, а в результаті забезпечується набагато ефективніше управління трафіком чим у прародителя комутатора - моста. Щонайменше, він може підтримувати резервні зв'язки між вузлами мережі.
Завдяки тому, що комутатори можуть управляти трафіком на основі протоколу канального рівня (Рівня 2) моделі OSI, він в змозі контролювати МАС адреси підключених до нього пристроїв і навіть забезпечувати трансляцію пакетів із стандарту в стандарт (наприклад Ethernet в FDDI і назад). Особливо вдало результати цієї можливості представлені в комутаторах Рівня 3, тобто пристроях, можливості яких наближаються до можливостей маршрутизаторів.
Комутатор дозволяє пересилати пакети між декількома сегментами мережі. Він є навчаються пристроєм і діє за аналогічною технологією. На відміну від мостів, ряд комутаторів не поміщає всі, хто входить пакети в буфер. Це відбувається лише тоді, коли треба узгодити швидкості передачі, або адреса призначення не міститься в адресній таблиці, або коли порт, куди повинен бути направлений пакет, зайнятий, а комутує пакети "на льоту". Комутатор лише аналізує адресу призначення в заголовку пакету і, звірившись з адресною таблицею, тут же (час затримки близько 30-40 мікросекунд) направляє цей пакет у відповідний порт. Таким чином, коли пакет ще цілком не пройшов через вхідний порт, його заголовок вже передається через вихідний. На жаль, типові комутатори працюють за алгоритмом "старіння адрес". Це означає, що, якщо після закінчення певного проміжку часу, не було звернень за цією адресою, то він видаляється з адресної таблиці.
Комутатори підтримують при з'єднанні один з одним режим повного дуплексу. У такому режимі дані передаються і приймаються одночасно, що неможливо в звичайних мережах Еthегnеt. При цьому швидкість передачі даних підвищується в два рази, а при з'єднанні декількох комутаторів можна добитися і більшої пікової продуктивності.
3.Концентратор
Hub чи концентратор - багатопортовий повторювач мережі з автосигментацією. Всі порти концентратора рівноправні. Отримавши сигнал від однієї з підключених до нього станцій, концентратор транслює його на усі свої активні порти. При цьому, якщо на якому-небудь з портів виявлена несправність, то цей порт автоматично відключається (сегментується), а після її усунення знову робиться активним. Обробка колізій і поточний контроль за станом каналів зв'язку зазвичай здійснюється самим концентратором. Концентратори можна використовувати як автономні пристрої або сполучати один з одним, збільшуючи тим самим розмір мережі і створюючи більш складні топології. Крім того, можливо їхнє з'єднання магістральним кабелем у шинну топологію. Автосигментацією необхідна для підвищення надійності мережі. Адже Hub, що змушує на практиці застосовувати зіркоподібну кабельну топологію, знаходиться в рамках стандарту IEEE 802.3 і тим самим зобов'язаний забезпечувати з'єднання типу моноканалу.
Призначення концентраторів - об'єднання окремих робочих місць в робочу групу в складі локальної мережі. Для робочої групи характерні такі ознаки: певна територіальна зосередженість; колектив користувачів робочої групи вирішує подібні задачі, використовує однотипне програмне забезпечення і загальні інформаційні бази; в межах робочої групи існують загальні вимоги щодо забезпечення безпеки і надійності, відбувається однаковий вплив зовнішніх джерел збурювань (кліматичних, електромагнітних і т.п.); спільно використовуються високопродуктивні периферійні пристрої; зазвичай містять свої локальні сервера, нерідко територіально розташовані на території робочої групи.
OSI. Концентратори працюють на фізичному рівні (Рівень 1 базової еталонної моделі OSI). Тому вони не чутливі до протоколів верхніх рівнів. Результатом цього є можливість спільного використання різних операційних систем (Novell NetWare, SCO UNIX, EtherTalk, LAN Manager і ін, сумісні з мережами Ethernet чи IEEE 802.3). Є, правда, певне "тиск" на хазяїна мережі при використанні програм керування мережею: керуючі програми, як правило, використовують для зв'язку з SNMP устаткуванням протокол IP. Тому в частині керування мережею приходиться використовувати тільки цей протоколи і відповідно операційні оболонки на станціях керування мережею. Але це не дуже серйозний тиск, бо протокол IP є, напевно, самим популярним.
Усі концентратори мають такими характерними експлуатаційними ознаками:
· Оснащені світлодіодними індикаторами, що вказують стан портів (Port Status), наявність колізій (Collisions), активність каналу передачі (Activity), наявність несправності (Fault) і наявність харчування (Power), що забезпечує швидкий контроль стану всього концентратора і діагностику несправностей;
· При включенні електроживлення виконують процедуру самотестування, а в процесі роботи - функцію самодіагностики;
· Мають стандартний розмір по ширині - 19'';
· Забезпечують автосигментацією портів для ізоляції несправних портів і поліпшення схоронності мережі (network integrity);
· Виявляють помилку полярності при використанні кабелю на кручений парі й автоматично переключають полярність для усунення помилки монтажу;
· Підтримують конфігурації з застосуванням декількох концентраторів, з'єднаних один з одним або за допомогою спеціальних кабелів і stack-портів, або тонкої коаксіальної магістралі, включеної між портами BNC, або за допомогою оптоволоконного чи товстого коаксіального кабелю підключеного через відповідні трансивери до порту AUI, або за допомогою UTP кабелів , підключених між портами концентраторів;
· Підтримують мовний зв'язок і передачу даних через один і той же кабельний джгут;
· Прозорі для програмних засобів мережної операційної системи;
· Можуть бути змонтовані і введені в дію протягом кількох хвилин.
Концентратори початкового рівня - 8-ми, 5-ти, рідше 12 ... 16-ти портові концентратори. Часто мають додатковий BNC, рідше AUI порт. Не забезпечує можливості керування ні через консольний порт (у виді його відсутності), ні по мережі (через відсутність SNMP модуля). Є простим і дешевим рішенням для організації робочої групи невеликого розміру.
Концентратори середнього класу - 12-ми, 16-ти, 24-х портові концентратори. Мають консольний порт, часто додаткові BNC і AUI порти. Цей тип концентраторів надає можливості для позасмугового управління мережею (out-of-band management) через консольний порт RS232 під керуванням якої-небудь стандартної термінальної програми, що дає можливість конфігурувати інші порти і зчитувати статистичні дані концентратора. Цей тип концентраторів позиціонують для побудови мереж у діапазоні від малих до середніх, які в подальшому будуть розвиватися і зажадають уведення програмного керування.
SNMP-керовані концентратори - 12-ми, 16-ти, 24-х і 48-ми портові концентратори. Їх відрізняє не тільки наявність консольного порту RS-232 для керування, але і можливість здійснення керування і збір статистики по мережі використовуючи протоколи SNMР / IР або IРХ. Власнику подібного hub-а стають доступними наступні збір статистики на вузлах мережі (концентраторах), її первинна обробка й аналіз: ідентифікуються головні джерела повідомлень / top talkers /, найбільш активні користувачі / heavy users /, джерела помилок і комунікаційні пари / communications pairs /. Ці типи концентраторів доцільно застосовувати для побудови LAN-мереж у діапазоні від середніх і вище, що безумовно будуть розвиватися. Ці мережі завжди вимагають програмного керування мережею, у тому числі вилученого.
BNC-концентратори або концентратори ThinLAN - багатопортовий повторювачі для тонких коаксіальних кабелів, використовуваних у мережах стандартів 10Base2. Вони мають у своєму складі порти BNC і, як правило, один порт AUI, часто підтримують SNMP протоколи. Вони, як і hub-и 10Base-T, сегментують порти (відключаючи при цьому не одну станцію, а абонентів усього лучачи) і транслюють вхідні пакети в усі порти. На кожен BNC-порт поширюються всі ті ж обмеження, що і на фрагмент мережі стандарту 10Base-2: підтримується робота сегментів тонкого коаксіального кабелю довжиною до 185 метрів на кожен порт, забезпечується до 30 мережних з'єднань на сегмент включаючи "порожні T-коннектори", якщо відбудеться порушення цілісності кабельного сегмента, цей сегмент виключається з роботи, але інша частина концентратора буде продовжувати функціонувати. Сфера застосування концентраторів даного типу - модернізація старих мереж стандарту 10Base2 з метою підвищення їх надійності, модернізація мереж, що досягли обмежень на застосування репітерів і не потребують частих змін.
10/100Hub-и з'явилися останнім часом. Якщо просто читати рекламу на них, то можна "потрапити в засідку". Справа в тому, що Hub не вміє буферізірованний пакети, а тому не вміє погоджувати різні швидкості. Тому, якщо до такого hub-у підключена хоча б одна станція стандарту 10Base-T, то всі порти будуть рабртать на швидкості 10. За чутками, вже існують hub-и, що підтримують дві швидкості одночасно. Я таких не зустрічав, але вважаю, що в цьому випадку словом "hub" виробник називає якесь проміжне пристрій (щось середнє між hub-ом і switch-ом), як, наприклад, MicroLAN фірми Cabletron Systems.
Redundant link. Концентратори середнього класу і SNMP-керовані концентратори підтримують одну надлишкову зв'язок (redundant link) на кожен концентратор для створення резервних зв'язок (back up link) між будь-якими двома концентраторами. Це забезпечує відмовостійкість мережі на апаратному рівні. Резервна зв'язок являє собою окремий кабель, змонтований між двома концентраторами. Використовуючи консольний порт концентратора, треба просто задати конфігурацію основного каналу зв'язку і резервного каналу зв'язку одного з концентраторів. Резервний канал зв'язку автоматично деблокуючих при відмові основного каналу зв'язку двох концентраторів. Не дивлячись на те, що концентратор може контролювати тільки одну резервну зв'язок, він може знаходитися на віддаленому кінці однієї резервної зв'язку та на контролюючому кінці резервної зв'язку з іншим концентратором! Після усунення несправності на основному кабельному сегменті, основна зв'язок автоматично не відновить роботу. Для відновлення роботи головної зв'язку доведеться використовувати консоль концентратора або натиснути кнопку Reset (виключити / включити) на концентраторе.
Зв'язковий біт у концентраторів являє собою періодичний імпульс тривалістю 100 нс, що посилається через кожні 16 мс. Він не впливає на трафік мережі. Зв'язковий біт посилається в той період, коли мережа не передає дані. Ця функція здійснює поточний контроль збереження UTP каналу. Цю функцію слід використовувати у всіх можливих випадках і блокувати її тільки тоді, коли до порту концентратора приєднується пристрій, що не підтримує її, наприклад, обладнання типу HP StarLAN 10.
Забезпечення таємності в мережах, побудованих з використанням концентраторів, досить невдячне заняття, тому що Hub по визначенню є широкомовним пристроєм. Але, при необхідності, Вам можуть бути доступні наступні засоби: блокування невикористовуваних портів, установка пароля на консольний порт, установка шифрування інформації на кожному з портів (деякі моделі мають цю можливість).
Висновок
В автоматизованих системах великих підприємств підмережі включають обчислювальні кошти окремих проектних підрозділів. Інтермережі потрібні для поєднання таких підмереж, а також для об'єднання технічних засобів автоматизованих систем проектування і виробництва в єдину систему комплексної автоматизації (CIM - Computer Integrated Manufacturing). Зазвичай інтермережі пристосовані для різних видів зв'язку: телефонії, електронної пошти, передачі відеоінформації, цифрових даних і т.п., і в цьому випадку вони називаються мережами інтегрального обслуговування.
Розвиток інтермережі полягає в розробці засобів сполучення різнорідних підмереж і стандартів для побудови підмереж, спочатку пристосованих до об'єднання в пару.
Підмережі в інтермережі об'єднуються відповідно до обраної топологією за допомогою блоків взаємодії.
Список літератури
1.http: / / hub.ru /
2. http://www.bmstu.ru/
3. http://compdoc.ru/
4. Д.Ф.Дімарціо-Маршрутизатори Cisco. Посібник для самостійного вивчення, 2005