1. Введение
2. Сетевое Оборудование

2.1  Мосты

2.2  Коммутаторы

2.3  Маршрутизаторы

3. Устройство Маршрутизатора
4. Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение   

 

При создании информационной сети надо исходить из нескольких соображений. Во- первых это быстродействие сети. Также важным является удобство при работе в сети, а также цель с которой эта сеть используется.

            Так, в учебных целях чаще всего надо объединить  несколько компьютерных аудиторий, для удобства работы с сетью Интернет, или просто для работы всех компьютеров в локальной сети. В моей работе у пор ставится на использование маршрутизаторов и коммутаторов в сети.

            При отсутствии маршрутизатора или коммутатора для создания проекта  какой либо сети можно воспользоваться программным пакетом эмулирующим его работу. Одним из таких пакетов является RouterSIM .Программа RouterSIM предназначена для учебных целей  с помощью нее создаются проекты сетей.

Она поддерживает большое количество сетевого оборудования (различные свичи и маршрутизаторы фирмы CISCO). Она предназначена для учебных целей  и  в комплекте с ней идет набор лабораторных работ по созданию и настройке сетей.

Она имеет простой интерфейс единственой неудобство связанное с ее использованием это  то, что лабораторные работы к ней идут на английском языке.

 

 

С помощью этой программы можно сделать проект сети и проверить ее работоспособность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Сетевое Оборудование

Неотъемлемым компонентом любого проекта сети является сетевое оборудование. Оно необходимо если требуется повысить производительность сети в целом, предусмотреть расширение сети без снижения производительности или соединить отдаленные участки сети. Мосты, маршрутизаторы и коммутаторы позволяют увеличить количество устройств, объединенных в сеть, и сегментировать трафик для увеличения производительности. Кроме того, отдаленные участки сети часто соединяются с помощью маршрутизаторов, и поэтому они часто выполняют еще и функции брандмауэра. Необходимо знать, когда эти устройства следует использовать, и на каких участках сети они должны располагаться.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мосты

Мосты применяются для соединения подобных или одинаковых локальных сетей, причем они прозрачны для протоколов сетевого уровня, например IPX и IP. Сети, соединенные мостами, - физически раздельные сети, но логически они образуют единую сеть. Это означает, что правила прокладки кабелей применяются к каждой отдельной сети, а не ко всем сразу, протоколами же сетевого уровня данные сети рассматриваются таким образом, как будто бы это единая сеть.

Мосты сегментируют поток данных: он пропускает только трафик, адресованный устройствам по другую сторону моста. Поскольку мосты не пропускают локальный поток данных, они позволяют существенно снизить общий поток данных в сети, состоящей из нескольких локальных сетей.

Но мосты имеют тот недостаток, что они передают широковещательные пакеты канального уровня. При некоторых обстоятельствах - неисправность оборудования и даже ошибки в программном обеспечении - это чревато возникновением постоянного потока широковещательных пакетов, что приводит к состоянию, именуемому "лавиной пакетов" (packet storm). Поскольку мосты передают все эти пакеты, они могут "заполонить" сеть целиком, серьезно снизив производительность.

Некогда мосты были наиболее распространенным методом объединения локальных сетей. В настоящее время, в результате технического усовершенствования маршрутизаторов, их использование сократилось. Многие производители оснастили маршрутизаторы функциями мостов: такое устройство работает, как маршрутизатор по отношению к пакетам поддерживаемых протоколов и как мост по отношению к остальным. Все же в среде, где применяются немаршрутизируемые протоколы, в частности LAT фирмы Digital Equipment или некоторые протоколы фирмы IBM, мосты широко распространены до сих пор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коммутаторы

Коммутаторы разработаны для решения проблемы недостаточной производительности сети из-за нехватки пропускной способности и наличия узких мест. Однако в противовес общему мнению и шумихе в рекламных изданиях, коммутаторы не панацея от всех проблем с производительностью и обеспечением связи в сети.

Коммутатор сегментирует сеть на меньшие коллизионные домены (в среде Ethernet) или на меньшие кольца (в среде Token Ring), в результате каждая конечная станция получает большую долю суммарной пропускной способности. Эти устройства, по существу, - мосты со множеством портов. Подобно мостам, они направляют пакеты из одной сети в другую. Используемые в коммутаторах, интегральные схемы специального назначения (Application-Specific Integrated Circuit, ASIC) объединяют функции одного или нескольких мостов. Поэтому коммутатор обеспечивает довольно высокую производительность всех портов при относительно низкой цене за порт.

Кроме внутренних компонентов на производительность коммутаторов влияют еще две характеристики - способ передачи и буферизации пакетов. Некоторые коммутаторы ожидают получения всего пакета целиком перед тем, как передать его дальше. Этот способ называется коммутацией с промежуточной буферизацией (store-and-forward). Другие коммутаторы используют метод сквозной коммутации (cut-through).

Коммутатор со сквозной коммутацией начинает пересылать пакет сразу же после того, как получит адрес получателя. Этот процесс приводит к гораздо меньшим задержкам, чем в случае промежуточной буферизации, - 40 мкс вместо 1,2 мс на пакет размером 1518 байт. Сквозная коммутация уменьшает время ожидания, но зато получатель будет получать и поврежденные пакеты.

Коммутатор с промежуточной буферизацией записывает приходящий пакет в память, затем проверяет его на наличие ошибок с помощью циклического избыточного кода (CRC). Буферизация пакетов увеличивает время ожидания, но уменьшает количество дефектных пакетов и число коллизий, снижающих производительность сети.

Однако метод передачи с буферизацией чреват другими проблемами. Например, при интенсивном трафике буферы могут переполниться. Если все доступные буферы заполнены, коммутатор отбрасывает приходящие пакеты, что резко снижает производительность, поскольку протоколы верхних уровней, обнаруживая пропажу пакетов, требуют повторной передачи. Это приводит к задержкам в работе сети, которые обычно исчисляются секундами и заметны пользователям. Частично данная проблема решается увеличением размера буферов.

Для коммутаторов с промежуточной буферизацией характерны еще и проблемы нехватки памяти. Как мосты, так и коммутаторы поддерживают таблицы сетевых адресов для маршрутизации пакетов. Если буфер адресов заполняется, и мост, и коммутатор или игнорируют новые адреса, отбрасывая пакеты, им адресованные, или отказываются от ранее записанных адресов, освобождая место для новых. В любом случае работа сети страдает. Здесь также может помочь расширение буферов адресов, но при этом увеличатся задержки при передаче пакетов.

Существуют и гибридные коммутаторы. Сначала они работают как сквозные коммутаторы и, проверяя CRC, следят за количеством возникающих ошибок. Когда число ошибок достигает определенного порога, коммутаторы начинают работать как коммутаторы с буферизацией и продолжают работать в таком режиме, пока количество ошибок не снизится. Потом коммутаторы вновь возвращаются к методу сквозной коммутации. Данные коммутаторы называются пороговыми (threshold detection), или адаптивными.

Коммутация может осуществлятся как для отдельных узлов, так и для целых сегментов сети. Коммутация для индивидуальных узлов приводит к созданию доменов из одного компьютера, фактически исключая коллизии в таком сетевом сегменте. Коммутация для сетевых сегментов, состоящих из нескольких узлов, снижает вероятность коллизий.

Большинство коммутаторов также позволяет соединять низкоскоростные сети, например Ethernet на 10 Мбит/с, с высокоскоростными сетями - Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN и FDDI. Этот подход часто используется при соединении низкоскоростных сетей рабочих групп с высокоскоростными магистральными сетями.

Коммутаторы имеют несколько существенных недостатков. Подобно мостам, они пересылают широковещательные пакеты и почти не обеспечивают защиту от "лавин пакетов". Кроме того, устройства сквозной коммутации пересылают дефектные или неполные пакеты, а устройства с буферизацией перестают пропускать пакеты при повышении интенсивности трафика.

 

 

 

 

Маршрутизаторы

Мосты соединяют идентичные локальные сети, а маршрутизаторы - однородные или разнородные локальные сети, например Ethernet с Arcnet. Эти устройства работают с сетевыми протоколами, такими как IP и IPX. Как и мосты, маршрутизаторы разделяют сеть физически; отличие же состоит в том, что при использовании маршрутизаторов сеть разделяется на части также и на логическом уровне. Поскольку маршрутизаторы не передают широковещательных пакетов на канальном уровне, они обеспечивают высокую степень сегментации.

Кроме сегментации, маршрутизаторы обеспечивают резервные пути между сетями, поддерживают функции брандмауэра и предоставляют экономичный доступ к глобальным сетям. Резервные пути повышают отказоустойчивость сети - если один маршрутизатор не исправен, используется другой. Многие маршрутизаторы могут также фильтровать данные в зависимости от информации из заголовка пакета: отправителя или получателя, данных о маршруте, типе кадра канального уровня и типе пакета сетевого уровня. Фильтрация этого типа позволяет реализовать брандмауэр между сетями.

Поскольку маршрутизаторы могут соединять разнородные сети, они хорошо подходят для использования в глобальных сетях, где разнородные каналы глобальных сетей (например Т-1 и frame relay) соединяют разнородные локальные сети. В частности, Internet представляет собой огромную сеть из разнородных сетей, связанных маршрутизаторами.

Подобно мостам, маршрутизаторы пропускают только поток данных, адресованный другой стороне. Это значит, что внутренний трафик одной локальной сети не влияет на производительность другой. На самом деле маршрутизаторы рассылают (направлено или широковещательно) и информацию о маршрутизации, поэтому непроработанный протокол маршрутизации (такой как Router Information Protocol, RIP), использовавшийся в первых версиях NetWare фирмы Novell) в крупной сети может привести к генерации заметного широковещательного потока данных. (Сейчас RIP заменен гораздо более эффективным протоколом NetWare Link Services Protocol.)

Маршрутизаторы - это чаще всего либо нестандартные, специализированные компьютеры, либо программное обеспечение, работающее на компьютере общего назначения - обычно сетевом сервере. Специализированные маршрутизаторы зачастую обеспечивают лучшую производительность и более гибкое управление ресурсами, чем программные маршрутизаторы, однако производительность последних, как правило, вполне достаточна, а стоят они дешевле.

На первых порах маршрутизаторы уступали мостам по производительности и даже заработали себе репутацию источника узких мест в сети. Однако производительность современных маршрутизаторов, даже программных, часто существенно превосходит пропускную способность каналов связи локальных и глобальных сетей, которые они соединяют.

Центральным элементом составной сети является маршрутизатор, главное назначение которого — объединение подсети с тем, чтобы любой компьютер мог обмениваться пакетами с другими компьютерами в составе сети, независимо от их принадлежности к той или иной подсети.

Маршрутизатор может быть реализован либо полностью программным способом — в этом случае он представляет собой модуль операционной системы, установленной на компьютере общего назначения; либо программно-аппаратным способом — тогда он является специализированным вычислительным устройством, в котором часть функций выполняется нестандартной аппаратурой, а часть — программными модулями, работающими под управлением специализированной ОС, называемой иногда монитором.

На нижнем уровне маршрутизатор, как и любое устройство, подключенное к сети, обеспечивает физический интерфейс со средой передачи, включая согласование уровней электрических сигналов, линейное и логическое кодирование. Кроме того, для поддержки физического интерфейса он должен быть оснащен разъемом соответствующего типа.

Обычно маршрутизатор имеет от четырех до нескольких десятков физических интерфейсов, называемых также портами, одна часть которых предназначена для подключения к локальным, а другая — к глобальным сетям. Каждый локальный порт работает по строго определенной технологии: например, Ethernet, Token Ring, FDDI. Для глобального порта чаще всего жестко определяется только некоторый стандарт физического уровня, поверх которого могут работать различные протоколы канального уровня в зависимости от того, как этот порт сконфигурирован. Так, глобальный порт с поддержкой протокола физического уровня V.35 обычно может быть настроен для работы по одному из следующих протоколов канального уровня: LAP-B (для сетей X.25), PPP (для сетей IP), LAP-F (для сетей frame relay), LAP-D (для сетей ISDN).

Такое отличие в реализации интерфейсов локальных и глобальных сетей объясняется тем, что каждая технология локальных сетей опирается, как правило, на свои собственные стандарты физического уровня. Правда, локальным портом не всегда поддерживаются все функции физического уровня. Так, технология Ethernet позволяет стандартным образом выделить функции приемопередатчика (трансивера) и реализовать их в отдельном внешнем устройстве. В этом случае на панели маршрутизатора вы можете увидеть разъемы AUI (Attachment Unit Interface) или MII (Media Independent Inter-face), при этом подключение к сети осуществляется через соответствующий внешний трансивер.

С точки зрения пользователя, важнейшей потребительской характеристикой является перечень физических интерфейсов, поддерживаемых той или иной моделью маршрутизатора. Маршрутизатор должен работать с протоколами канального и физического уровней, используемыми в подсетях, к которым он будет непосредственно присоединен. На Рисунке 1 показана функциональная модель маршрутизатора с четырьмя портами: порты Ethernet 10BaseT и 10Base2, порт Token Ring UTP и порт V.35 для подключения к глобальной сети. В зависимости от выбранного варианта конфигурации к порту V.35 могут быть подключены сети X.25, ISDN или frame relay с использованием протоколов LAP-B, LAP-D или LAP-F соответственно.

Каждый порт маршрутизатора — это конечный узел для той подсети, к которой он присоединен. Поэтому, как и всем другим конечным узлам, портам маршрутизатора назначаются один (или несколько) локальных (называемых также аппаратными) адресов и один (или несколько) сетевых адресов. Заметим, что слово «локальный» в данном контексте никак не связано с понятием «локальная сеть». Под локальным адресом понимается такой тип адреса, который средствами базовой технологии используется для доставки данных в пределах подсети, независимо от того локальная эта подсеть или глобальная. Так, локальным адресом порта маршрутизатора, к которому подключен сегмент Ethernet, является шестибайтовый МАС-адрес, например 12-B3-35-3B-A0-11, а если к порту подключена сеть Х.25, то — адрес Х.25, например 25083930785708. Если для перемещения кадра в пределах подсети используется локальный адрес, то для продвижения пакета по составной сети необходим сетевой адрес. В частности, протокол IP оперирует с сетевыми IP-адресами, которые состоят из 4 байт, например 109.26.17.100, и содержат номер сети и номер узла. Сетевые адреса должны быть уникальны в пределах всей составной сети. Иногда порты маршрутизатора вообще не имеют ни локальных, ни сетевых адресов. С такой ситуацией можно встретиться, когда порты двух соседних маршрутизаторов связаны по соединению типа «точка — точка».

Интерфейсы маршрутизатора выполняют полный набор функций физического и канального уровней по передаче кадра, включая получение доступа к среде (если это необходимо), формирование битовых сигналов, прием и передачу кадра, буферизацию кадров в своей оперативной памяти, подсчет его контрольной суммы и отбраковку поврежденных кадров. Обработка завершается отбрасыванием заголовка кадра и извлечением из поля данных пакета, который передается модулю сетевого протокола маршрутизатора.

Модуль сетевого протокола анализирует содержимое полей заголовка пакета. Прежде всего, он снова вычисляет контрольную сумму, но уже не для кадра, а для пакета или части пакета: в частности, в случае пакета IP вычисляется контрольная сумма заголовка. Если пакет пришел поврежденным, то он отбрасывается. Далее проверяется, не слишком ли долго пакет находился в сети (определяется время жизни пакета). Если норма превышена, то пакет также отбрасывается. На этом этапе вносятся корректировки в содержимое некоторых полей: например, уменьшается время жизни пакета, пересчитывается контрольная сумма.

К сетевому уровню относится одна из важнейших функций маршрутизатора — фильтрация трафика. Обладая более высоким интеллектом, нежели мосты и коммутаторы, маршрутизатор позволяет задавать и может отрабатывать значительно более сложные правила фильтрации. Для мостов и коммутаторов пакет сетевого уровня, находящийся в поле данных кадра, выглядит как неструктурированная двоичная последовательность. Маршрутизаторы же, программное обеспечение которых содержит модуль сетевого протокола, способны производить разбор и анализ отдельных полей пакета. Они оснащаются развитыми средствами пользовательского интерфейса, с помощью которых администратор может без особых усилий задавать сложные правила фильтрации: например, в корпоративную сеть могут не допускаться все пакеты, кроме тех, которые поступают из подсетей этого же предприятия. Фильтрация в данном случае производится по сетевым адресам отправителя, и все пакеты, адреса которых не входят в разрешенный диапазон, отбрасываются. Маршрутизаторы, как правило, в состоянии анализировать и заголовки транспортного уровня, поэтому фильтры могут не пропускать в сеть пакеты определенных прикладных сервисов, например сервиса telnet или ftp, задействующих конкретные программные порты, значения которых и используются при составлении правил фильтрации.

В случае, если интенсивность поступления пакетов превышает скорость, с которой они обрабатываются маршрутизатором, пакеты помещаются в очередь. Программное обеспечение маршрутизатора может реализовать различные дисциплины обслуживания очередей: в порядке поступления по принципу «первый пришел — первым обслужен» (First Input First Output, FIFO); со случайным ранним обнаружением перегрузки, когда обслуживание идет по правилу FIFO, но при достижении длины очереди некоторого порогового значения вновь поступающие пакеты отбрасываются (Random Early Detec-tion, RED), а также с применением различных вариантов приоритетного и взвешенного обслуживания. За счет этого при перегрузках соблюдаются некоторые гарантии качества обслуживания: в частности, на время задержки пакетов или на пропускную способность для определенного потока пакетов, при этом первоочередное обслуживание осуществляется с использованием того же набора признаков, что и при фильтрации пакетов.

И конечно, на сетевом уровне решается основная задача маршрутизатора — определение маршрута пакета. По номеру сети, извлеченному из поля адреса назначения заголовка пакета, модуль сетевого протокола находит в таблице маршрутизации строку, содержащую сетевой адрес следующего маршрутизатора и идентификатор своего порта, на который нужно передать данный пакет, чтобы он двигался в правильном направлении. Если в таблице отсутствует запись о сети назначения пакета и к тому же нет записи об используемом по умолчанию транзитном маршрутизаторе, то данный пакет отбрасывается.

Чтобы пакет дошел до следующего маршрутизатора, он должен быть упакован в кадр той технологии, которую использует соответствующая подсеть. А значит, в поле адреса назначения заголовка кадра должен быть указан локальный адрес нужного маршрутизатора. Следовательно, сетевой адрес необходимо преобразовать в локальный адрес той технологии, которая используется в сети, где находится следующий маршрутизатор. Для этого сетевой протокол обращается с запросом к протоколу разрешения адресов. Соответствие между сетевыми и локальными адресами устанавливается либо на основании заранее составленных таблиц, либо путем рассылки широковещательных запросов по подсети. Таблица соответствия локальных адресов сетевым адресам строится отдельно для каждого сетевого интерфейса. Помимо локального адреса назначения требуется сгенерировать и другие поля заголовка — а именно, поле контрольной суммы; поле локального адреса отправителя, в качестве которого маршрутизатор вставляет локальный адрес своего порта; поле типа протокола сетевого уровня, который переносит кадр, а также другие поля (их конкретный набор зависит от технологии, лежащей в основе работы соответствующего порта).

При передаче пакета между подсетями, где применяются разные технологии, у которых не совпадают максимально допустимые значения длины поля данных кадра, пакет может потребоваться разбить на несколько фрагментов; каждый из них должен быть упакован в отдельный кадр. Функция фрагментации также выполняется средствами сетевого уровня маршрутизатора.

С сетевого уровня пакет, локальный адрес следующего маршрутизатора и идентификатор выходного порта передаются вниз по иерархии на канальный уровень. На основании идентификатора порта осуществляется перемещение этих данных в выходной буфер одного из интерфейсов маршрутизатора, а затем средствами канального уровня выполняется упаковка пакета в кадр соответствующего формата. В поле адреса назначения заголовка кадра помещается локальный адрес следующего маршрутизатора. Готовый кадр отправляется в сеть.

Сетевые протоколы активно используют в своей работе таблицу маршрутизации, но ни ее построением, ни поддержкой данных, хранящихся в ней, они не занимаются. Каким же образом происходит формирование этих таблиц? Какими средствами обеспечивается адекватность содержащейся в них информации постоянно изменяющейся структуре сети? Основная работа по созданию таблиц маршрутизации выполняется автоматически, но, как правило, таблицу можно скорректировать или дополнить вручную.

Для автоматического построения таблиц маршрутизации маршрутизаторы обмениваются информацией о топологии составной сети в соответствии со специальным служебным протоколом. Протоколы этого типа называются протоколами маршрутизации (или маршрутизирующими протоколами). Протоколы маршрутизации (RIP, OSPF, NLSP) следует отличать от собственно сетевых протоколов (IP, IPX). И те и другие выполняют функции сетевого уровня модели OSI — участвуют в доставке пакетов адресату через разнородную составную сеть. Но если первые собирают и передают по сети служебную информацию, вторые предназначены для передачи пользовательских данных, так же как это делают протоколы канального уровня. Протоколы маршрутизации используют сетевые протоколы в качестве транспортного средства, помещая свои сообщения в поле данных пакетов сетевого (а иногда даже транспортного) уровня, поэтому с точки зрения иерархии пакетов протоколы маршрутизации формально следовало бы отнести к более высокому уровню, чем сетевой, — чаще всего их вложенность соответствует прикладному уровню.

С помощью протоколов маршрутизации маршрутизаторы строят карту связей составной сети с той или иной степенью подробности. На основании этой информации для каждого номера сети принимается решение о том, какому следующему маршрутизатору надо передавать пакеты, чтобы маршрут оказался рациональным. Полученные данные заносятся в таблицу маршрутизации. При изменении конфигурации составной сети некоторые записи в таблице становятся недействительными. В таких случаях пакеты, отправленные по ложным маршрутам, могут зацикливаться и теряться. От того, насколько быстро протокол маршрутизации приводит в соответствие содержимое таблицы реальному состоянию сети, зависит качество работы всей сети.

В том, что для принятия решения о продвижении пакета маршрутизаторы обращаются к адресным таблицам, можно увидеть некоторое их сходство с мостами и коммутаторами. Однако природа используемых ими адресных таблиц сильно различается. Вместо фигурирующих в таблицах мостов/коммутаторов MAC-адресов в таблицах маршрутизации указываются номера подсетей, которые образуют составную сеть. Другим отличием названных таблиц является способ их создания. В то время как мост строит таблицу, пассивно наблюдая за проходящими через него информационными кадрами, которые конечные узлы сети посылают друг другу, маршрутизаторы обмениваются специальными служебными пакетами по своей инициативе, сообщая соседям об известных им подсетях в составной сети, маршрутизаторах и о связях этих подсетей с маршрутизаторами. Обычно в расчет принимается не только топология связей, но и их пропускная способность и рабочее состояние конкретных каналов. Это позволяет маршрутизаторам быстрее, нежели коммутаторам, адаптироваться к изменениям конфигурации составной сети, а также правильно передавать пакеты в сетях с произвольной топологией, где допускается наличие замкнутых контуров.

 

 

 

 

 

 

 

3. Устройство Маршрутизатора

От современного маршрутизатора требуется сочетание функциональности с высокой скоростью работы. Функциональность определяется разнообразием поддерживаемых сетевых протоколов (правда, в последнее время в связи с явным доминированием IP требования к поддержанию протоколов IPX, DECnet, SNA и других стали выдвигаться значительно реже), протоколов маршрутизации (RIP, OSPF обычно составляют обязательный набор, а при применении маршрутизатора для связи между автономными областями Internet необходим также и протокол BGP), физических интерфейсов.

Функциональность и гибкость на канальном уровне обычно обеспечивается в маршрутизаторах за счет модульной конструкции, когда в одно шасси устанавливается несколько модулей с интерфейсами определенного типа, причем как количество слотов у шасси, так и количество различных типов таких модулей может быть весьма большим, до нескольких десятков. Примером модульного построения маршрутизатора может служить маршрутизатор Cisco 7206, передняя панель которого показана на Рисунке 2. Этот маршрутизатор выполнен на основе 6-слотового шасси, в которое можно установить интерфейсные модули свыше 30 типов, в том числе модули Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, последовательных интерфейсов V.35/X.21/HSSI, технологий глобальных сетей ISDN, SONET/SDH и ATM. В маршрутизаторе, представленном на рисунке, установлены: 5-портовый модуль 10BaseFL, 4-портовый модуль 10BaseTX, 4-портовый модуль Token Ring, 4-портовый модуль Serial enchanced и 2-портовый модуль Fast Ethernet. Маршрутизатор также оснащен многофункциональным модулем управления.

. Передняя панель маршрутизатора Cisco 7206.

В том случае, когда от маршрутизатора не требуется гибкость на уровне интерфейсов, он реализуется с фиксированным набором портов, чаще всего с несколькими портами Ethernet для подключения к локальным подсетям и одним-двумя глобальными портами для организации внешних связей.

В последнее время из-за резко возросших скоростей технологий канального уровня важную роль стала играть быстрота обработки пакетов. При нескольких гигабитных и мультимегабитных интерфейсах Ethernet, ATM, SDH и DWDM суммарная скорость продвижения пакетов маршрутизатором должна составлять десятки гигабит и даже несколько терабит в секунду.

Добиться подобной производительности при сохранении гибкости и функциональности маршрутизатора — дело очень непростое. До появления высокоскоростных технологий от маршрутизатора обычно требовалось поддержание нескольких последовательных интерфейсов глобальных сетей со скоростями в несколько десятков Кбит/c, поэтому почти все функции маршрутизатора могли быть реализованы программным способом на основе единственного универсального процессора, в том числе и в маршрутизаторах, выполненных в виде специализированного устройства. Такой подход применяется и сегодня при реализации маршрутизаторов для небольших сетей, не поддерживающих высокоскоростных интерфейсов.

Каждый протокол в маршрутизаторе такого типа реализуется с помощью отдельного программного модуля, а для разделения ресурсов единственного процессора между модулями протоколов используется специализированная мультипрограммная операционная система с улучшенными функциями поддержки работы в реальном времени и усеченным набором приложений. В основе многих популярных специализированных операционных систем маршрутизаторов часто лежит та или иная версия UNIX. Наличие у маршрутизатора ОС и API для написания модулей протоколов позволяет достаточно просто изменять набор протоколов (с помощью конфигурирования ОС) и дополнять список поддерживаемых протоколов новыми, обеспечивая высокую функциональность на сетевом уровне.

Однако скоростные возможности однопроцессорного маршрутизатора принципиально ограничены — как возможностями самого процессора, так и накладными расходами на организацию его совместного использования. Естественным выходом из сложившейся ситуации стало появление многопроцессорных маршрутизаторов, при этом наибольшую популярность приобрела схема, упрощенный вид которой показан на Рисунке 3. Каждый порт такого маршрутизатора оснащен специализированным процессором, выполненным как заказная интегральная схема ASIC. Жесткая логика ASIC позволяет очень быстро осуществлять такие рутинные операции по обработке пакетов, как подсчет контрольной суммы, проверка разнообразных условий фильтрации, передача пакетов между внутренними очередями маршрутизатора. Кроме обслуживающих порты процессоров ASIC сверхпроизводительный маршрутизатор может также включать один или несколько общих для всех портов специализированных процессоров. Так, магистральные маршрутизаторы компании Juniper, структурная схема которых показана на Рисунке 3, содержат так называемый Internet-процессор — общий для всех портов процессор, который выполнен как ASIC и предназначен для одной-единственной операции — просмотра больших таблиц маршрутизации, что типично для маршрутизаторов, работающих на магистрали Internet. Узкая специализация позволяет Internet-процессору производить эту операцию очень быстро — со скоростью до 80 000 обращений в секунду. Кроме того, каждый порт маршрутизатора Juniper оснащен двумя ASIC: микросхемой менеджера ввода/вывода для анализа пришедшего пакета «со скоростью поступления» (т. е. с максимальной скоростью, поддерживаемой данным интерфейсом) и микросхемой менеджера буферов, для управления разделяемой между всеми портами памятью маршрутизатора.

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Заключение

При создании учебной сети нужно заранее продумать все аспекты ее строения. И сделать так чтобы она соответствовала всем функциям которые должна выполнять (например доступ в Интернет со всех терминалов. Так как в ней будет организовано большое количество компьютеров, то надо знать конфигурацию каждого из них (от физической до операционной системы). Проект же должен содержать в себе все комнаты со всеми компьютерами в них.

Создания какую-либо сеть необходимо понимать хотя бы основы сетевой архитектуры. Это является ключевым при проектировании сети и ее разработке вне зависимости от того делаешь ты сеть с нуля или модернизируешь существующую. При создании сети надо учитывать то , что бы сеть обладала достаточной гибкостью для внесения в нее изменений в дальнейшем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самарский Государственный Архитектурно Строительный  Университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферативная работа

Проект учебной сети факультета

 

 

 

Выполнил:

Анисимов Антон

Группа Гип-102

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самара 2004