Обзор технологии маршрутизации.

Маршрутизация является функцией третьего уровня модели OSI. Она основана на иерархической схеме, которая позволяет группировать отдельные адреса и работать с группами как с единым целым до тех пор, пока не потребуется установить индивидуальный адрес для окончательной доставки данных. Под термином «маршрутизация» подразумевают процесс определения наиболее эффективного пути от одного устройства к другому (рис. 41). Основным устройством, отвечающим за осуществление процесса маршрутизации, является маршрутизатор.

Рис. 41. Принцип работы протокола сетевого уровня

Маршрутизатор выполняет две ключевые функции:

· поддерживает таблицы маршрутизации и обменивается информацией об изменениях в топологии сети с другими маршрутизаторами. Эта функция реализуется с помощью одного или нескольких протоколов маршрутизации для передачи сетевой информации другим маршрутизаторам;

· когда пакеты приходят на один из интерфейсов, маршрутизатор, руководствуясь таблицей маршрутизации, должен определить, куда именно следует отправить пакет. Он перенаправляет пакеты на выбранный интерфейс, создает фреймы и затем пересылает их.

Маршрутизатор является устройством сетевого уровня и использует одну или несколько метрик маршрутизации (routing metric), для того чтобы установить оптимальный путь, по которому должен следовать сетевой трафик. Метрика маршрутизации - это параметр, по которому определяется наиболее предпочтительный маршрут. На рис. 42 показано, что протоколы маршрутизации используют различные комбинации параметров для расчета метрик.

Рис. 42. Метрики протокола маршрутизации

Для определения наилучшего межсетевого маршрута вычисляются различные комбинации компонентов метрики: количество ретрансляций (т.е. транзитных узлов), полоса пропускания, задержки, надежность, загрузка и стоимость. Маршрутизаторы объединяют сетевые сегменты или целые сети. Фреймы данных они передают на основе информации протокола третьего уровня. Маршрутизаторы принимают логическое решение о наилучшем маршруте доставки данных между сетями и отправляют пакеты в соответствующий исходящий порт для последующей инкапсуляции и пересылки. Процессы инкапсуляции и декапсуляции происходят каждый раз, когда пакеты проходят через маршрутизатор и данные передаются от одного устройства другому (рис. 43). При выполнении инкапсуляции поток данных разбивается на сегменты, добавляются необходимые заголовки и концевики, после чего данные передаются по сети. Декапсуляция — это обратный процесс, при котором удаляются заголовки и концевики, а данные собираются в неразрывный поток. Маршрутизаторы принимают фреймы от устройств локальной сети (например, рабочих станций) и на основе информации третьего уровня пересылают их по сети.

Эта часть посвящена наиболее широко используемому маршрутизируемому протоколу - IP. Несмотря на то что далее обсуждается только протокол IP, следует знать, что существуют другие маршрутизируемые протоколы, такие, как IPX/SPX и AppleTalk. В протоколах IPX/SPX и AppleTalk реализована поддержка средств третьего уровня, благодаря чему они могут маршрутизироваться. Протоколы, не поддерживающие третий уровень, называются немаршрутизируемыми. Наиболее распространенным из их числа является транспортный протокол, используемый всеми сетевыми ОС фирмы Microsoft (NetBIOS Extended User Interface — NetBEUI) - простой и эффективный протокол, область использования которого ограничена одним сегментом сети.

Рис. 43. Инкапсуляция данных