Маршрутизация и коммутация в корпоративных сетях. Коммутация и маршрутизация телекоммуникационных систем

Основным назначением узлов коммутации является прием, анализ, а в сетях с маршрутизацией еще и выбор маршрута, и отправление данных по выбранному направлению. В общем случае узлы коммутации включают в себя и устройства межсетевого интерфейса. Узлы коммутации вычислительных сетей содержат устройства коммутации (коммутаторы). Если они выполняют коммутацию на основе иерархических сетевых адресов, их называют маршрутизаторами.

Устройства коммутации занимают важное место в системах передачи информации в вычислительных сетях. С помощью устройств коммутации значительно сокра­щается протяженность каналов связи в сетях с несколькими взаимодействующими абонентами: вместо того чтобы прокладывать несколько каналов связи от данного абонента ко всем остальным, можно проложить лишь по одному каналу от каждого абонента к общему коммутационному узлу. В связи с этим, если не предъявляются чрезвычайно жесткие требования к оперативности и достоверности передачи данных в вычислительных сетях, используются коммутируемые каналы связи.

Узлы коммутации осуществляют один из трех возможных видов коммутации при передаче данных:

Коммутацию каналов;

Коммутацию сообщений;

Коммутацию пакетов.

Сообщения и пакеты часто называют дейтаграммами. Дейтаграмма (datagram) - это самостоятельный пакет данных (сообщение), содержащий в своем заголовке достаточно информации, чтобы его можно было передать от источника к получателю независимо от всех предыдущих и последующих сообщений.

Коммутация каналов

Между пунктами отправления и назначения устанавливается непосредственное физическое соединение путем формирования составного канала из последовательно соединенных отдельных участков каналов связи. Такой сквозной физический составной канал организуется в начале сеанса связи, поддерживается в течение всего сеанса и разрывается после окончания передачи. Формирование сквозного канала обеспечивается путем последовательного включения ряда коммутационных устройств в нужное положение постоянно на все время сеанса связи. Время создания такого канала сравнительно большое, и это один из недостатков этого метода коммутации. Образованный канал недоступен для посторонних абонентов. Монополизация взаимодействующими абонентами подканалов, образующих физический канал, обусловливает снижение общей пропускной способности сети передачи данных. И это притом, что образованный физический канал часто бывает недогружен.

Основные достоинства метода:

Возможность работы и в диалоговом режиме, и в реальном масштабе времени;

Обеспечение полной прозрачности канала.

Применяется этот метод коммутации чаще всего при дуплексной передаче аудиоинформации (обычная телефонная связь - типичный пример коммутации каналов).

Коммутация сообщений

Данные передаются в виде дискретных порций разной длины (сообщений), причем между источником и адресатом сквозной физический канал не устанавливается и ресурсы коммуникационной системы предварительно не распределяются. Отправитель лишь указывает адрес получателя. Узлы коммутации анализируют адрес и текущую занятость каналов и передают сообщение по свободному в данный момент каналу на ближайший узел сети в сторону получателя. В узлах коммутации имеются коммутаторы, управляемые связным процессором, который также обеспечивает временное хранение данных в буферной памяти, контроль достоверности информации и исправление ошибок, преобразование форматов данных, формирование сигналов подтверждения получения сообщения. Ввиду наличия буферной памяти имеется возможность устанавливать согласованную скорость передачи сообщения между двумя узлами. Прозрачность передачи данных в этом режиме только кодовая (битовая); временная прозрачность не обеспечивается. Ввиду этого затруднена работа в диалоговом режиме и в режиме реального времени. Некоторые возможности реализации этих режимов остаются лишь благодаря высокой скорости передачи и возможности выполнять приоритетное обслуживание заявок. Применяется этот вид коммутации в электронной почте, телеконференциях, электронных новостях и т. п.

Коммутация пакетов

В современных системах для повышения оперативности, надежности передачи и уменьшения емкости запоминающих устройств узлов коммутации длинные сообщения разделяются на несколько более коротких стандартной длины, назы­ваемых пакетами (иногда очень короткие сообщения, наоборот, объединяются вместе в пакет). Стандартность размера пакетов обусловливает соответствующую стандартную разрядность оборудования узлов связи и максимальную эффективность его использования. Пакеты могут следовать к получателю даже разными путями и непосредственно перед выдачей абоненту объединяются (разделяются) для формирования законченных сообщений. Этот вид коммутации обеспечивает наибольшую пропускную способность сети и наименьшую задержку при передаче данных. Недостатком коммутации пакетов является трудность, а иногда и невозможность его использования для систем, работающих в интерактивном режиме и в реальном масштабе времени. Хотя в последние годы в этом направлении достигнут заметный прогресс - активно развиваются технологии Интернет-телефонии. Одно из направлений этой технологии - создание виртуального канала для передачи пакетов путем мультиплексирования во времени использования каждого узла коммутации. Временной ресурс порта узла разделяется между несколькими пользователями так, что каждому пользователю отводится постоянно множество минимальных отрезков времени, и создается впечатление непрерывного доступа.

Коммутации сообщений и пакетов относятся к логическим видам коммутации, так как при их использовании формируется лишь логический канал между абонентами. При логической коммутации взаимодействие абонентов выполняется через запоминающее устройство, куда поступают сообщения от всех абонентов, обслуживаемых данным узлом. Каждое сообщение (пакет) имеет адресную часть, определяющую отправителя и получателя; в соответствии с адресом выбирается дальнейший маршрут и передается сообщение из запоминающего устройства узла коммутации.

Способ передачи, использующий логическую коммутацию пакетов, часто требует наличия в центре коммутации специальных связных мини- или микрокомпьютеров, осуществляющих прием, хранение, анализ, разбиение, синтез, выбор маршрута и отправку сообщений адресату.

Коммутаторы используются в узлах коммутации и в качестве межсетевого и внутрисетевого интерфейса, выполняя функции моста - соединителя нескольких сегментов сети воедино.

В узлах коммутации могут использоваться также концентраторы и удаленные мультиплексоры. Их основное назначение состоит в объединении и уплотнении входных потоков данных, поступающих от абонентов по низкоскоростным каналам связи, в один или несколько более скоростных каналов связи, и наоборот.

Маршрутизация в сетях

Как уже говорилось, в сетях с маршрутизацией информации возникает задача маршрутизации данных. В системах с коммутацией каналов и при создании виртуального канала маршрутизация выполняется один раз при установлении начального соединения. При обычных режимах коммутации пакетов и сообщений маршрутизация выполняется непрерывно, по мере прохождения данных от одного узла коммутации к другому.

Существует два основных способа маршрутизации: с предварительным установ­лением соединения, при котором перед началом обмена данными между узлами сети должна быть установлена связь с определенными параметрами; и динамический, использующий протоколы дейтаграммного типа, по которым сообщение передается в сеть без предварительного установления соединения.

Маршрутизация заключается в правильном выборе выходного канала в узле коммутации на основании адреса, содержащегося в заголовке пакета (сообщения).

Варианты адресации компьютеров в сети

Наибольшее распространение получили три варианта адресации.

Аппаратные адреса предназначены для сетей небольшого размера, поэтому они имеют простую неиерархическую структуру. Адреса могут быть закодированы в двоичной или шестнадцатеричной системах счисления. Разрядность адреса может быть любой - это внутреннее дело конкретной сети или подсети. Присвоение аппаратных адресов происходит автоматически, либо встраивается в аппаратуру (модемы, адаптеры и т. д.), либо генерируется при каждом новом запуске оборудования.

Символьные адреса или имена предназначены для пользователей и поэтому должны нести смысловую нагрузку. В больших сетях такие адреса имеют иерархическую систему и состоят из отдельных доменов, идентифицируемых буквенными сокращенными наименованиями объектов, часто понятных пользователю (подобие доменных адресов в сети Интернет). Они могут иметь очень большую длину.

Числовые составные адреса фиксированного компактного формата. В качестве примера можно сослаться на IP-адреса в Интернете.

В современных сетях для адресации часто одновременно используются все три варианта адресов. Пользователь указывает символьный адрес, который сразу же в сети заменяется на числовой (по таблицам адресов, хранимых в сервере имен сети). При поступлении передаваемых данных в сеть назначения числовой адрес заменяется на аппаратный. Возможная технология адресации сообщений заключается в следующем. Компьютер-отправитель посылает всем компьютерам сети широковещательное сообщение с просьбой опознать свое числовое имя. Опознавшему адрес компьютеру высылается аппаратный адрес, а затем и само сообщение. Оптимальная маршрутизация обеспечивает:

Максимальную пропускную способность сети;

Минимальное время прохождения пакета от отправителя к получателю;

Надежность доставки и безопасность передаваемой информации;

Маршрутизация может быть централизованной и децентрализованной. Централизованная маршрутизация возможна только в сетях с централизованным управлением: выбор маршрута осуществляется в центре управления сетью, и коммутаторы в узлах лишь реализуют поступившее решение. При децентрализованной маршрутизации функции управления распределены между узлами коммутации, в которых, как правило, имеется связной процессор.

Методы маршрутизации

Простая маршрутизация при выборе дальнейшего пути для сообщения (пакета) учитывает лишь статическое априорное состояние сети, ее текущее состояние - загрузка и изменение топологии из-за отказов - не учитывается. Одно из направлений простой маршрутизации - лавинное отправление сообщения сразу по всем свободным каналам. О достоинствах такой маршрутизации говорить не приходится.

Фиксированная маршрутизация учитывает только изменение топологии сети. Для каждого узла назначения канал передачи выбирается по электронной таблице маршрутов (route table), определяющей кратчайшие пути и время доставки информации до пункта назначения. Эта маршрутизация используется в сетях с установившейся топологией.

Адаптивная маршрутизация учитывает и изменение загрузки, и изменение топологии сети. При выборе маршрута информация из таблицы маршрутов дополняется данными о работоспособности и занятости каналов связи, оперативной информацией о существующей очереди пакетов на каждом канале. В локальном варианте этой маршрутизации учитываются данные только о каналах, исходящих из текущего узла, а при распределенной адаптивной маршрутизации и дан­ные, получаемые от соседних узлов коммутации.

маршрутизаторы иногда называют зеркалами: они получают сообщения из одного участка сети, определяют получателя сообщения и передают это сообщение на другой участок сети. Они широко используются и в качестве межсетевого интерфейса, обеспечивая соединение сетей на более высоком уровне, нежели мосты, ибо доступна информация о структуре сети и связях ее элементов между собой.

маршрутизаторы обычно создаются на базе одного или нескольких процессоров имеют специализированную операционную систему.

Концентраторы также используются для коммутации каналов в компьютерных сетях. Описанные при рассмотрении СТОД функции концентраторов - это один достаточно простой частный случай. В сетях основные функции концентратора заключаются в повторении сигналов (повторитель) и концентрировании в себе, (концентратор) как в центральном устройстве, функций объединения компьютеров в единую сеть. Их часто называют хабами или многопортовыми повторителями. Концентратор образует из подключенных к его портам отдельных физических сегментов сети общую среду передачи данных - некий логический сегмент, обладающий всеми функциями физического.

концентраторы-хабы могут быть трех типов:

Пассивными, просто соединяющими сегменты сети одного типа, ничего нового не добавляя;

Активными, которые кроме соединения сегментов выполняют и усиление (регенерирование) сигналов (они, как и повторители, позволяют увеличить расстояние между соединяемыми устройствами);

Интеллектуальными, дополнительно к функциям активных хабов выполняющие маршрутизацию сигналов по сегментам (посылают данные только в те сегменты, для которых они предназначена) и обеспечивающие некоторые сервисные технологии, например защиту информации от несанкционированного доступа, самодиагностику и автоматическое отключение плохо работающих портов и т. д.

Работе сети по маршрутизации пакетов ускоряется за счет двух факторов:

1. Решение о продвижении пакета принимается быстрее из-за меньших размеров таблицы коммутации.

2. Уменьшенная доля служебной информации в пакетах. Адрес конечного абонента занимает 14-15 десятичных цифр (до 8 байт) в служебном поле пакета. Номер виртуального канала занимает 10- 12 бит. За счет этого вырастает скорость передачи данных.

Работа в режиме PVC является наиболее производительной: администратор сети выполняет вручную работу по маршрутизации пакетов, а коммутатор занимается продвижением пакетов на основе номеров виртуальных каналов (готовых таблиц коммутации). Обмен пакетами по PVC может происходить в любой момент времени. Недостатком PVC является то, что пользователь не имеет никаких гарантий относительно действительной производительности. Но PVC дешевле так как пользователь делит пропускную способность канала с другими пользователями.

Принципы маршрутизации пакета приведены на рисунке. При установлении соединения между узлами используют следующий тип пакета – запрос на установление соединения, который содержит многоразрядный адрес узла назначения. Допустим, конечный узел с адресом 158.11.20 начинает устанавливать виртуальную связь с узлом с адресом 158.11.30. Одновременно с адресом назначения в пакете запроса указывается номер виртуального канала VCI. Через порт можно установить много соединений, поэтому программное обеспечение глобальной сети выбирает свободный в данный момент для данного порта номер. Если, предположим, через данный порт компьютера проложено 3 виртуальных соединения (VCI=3)? То для данного запроса будет выбран номер 4, по которому можно будет всегда отличить пакет данного соединения от пакетов других соединений. Далее пакет запроса с адресом назначения 158.11.30, номером VCI=4, и адресом источника 158.11.20 отправляется в порт 1 на Коммутатор К1. адрес назначения используется для маршрутизации пакета на основании таблиц маршрутизации с простой аппаратурой записи. Запись состоит из адреса назначения и номера порта, на который необходимо переслать пакет. Адрес следующего коммутатора не нужен, так как связи коммутатора являются связями типа «точка – точка». Множественных соединений между портами нет. В примере пакет запроса необходимо послать с порта 1 на порт 3.одновременно с передачей пакета коммутатор К1 изменяет номер виртуального соединения пакета, присваивая пакету первый номер

Таблица маршрутизации коммутатора и таблица коммутации портов.

Таблица маршрутизации коммутатора К1 выглядит следующим образом:

Каждый конечный узел и каждый коммутатор ведет свой список свободных и занятых номеров VCI для всех своих портов. Изменение номера виртуального канала необходимо для того, чтобы при продвижении ответного пакета в обратном направлении (виртуальный канал работает в дуплексном режиме) можно было отличить пакет данного виртуального канала от пакетов других виртуальных каналов, уже проложенных через порт 3 коммутатора К1. В примере через порт 3 проходит 9 виртуальных каналов, поэтому коммутатор меняет номер прокладываемого виртуального канала с 4 на 10. Кроме таблицы маршрутизации коммутатора для каждого его порта составляется таблица коммутации. Таблица коммутации порта 1 коммутатора1.

В таблице коммутации входного порта 1 маршрутизатор отмечает, что в дальнейшем пакеты, прибывшие на этот порт, с номером PCI =4 должны передаваться на порт 3, причем номер виртуального канала должен быть изменен на 10.Одновременно делается запись таблицы коммутации порта 3. Пакеты, пришедшие по виртуальному каналу 10 в обратном направлении нужно передавать на порт 1, заменить номер виртуального канала на 4. Таким образом, при получении пакета в обратном направлении компьютер-отправитель получает пакеты с тем же номером VCI, с которым он отправил его в сеть.

В результате действия такой схемы пакеты данных уже не несут длинные адреса конечных узлов, а имеют в служебном поле только номер виртуального канала. На их основе происходит маршрутизация все пакетов а запросы на установление соединения. Таким образом, в сети прокладывается виртуальный канал, который существует только во время соединения. Номера меняются от коммутатора к коммутатору, но для конечных узлов он остается постоянным.

При использовании виртуального канала эффективно передавать долговременные сообщения. А для кратко временных потоков такой тип соединения не очень подходит, так как много времени уходит на установление соединения.

Соединение по технологии виртуальных каналов осуществляется в два этапа:

1. Происходит маршрутизация пакета запроса на установление соединения на основе адреса назначения.

2. Происходит коммутация и продвижение пакетов на основе VCI.

Стандарты глобальных сетей обычно не описывают какой-либо протокол обмена информацией, позволяющий коммутаторам автоматически строить таблицы маршрутизации. Поэтому в таких сетях администраторы или составляют их вручную, обеспечивая основной и резервный пути для адреса назначения

24 Сети X.25 (особенности, технология, коммутаторы, сборщики – разборщики пакетов).

Сети X.25, самые распространенные сети с коммутацией пакетов, используемые для построения корпоративных сетей. Основная причина – длительное время сети х.25 были единственными доступными сетями с коммутацией пакетов. В них давались гарантии коэффициента готовности сети. Эти чети также хорошо работают на ненадежных линиях как КТСОП, благодаря наличию протоколов установления соединений о коррекции ошибки на двух уровнях – канальном и сетевом.

Стандарт х.25 – интерфейс между оконечным данных и аппаратурой передачи данных для терминалов, работающих в пакетном режиме в сетях передачи данных общего пользования. Они подходят наилучшим образом для передачи трафика низкой интенсивности, характерного для терминалов и в меньшей степени соответствуют требованиям трафика локальных сетей, стандартно описывает внутреннее строение сети, а только определяет пользовательский интерфейс.

Технология х.25 имеет несколько особенностей, отличающих ее от других технологий.

1. наличие в структуре сети специального устройства PAD (СРП – сборщик/разборщик пакетов) – при направлении пакета для обработки.

2. Наличие трехуровневого стека протоколов с использованием на канальном и сетевом уровнях протоколов с установлением соединения, управляющим потоком данных и коррекцией ошибки.

3. Ориентация на однородные стеки транспортных протоколов во всех узлах сети, так как сетевой уровень рассчитан на работку только с одним протоколом канального уровня и не может работать с различными протоколами.

Схема сети х.25.

Сеть х.25 состоит из коммутаторов S, называемых также центрами коммутации, расположенных в различных географических точках и соединенных высокоскоростными выделенными каналами. Асинхронные старт-стоповые терминалы Т подключены к сети через устройства PAD, которые могут быть встроенными или удаленными. Терминал обеспечивает доступ к встроенному PAD по телефонной линии сети, через модем через асинхронный интерфейс. Встроенный PAD подключается также к телефонной сети посредством асинхронного модема.

Удаленный PAD представляет собой небольшое автономное устройство, подключенное к коммутатору через выделенные каналы связи х.25. К удаленному PAD терминал подключается по асинхронному интерфейсу. Один PAD обеспечивает доступ к сети для 8, 16, 24 станций. Основные функции PAD, определенные стандартом х3 относятся:

· Сборка символов, полученных от асинхронных терминалов, в пакеты.

· Разборка полей данных из пакетов и вывод на асинхронный терминал.

· Управление процессами соединения и разъединения.

· Передача символов, включающих стандартные сигналы и биты проверки на четность, по требованию асинхронного терминала.

· Продвижение пакетов при наличии соответствующих условий.

Терминалы не имеют наличия адресов сети. Сетевой адрес присваивается порту PAD. Несмотря на то, что задача подключения неинтеллектуальных терминалов к удаленным компьютерам возникает редко, функции PAD остаются востребованы.

Стандарт х.28 определяет параметры терминала, а также протокол взаимодействия терминала с PAD. При работе с терминалом позволатель производит некоторый текстовый диалог с устройством.

PAD с терминалами работает в двух режимах:

1. Управляющем.

2. Передачи данных.

При Ctrl+P PAD переходит в режим передачи данных и воспринимает символы как данные, которые нужно передать в узлы назначения в пакете. Пользователь с помощью устройства PAD устанавливает соединение с нужным компьютером, а затем может вести диалог с его операционной системой, запуская нужные программы и просматривая результаты их работы на своем экране.

Компьютеры и локальные сети подключаются к х.25 непосредственно через адаптер или маршрутизатор, поддерживающий на своих интерфейсах протокол x.25. Для управления работой PAD в сети существует протокол х.29 с помощью которого узел сети может управляться и можно конфигурировать PAD удаленно по сети.

При необходимости передачи данных компьютеры подключаются к сети непосредственно услугами PAD не используются, а самостоятельно устанавливается виртуальный канал VCI и передают ним данные в пакете х.25.

Если сеть х.25 не связана с другими сетями, то адресам можно давать произвольные значения. Если необходимо обмениваться данными с другими сетями х.25, то следует придерживаться стандарта х.121. Первые 4 цифры адреса сети называются кодом идентификации сети. 3 из определяют страну, в которой находится сеть, а четвертая – номер сети х.25 в данной стране. Остальные цифры называются номером национального терминала DTE (ООД) в сети.

Международные сети х.25 могут также использовать международный стандарт абонентской нумерации ISO-7498? По которому для нумерации сетей х.25 к адресу в стандарте х.121 добавляется 1 байт префикса, несущий код 36 (в адресе используются только коды десятичных цифр) и 37 (в адрес используются любые двоичные комбинации). Этот код позволяет универсальным коммутаторам, например коммутаторам ISDN, поддерживающим также и коммутацию пакетов х.25 автоматически распознавать тип адреса и правильно выполнять маршрутизацию запроса на установленное соединение.

Похожая информация.

Маршрутизация и коммутация Коммутация - экономичное продвижение пакетов на основании локального адреса (MAC-адрес, номер виртуального канала) 1.Обеспечивается продвижение пакета между «соседями»: -одной локальной сети (не разделенной маршрутизаторами) -по каналу «точка-точка» глобальной сети 2.Таблицы коммутации небольшого размера – учитываются только адреса активно взаимодействующих «соседей» 3.Пакет при продвижении не модифицируется – экономия действий, стоимость скорости

Маршрутизация Порт 4 Порт 3 Порт 2 Порт 1 3 Проверка контрольной суммы заголовка IP-пакета Отдельный процесс -построение таблицы маршрутизации по RIP, OSPF или BGP Поиск в таблице маршрутизации 2 Извлечение IP-пакета из кадра Data IP FCSData MAC2 IP 1 Прием в буфер, проверка контрольной суммы канального уровня FCSData MAC2 IP 5 Подсчет КС кадра, формирование кадра и передача на выходной порт FCSData MAC7 IP ROUTER

Коммутация в глобальных сетях - техника виртуальных каналов Порт 3 Порт 2 Порт 1 Порт 4 Порт 3 Порт Новый виртуальный канал Пакет Setup Адрес узла Адрес назначенияПорт Таблица маршрутизации Входная метка Входной порт Выходная метка Выходной порт Таблица коммутации Порт 1

Коммутация в глобальных сетях - техника виртуальных каналов Порт 4 Порт 3 Порт 2 Порт 1 Порт 4 Порт 3 Порт 2 Порт DLCI Кадр Виртуальный канал

Коммутация в глобальных сетях - техника виртуальных каналов Порт 4 Порт 3 Порт 2 Порт 1 Порт 4 Порт 3 Порт 2 Порт К1К2 Таблица коммутации К Входная метка Входной порт Выходная метка Выходной порт

Сравнение коммутаторов и маршрутизаторов Коммутаторы + Работают на канальном уровне, прозрачны для протоколов верхнего уровня + Быстрые устройства - обрабатывают кадры со скоростями, близкими к предельным (wire speed) Не могут фильтровать трафик для защиты от несанкционированного доступа или ошибок (широковещательный шторм) Не могут объединять сети с разными технологиями

Маршрутизаторы + Способны объединять сети с разными технологиями (составные сети) + Защищают и изолируют сети от проблем в одной из сетей (широковещательный шторм, нежелательный доступ) + Осуществляют баланс и приоритезацию трафика - Обрабатывают пакеты медленней, чем мосты (количество этапов при обработке больше в 2- 3 раза)

Концентраторы 1.Рабочие группы – 10 Мбит/с, standalone, $8-10 за порт 2.Рабочие группы – 100 Мбит/с, standalone, $15-20 за порт 3.Стековые – 10 Мбит/с, Примерная стоимость сетевых устройств 1.Gigabit Ethernet TP - $200 2.Gigabit Ethernet FO - $ /100 TP – $20-30 Сетевые адаптеры

Коммутаторы 3 уровня Порты 10/100 TP с поддержкой QoS – $250 – 300 Порты GE TP - $1000 Порты GE SX - $2000 Коммутаторы 2 уровня 1.10 Мбит/с Standalone – $ /100 TP Standalone – $30 – Стековые 10/100 - $

Пути преодоления недостатков маршрутизаторов и коммутаторов 1. Отказ от маршрутизации - «плоские» сети плохо масштабируются: любой ошибочный трафик может парализовать сеть - популярность IP не допускает такого решения 2. Ускорение работы маршрутизаторов за счет тесной интеграции с коммутаторами - уменьшение числа промежуточных операций маршрутизаторов NHRP, MPOA - совмещние функций маршрутизации и коммутации в одном устройстве - MPLS 3. Ускорение выполнения операций маршрутизации - отделение функций продвижения от составления таблиц маршрутизации (управление) - использование ASIC для быстрого продвижения (forwarding & filtering в силиконе – рутинные операции, топология и построение таблиц – в универсальном CPU)

Взаимодействие слоев маршрутизаторов и коммутаторов в современных сетях Ускоренная маршрутизация - пакет передается маршрутизатору, ближайшему к адресу назначения – один хоп между маршрутизаторами Происходит «прокол» сети коммутаторов до ближайшего к узлу назначения маршрутизатора

1 вариант – использование PVC Создается полносвязная (mesh) топология – каждый маршрутизатор связан PVC с каждым Недостаток – плохо масштабируемая сеть – слишком много виртуальных каналов, трудно поддерживать и модифицировать Сети с виртуальными каналами

1 вариант – использование PVC – логическая структура Пример конфигурирования Сети с виртуальными каналами interface fr0/0 ip address ip ospf network encapsulation frame-relay neighbour frame-relay map ip interface fr0/1 ip address ip ospf network encapsulation frame-relay neighbour frame-relay map ip

2 вариант – использование SVC Каждый маршрутизатор может связяться с каждым – установив SVC и разорвав соединение, когда данные долго не поступают в данном направлении. Аналог полносвязных PVC, лучше масштабируется Недостаток – долгое время установления соединения Плохо для кратковременных потоков Сети с виртуальными каналами

Net вариант – использование SVC Пример конфигурирования Сети с виртуальными каналами Router A Router C Router B net atm11.111… atm33.33……33 Логический интерфейс atm33.33…… Atm22.22…..22 Логический интерфейс

2 вариант – использование SVC Пример конфигурирования (продолжение 1) Router A Interface ATM0/0 ip address map-group a Atm nsap-address Router ospf 1 network area 0 neighbour Map-list a ip atm-nsap Сети с виртуальными каналами

2 вариант – использование SVC Пример конфигурирования (продолжение 2) Router B Interface ATM0/0 ip address map-group a Atm nsap-address Router ospf 1 network area 0 neighbour Map-list a ip atm-nsap Сети с виртуальными каналами

2 вариант – использование SVC Пример конфигурирования (продолжение 3) Router C Interface ATM0/0.1 ip address map-group a Atm nsap-address Interface ATM0/0.2 ip address map-group b Atm nsap-address Router ospf 1 network area 0 neighbour neighbour Map-list a ip atm nsap-address Map-list b ip atm nsap-address

Основная проблема SVC - как определить канальный адрес ближайшего к адресу назначения маршрутизатора: -без ручного конфигурирования всех соседей -с учетом логической структуризации (неполносвязности) сети коммутаторов (VLAN в локальных сетях, ELAN – в сетях АТМ) 32

Технология IP Switching компании Ipsilon - тесная интеграция IP с АТМ IP-маршрутизация АТМ-коммутация IP-маршрутизация АТМ-коммутация IP-маршрутизация АТМ-коммутация IP-маршрутизация АТМ-коммутация Долговременный поток Кратковременный поток Значения VPI/VCI в коммутаторах расставляет специальный протокол распределения меток, работающий по указаниям IP Метки могут быть расставлены заранее - перед передачей данных

Многие юзеры не знают, в чём состоит разница между маршрутизаторами и коммутаторами, ошибочно думая, что устройства имеют одинаковый принцип работы и служат для одних и тех же целей. Чтобы понять отличие, необходимо изучить, для чего используются гаджеты, где чаще всего их устанавливают, на чем основано их функционирование. Главный вывод, который можно сделать, - маршрутизатор и коммутатор - это устройства, применяемые для различных задач и целей. При этом они имеют разную стоимость. Стоит отметить, что оба гаджета используются для . Иногда их сравнивают с третьим видом гаджетов - концентратором, который на сегодняшний день является устаревшим и не соответствует современным технологическим требованиям. Информация, приведённая в статье, будет интересна людям, которым интересен принцип построения сети. В некоторых случаях нужно применять один тип устройств, в то время как в других целесообразно установить второй тип.

Switch и маршрутизатор выполняют различные функции внутри сети

Принцип работы коммутатора

Чтобы понять, в чем разница между коммутатором и маршрутизатором, необходимо изучить основы работы этих устройств. Стоит отметить, что коммутатор, который устанавливается для компьютерных сетей, называется сетевым. Такой прибор применяется для подключения разнообразных компьютеров в сеть в пределах нескольких либо одного сегмента. При этом стоит отметить, что используется канальный, то есть второй уровень модели OSI. Первый уровень применяют устаревшие концентраторы. При этом девайс передаёт информацию непосредственно получателю, что повышает безопасность и производительность устройства по сравнению с концентратором. Коммутатор сохраняет специальные таблицы коммутации. Это сведения о соответствии MAC-адресов узлов к портам гаджета. В процессе работы девайс устанавливает MAC-адрес хоста-отправителя и заносит информацию в таблицу.

Другими словами, любой фрагмент Ethernet, то есть фрагмент пакетной передачи данных, имеет MAC-адрес. Гаджет фиксирует данные о нем и осуществляет работу своеобразного регулировщика, то есть определяет компьютер, на который можно пересылать информацию. Соответственно, на другие компьютеры данные не могут быть переданы. Таким образом, сетевой девайс такого типа гарантирует прямое подключение между передающим и принимающим ноутбуком, компьютером.

Такой девайс не всегда удобно применять при работе с крупными сетями, поскольку память таблиц, с которыми он работает, является лимитированной. При этом такие устройства имеют невысокую цену и обладают прекрасной скоростью функционирования . Очень часто их применяют в крупных компаниях для построения сетей, поскольку такой вариант является недорогим.

Принцип функционирования роутера

Маршрутизатор - это знакомый многим роутер. Такие приборы обладают большим объёмом памяти и фактически представляют мини компьютер. Это позволяет роутеру работать с трафиком до 1 гигабайта. Преимуществом является то, что маршрутизатор совместим со всеми видами интерфейсных модулей. Стоит отметить, что устройство позволяет подключать неограниченное число маршрутов.

Не всегда юзеров удовлетворяет скорость работы, поскольку маршрутизатор проверяет полностью все данные, а не только MAC- и IP-адрес. Такие гаджеты обладают расширенным набором функций , например, могут определить различные программы, которые поступают в качестве входящей информации. Стоит отметить, что девайс функционирует на третьем, более продвинутом уровне OSI. Маршрутизатор позволяет связывать несовместимые по протоколу и архитектурам сети. Такие современные и удобные устройства, безусловно, стоят дороже. При этом девайсы прекрасно справляются с созданием крупных сетей.

Очень часто роутеры применяются для домашнего использования. Обычно гаджет получает IP-адрес от поставщика услуг интернет, а сам проводит IP-адресацию по локальной сети. Множество продвинутых приборов позволяет пользователю ощутить преимущество использования дополнительных функций. Среди них встроенная защита от опасных вредоносных программ, удобный веб-интерфейс, в который можно зайти с помощью любого компьютера либо ноутбука, и даже возможность подсоединения принтера.

Разница между двумя приборами может быть не очень ясна простому обывателю на первый взгляд. Стоит отметить, что они могут использоваться для одних и тех же функций. При этом гаджеты отличаются по своим принципам работы, стоимости, скорости работы и прочим параметрам. Маршрутизатор как бы «додумывает» маршруты передачи данных в то время, как коммутатор ретранслирует их.

Курс доступен в рамках международной программы Сетевой академии Cisco. Компания Cisco - мировой лидер в области информационных технологий. Программа предоставляет возможности для получения практического опыта и развития профессиональных навыков, необходимых для работы на базовых должностях в области информационных и коммуникационных технологий (сетевой техник, администратор сети).

Цель курса – изучить принципы построения сетевой архитектуры, специальное сетевое оборудование и его функции в сети, настройку маршрутизаторов и коммутаторов Cisco для выполнения ими базовой функциональности. Дополнительная цель - помощь в ускорении карьеры IT-специалиста и овладение практическими навыками сетевого техника или администратора компьютерной сети.

Обучение проводится под руководством авторизованных инструкторов академии Cisco. Электронные материалы курса включают в себя множество лабораторных работ, которые позволяют разносторонне взглянуть на изучаемые принципы и технологии. Доступ к материалам курса можно получить, используя личный смартфон, планшетный ПК, ноутбук или настольный компьютер.

Программа, составленная из материалов второй части авторизованного курса компании Cisco «Сертифицированный сетевой специалист (CCNA Routing and Switching)», отлично подходит:

• студентам и выпускникам вузов, колледжей, профессиональных и технических училищ;
• специалистам, желающим повысить свою квалификацию в области сетевых технологий и подготовиться к профессиональной сертификации и получению международной квалификации Cisco уровня CCNA;
• всем желающим ускорить свою карьеру сетевого специалиста.

Для успешного освоения материалов курса слушателям рекомендуется иметь базовые знания о сетевых технологиях и протоколах. Обучение будет максимально эффективным, если слушатель предварительно изучил курс " "

По окончании курса Вы будете знать:

• как функционируют протоколы динамической маршрутизации;
• как работают такие технологии коммутации как виртуальные локальные сети, VLANs и стандарт IEEE 802.1q;
• как настраиваются коммутаторы 3 уровня.
• По окончании курса Вы будете уметь:
• настраивать и решать проблемы настройки при выполнении базовых операций в небольшой коммутируемой сети;
• конфигурировать и проверять правильность работы статической маршрутизации и шлюза по умолчанию;
• выполнять базовые операции настройки маршрутизаторов, проверки правильности конфигурации и устранения проблем в маршрутизации в небольших сетях;
• находить ошибки в настройке виртуальных локальных сетей VLANs и маршрутизации между VLAN - inter-VLAN routing;
• настраивать, мониторить и находить проблемы в сетях при использовании списков контроля доступа ACLs для протоколов IPv4 и IPv6;
• настраивать и устранять типичные проблемы на маршрутизаторах и коммутаторах в сетях при использовании протоколов динамической маршрутизации RIPv1, RIPv2, протокола OSPF при работе с одной зоной OSPF и с несколькими - multi-area;
• настраивать виртуальные локальные сети - virtual LANs и маршрутизацию между группами узлов, принадлежащими разным VLAN - inter - VLAN как для сетей, работающих по протоколу IPv4, так и для сетей, использующих IPv6.
• Обучение на курсе полезно при подготовке к сдаче экзамена на получение индустриальных сертификатов CCENT (Cisco Certified Entry Network Technician) и CCNA (Cisco Certified Network Associate).

Технология обучения включает в себя:

• доступ в систему дистанционного обучения Cisco NetSpace к фирменным учебным материалам Cisco (лекции, практические задания, материалы для самопроверки, контрольные тесты, сервис коммуникаций с преподавателем);
• комфортное обучение по индивидуальному графику без отрыва от основной работы/учебы;
• онлайн-консультации персонального преподавателя-инструктора Cisco – в течение всего срока обучения.

Программа курса ():

Глава 1. Введение в коммутируемые сети

Глава 2. Основные концепцияи настройка коммутации

Глава 3. Виртуальные локальные сети (VLAN)

Глава 4. Концепция маршрутизации

Глава 5. Маршрутизация между VLAN

Глава 6. Статическая маршрутизация

Глава 7. Динамическая маршрутизации

Глава 8. OSPF для одной области

Глава 9. Списки контроля доступа (ACL)

Глава 10. Протокол DHCP

Глава 11. Преобразование сетевых адресов IPv4

Продолжительность курса

Учебная программа: 72 часа

Продолжительность обучения: 1-2 месяца.
Документы об окончании

Международный сертификат компании Cisco об окончании курса.