Дополнительные (другие) функции сетевого уровня

Критерии выбора маршрута

1. Время передачи данных по маршруту. Зависит от длины пакетов (соответствует расстоянию) и интенсивности их поступления, от пропускных способностей.

2. Производительность маршрута. Зависит от пропускных способностей канала.

3. Надежность передачи по маршруту.

4. Количество промежуточных маршрутизаторов, которые необходимо преодолеть до станции назначения. Это метрика хабов. Т.е. число хабов должно быть минимальным.

1. Функция согласования разных протоколов канального уровня (Пример – функция согласования длины кадра).

2. Функция фильтрации трафика.

3. Функция гибкой адресации сетей.

4. Функция разрешения адресов.

Вывод: в локальных сетях нет необходимости в функциях сетевого уровня. В глобальных сетях есть такая необходимость. В этих сетях срабатывают два принципа:

- минимум маршрутизации (метрика хабов, длина канала – минимальные)

- максимум числа закоммутированных центров

Дополнительные функции сетевого уровня возникли с появлением составных сетей.

Составная сеть – Inter-сеть – это совокупность взаимосвязанных подсетей (Subnet), в качестве которых могут выступать классические локальные и глобальные сети, как правило, связанные между собой маршрутизаторами.

М – маршрутизатор. К каждому из портов может быть подсоединена подсеть. Т. е. порт 1 маршрутизатора М1 и порт 1 маршрутизатора М3 являются полноценными.

Все подсети выполняют функции передачи данных. В каждой подсети будет работать свой протокол. Внутренние технологии не имеют значения для передачи. Локальные сети играют роль каналов связи.

LAN – используется собственная внутренняя технология (достаточно средств канального уровня).

В GAN есть необходимость в средствах сетевого уровня. Используется модуляция.

Все выкладки анализа сетей передачи переносятся к анализу сети с учётом пропускной способности. Это анализ сети в целом.

Составная сеть как автономная сеть может входить в состав другой сети. Т.е. возможна наращиваемость.

Для передачи из А в В привлекаются средства уровня межсетевого взаимодействия.

Для этого используется собственный способ адресации.

Стек = IPX/SPX – соответствует локальному адресу.

Стек = TCP/IP – не соответствует локальному адресу.

Мост – устройство соединения двух или более сетей, соединяющее одни и те же протоколы канального уровня – технология «два берега».

Но существуют продвинутые мосты, в которых имеется возможность преобразования соединения на канальном уровне. Но при этом имеется один недостаток – имеется ограничение на длину кадров.

Мосты соединяют достаточно однородные сети.

Коммутатор – множество параллельно работающих мостов.

В мостах и коммутаторах задействованы функции физического и канального уровней.

В повторителях реализованы только функции физического уровня.

В маршрутизаторах используются функции физического, канального и сетевого уровней.

Шлюз – это устройство, в котором реализованы функции всех уровней. Это устройство преобразует протоколы в более высокий уровень.

Поскольку в мостах отсутствует функция фрагментации кадров, то предпочтительнее связывать подсети маршрутизаторами.

Недостатки составной сети, построенной на мостах и коммутаторах:

1. Между узлами должен быть только один маршрут. Т.е. в топологии должны отсутствовать петли.

2. Слабая изоляция (фильтрация) трафика.

3. Негибкая система адресации. Гибкая – многоранговая система. Негибкая – одноранговая система адресации – один физический путь передачи информации.

Маршрутизатор – это совокупность определенного числа портов, к каждому из которых подсоединяется определенная подсеть, при этом каждый порт рассматривается как отдельный полноценный узел соответствующей подсети. Каждый порт имеет как сетевой, так и локальный адреса. Сама коробка адреса не имеет.

Основная функция сетевого уровня – функция маршрутизации – реализуется на основании той информации, которая находится в таблице маршрутизации.

Таблица маршрутизации в табличном виде состоит минимум из 4-х столбцов. Во всех таблицах маршрутизации присутствует следующая информация:

Если адрес сети назначения не присутствует, то используется адрес по умолчанию (Default).

В таблицах маршрутизации могут присутствовать:

- Столбцы с масками

- Время жизни маршрута – определенное время, в течение которого, если информация о маршруте не обновляется, то этот маршрут приостанавливается, т.е. прекращается передача данных по нему.

- источник записи – автоматически добавлен маршрут или его добавил администратор.

- состояние маршрута (активен, пассивен).

Как правило, информация соответствует строго определенной топологии. Для автоматического построения таблиц маршрутизаторы обмениваются между собой служебной информацией, для передачи которой используются протоколы маршрутизации.

Следует отличать протоколы маршрутизации от протоколов передачи данных. IP и IPX–протоколы передачи данных, а протоколы маршрутизации передают служебную информацию, которая добавляется в область данных пакета, а эти пакеты передаются с помощью IP. С этой точки зрения, протоколы маршрутизации относятся к 4-му уровню, но поскольку они вложены в 3-й уровень, их относят к сетевому. К сетевому уровню относятся:

- протоколы управления сетью (IP)

- протоколы маршрутизации (RIP, OSPF)

- протоколыразрешения адресов (ARP)

Алгоритмы маршрутизации

Протоколы маршрутизации могут быть реализованы с помощью алгоритмов маршрутизации, которые классифицируются по следующим классификационным признакам: