Понятие открытой системы. Ее основные свойства. Стандарт взаимодействия открытых систем ISO/OSI. Характеристика уровней 0-3 OSI (стр. 2 )

8.  Типы современных сетей и их основные характеристики.

-  К локальным сетям - Local Area Networks (LAN) - относят сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории и обычно в радиусе не более 1-2 км. Использования относительно дорогих высококачествен­ных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными 1000 Мбит/с. В связи с этим услуги, предоставляемые локальными сетями, отличаются широким разнообрази­ем и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line.

-  Глобальные сети — Wide Area Networks (WAN) — объединяют территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. Часто используются уже суще­ствующие линии связи. Например, на основе телефонных и телеграфных-каналов общего назначения. Из-за низких скоростей набор предоставляемых услуг обычно огра­ничивается передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Как правило, здесь применяются сложные процедуры контроля восстановления данных, так как наиболее типичный режим передачи данных по территориальному каналу связи связан со значительными искажениями сигналов.

-  Городские сети (или сети мегаполисов Megapolis Area Networks (MAN) — являются менее распространенным типом сетей. Эти сети появились сравнительно недавно для обслуживания территории крупного города — мегаполиса. Сети мегаполисов занимают некоторое про­межуточное положение. Они используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах городами соединения локальных сетей с глобальны­ми. Эти сети первоначально были разработаны для передачи данных, но сейчас они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и интегральную передача голоса и текста. Чтобы преодолеть свою отсталость и занять достойное место в мире локальных и глобальных сетей, местные предприятия свя­зи занялись разработкой сетей на основе самых современных технологий, напри­мер технологии коммутации ячеек SMDS или ATM. Сети мегаполисов являются общественными сетями, и поэтому их услуги обходятся дешевле, чем построение собственной (частной) сети в пределах города.

-  Производительность - Существует несколько основных характеристик производительности сети:

- Время реакции сети является интегральной характеристикой производительно­сти сети с точки зрения пользователя. Определяется как интервал времени между воз­никновением запроса пользователя к какой-либо сетевой службе и получением ответа на этот запрос. Значение этого показателя зависит от типа службы, загруженности сегментов, коммутаторов и маршрутизаторов, через которые проходит запрос, загруженности сервера и т. п. Время реакции сети обычно складывается из нескольких составляющих. В об­щем случае в него входит время подготовки запросов на клиентском компьютере, время передачи запросов между клиентом и сервером через сегменты сети и промежуточное коммуникационное оборудование, время обработки запросов на сервере, t время передачи ответов от сервера клиенту и время обработки получаемых от сервера ответов на клиентском компьютере.

- Пропускная способность отражает объем данных, переданных сетью или ее частью в единицу времени. Говорит о скорости выполнения внутренних операций сети. Измеряется либо в битах в секунду, либо в пакетах в секунду. Пропускная способность может быть мгновенной, максимальной и сред­ней.

-Задержка передачи определяется как задержка между моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства или части сети и моментом появле­ния его на выходе этого устройства. Этот параметр производительности по смыслу близок ко времени реакции сети, но отличается тем, что всегда характеризует только сетевые этапы обработки данных без задержек обработки компьютерами сети.

Средняя пропускная способность вычисляется путем деления общего объема переданных данных на время их передачи, причем выбирается достаточно длитель­ный промежуток времени — час, день или неделя.

Мгновенная пропускная способность отличается от средней тем, что для ус­реднения выбирается очень маленький промежуток времени — например, 10 мс или 1 с.

Максимальная пропускная способность — это наибольшая мгновенная пропуск­ная способность, зафиксированная в течение периода наблюдения.

Важно отметить, что из-за последовательного характера передачи пакетов раз­личными элементами сети общая пропускная способность сети любого составного пути в сети будет равна минимальной из пропускных способностей составляющих элементов маршрута. Для повышения пропускной способности составного пути необходимо в первую очередь обратить внимание на самые медленные элементы — в данном случае таким элементом, скорее всего, будет маршрутизатор.

Надежность и безопасность

Одной из первоначальных целей создания распределенных систем, к которым от­носятся и вычислительные сети, являлось достижение большей надежности по срав­нению с отдельными вычислительными машинами.

Готовность или коэффициент готовности (availability) означает долю времени, в течение которого система может быть использована. Готовность может быть улуч­шена путем введения избыточности в структуру системы: ключевые элементы си­стемы должны существовать в нескольких экземплярах, чтобы при отказе одного из них функционирование системы обеспечивали другие,

Чтобы систему можно было отнести к высоконадежным, она должна как ми­нимум обладать высокой готовностью, но этого недостаточно. Необходимо обес­печить сохранность данных и защиту их от искажений. Кроме этого, должна поддерживаться согласованность (непротиворечивость) данных, например, если для повышения надежности на нескольких файловых серверах хранится несколько копий данных, то нужно постоянно обеспечивать их идентичность.

Другим аспектом общей надежности является безопасность, то есть возможность сети защищать данные от несанкционированного доступа.

Расширяемость и масштабируемость

Термины расширяемость и масштабируемость иногда используют как синонимы, но это неверно — каждый из них имеет четко определенное самостоятельное значе­ние.

Расширяемость означает возможность добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, служб), наращивания длины сегментов сети и замены существующей аппаратуры более мощной.

Масштабируемость (scalability) означает, что сеть позволяет наращивать количество узлов и протяженность связей в очень широких пределах, при этом производительность сети не ухудшается. Для обеспечения масштабируемости сети приходится применять дополнительное коммуникационное оборудование и спе­циальным образом структурировать сеть.

Прозрачность

Прозрачность (transparency) сети достигается в том случае, когда сеть представля­ется пользователям не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой сложной системой кабелей, а как единая традиционная вычислительная ма­шина с системой разделения времени.

Прозрачность может быть достигнута на двух различных уровнях — на уровне пользователя и на уровне программиста. Ha уровне пользователя прозрачность означает, что для работы с удаленными ресурсом он использует те же команды и привычные ему процедуры, что и для работы с локальным ресурсом. На про­граммном уровне прозрачность заключается в том, что приложению для доступа к удаленным ресурсам требуются те же вызовы, что и для доступа к локальным ресурсам. Прозрачность на уровне пользователя достигается проще, так как все особенности процедур, связанные с распределенным характером системы, маски­руются от пользователя программистом, который создает приложение. Прозрач­ность на уровне приложения требует сокрытия всех деталей распределенности средствами сетевой операционной системы.

Поддержка разных видов трафика

Главной особенностью трафика, образующегося при динамической передаче голоса или изображения, является наличие жестких требований к синхронности передаваемых сообщений. В то же время трафик компьютерных данных характеризуется крайне неравномерной интенсивностью поступления сообщений в сеть при отсутствии жестких требовании к синхронности доставки этих сообщений. Обычно протоколы и оборудование компьютерных сетей относят мультимедийный график к факультативному, поэтому качество его обслу­живания оставляет желать лучшего. Сегодня затрачиваются большие усилия по созданию сетей, которые не ущемляют интересы одного из типов трафика. Наибо­лее близки к этой цели сети на основе технологии ATM, разработчики которой изначально учитывали случай сосуществования разных типов трафика в одной сети.

Управляемость

Управляемость сети подразумевает возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети. В идеале средства управления сетями представляют собой систему, осуществляющую наблюдение, контроль и управление каждым элементом сети — от простейших до самых сложных устройств, при этом такая система рассматрива­ет сеть как единое целое, а не как разрозненный набор отдельных устройств.

Совместимость

Совместимость означает, что сеть способна включать в себя самое разнообразное программное и аппаратное обеспечение, то есть в ней могут сосуществовать различные операционные системы, поддерживающие разные стеки коммуникационных протоколов, и работать аппаратные средства и приложения от разных производителей. Сеть, состоящая из разнотипных элементов, называется неоднородной. Основной путь построения интегрированных сетей - использование модулей, выполненных в соответствии с открытыми стандартами и спецификациями.

9.  Понятие корпоративной сети, сети кампуса.

Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Первые компьютеры 50-х годов - большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки По мере удешевления процессоров в начале 60-х годов появились новые способы организации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей. Начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени Тем не менее потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга, к этому времени вполне назрела. В середине 80-х годов положение дел в локальных сетях стало кардинально меняться. Утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно быстро.Разрыв между локальными и глобальными сетями постоянно сокращается во многом из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей.

Компьютерные сети относятся к распределенным (или децентрализованным) вычислительным системам. Поскольку основным признаком распределенной вычислительной системы является наличие нескольких центров обработки данных, то наряду с компьютерными сетями к распределенным системам относят также мультипроцессорные компьютеры и многомашинные вычислительные комплексы. Многомашинная система - это вычислительный комплекс, включающий в себя несколько компьютеров (каждый из которых работает под управлением собственной операционной системы), а также программные и аппаратные средства связи компьютеров, которые обеспечивают работу всех компьютеров комплекса как единого целого. В вычислительных сетях программные и аппаратные связи являются еще более слабыми, а автономность обрабатывающих блоков проявляется в наибольшей степени - основными элементами сети являются стандартные компьютеры, не имеющие ни общих блоков памяти, ни общих периферийных устройств. Распределенная программа - это программа, которая состоит из нескольких взаимодействующих частей

Даже в результате достаточно поверхностного рассмотрения работы в сети становится ясно, что вычислительная сеть - это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. В каких случаях развертывание на предприятиивычислительных сетей предпочтительнее использования автономных компьютеров или многомашинных систем? Для пользователя, кроме выше названных, распределенные системы дают еще и такие преимущества, как возможность совместного использования данных и устройств, а также возможность гибкого распределения работ по всей системе. При создании вычислительных сетей их разработчикам пришлось решить много проблем.

В самом простом случае взаимодействие компьютеров может быть реализовано с помощью тех же самых средств, которые используются для взаимодействия компьютера с периферией, например, черезпоследовательный интерфейс RS-232C. Чтобы передать это сообщение компьютеру В, приложение А обращается к драйверу СОМ-порта, сообщая ему адрес в оперативной памяти, по которому драйвер находит сообщение и затем передает его байт за байтом приложению В. Проблемы физическойпередачи данных по линиям связи Даже при рассмотрении простейшей сети, состоящей всего из двух машин, можно увидеть многие проблемы, присущие любой вычислительной сети, в том числе проблемы, связанные с физической передачей сигналов по линиям связи, без решения которой невозможен любой вид связи.

В первую очередь необходимо выбрать способ организации физических связей, то есть топологиюОбщая шина является очень распространенной (а до недавнего времени самой распространенной) топологией для локальных сетей Только в сети с полносвязной топологией для соединения каждой пары компьютеров имеется отдельная линия связи Еще одной новой проблемой, которую нужно учитывать при объединении трех и более компьютеров, является проблема их адресации. Наибольшее распространение получили три схемы адресации узлов

Рассмотрим, каким образом описанные выше общие подходы к решению наиболее важных проблем построения сетей воплощены в наиболее популярной сетевой технологии - Ethernet. В сетях с небольшим (10-30) количеством компьютеров чаще всего используется одна из типовых топологий - общая шина, кольцо, звезда или полносвязная сеть Простейшее из коммуникационных устройств -повторитель (repeater) - используется для физического соединения различных сегментов кабеля локальной сети с целью увеличения общей длины сети Физическая структуризация сети полезна во многих отношениях, однако в ряде случаев, обычно относящихся к сетям большого и среднего размера, невозможно обойтись без логической структуризации сети Решение проблемы состоит в отказе от идеи единой однородной разделяемой среды Коммутатор (switch, switching hub) по принципу обработки кадров ничем не отличается от моста

Для конечного пользователя сеть - это не компьютеры, кабели и концентраторы и даже не информационные потоки, для него сеть - это, прежде всего, тот набор сетевых служб, с помощью которых он получает возможность просмотреть список имеющихся в сети компьютеров, прочитать удаленный файл, распечатать документ на «чужом» принтере или послать почтовое сообщение. Универсальный тезис о пользе стандартизации, справедливый для всех отраслей, в компьютерных сетях приобретает особое значение. Суть сети - это соединение разного оборудования, а значит, проблема совместимости является одной из наиболее острых. Многоуровневый подход к описанию и реализации функций системы применяется не только в отношении сетевых средств Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов

Из того, что протокол является соглашением, принятым двумя взаимодействующими объектами, в данном случае двумя работающими в сети компьютерами, совсем не следует, что он обязательно является стандартным Уровни модели OSI В протоколах канального уровня, используемых в локальных сетях, заложена определенная структура связей между компьютерами и способы их адресации. Сетевой уровень (Network layer) служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать совершенно различные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей Транспортный уровень

Сеансовый уровень (Session layer) обеспечивает управление диалогом: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, предоставляет средства синхронизации. Сетезависимые и сетенезависимые уровни Модель OSI, как это следует из ее названия (Open System Interconnection), описывает взаимосвязи открытых систем. Что же такое открытая система? Модульность - это одно из неотъемлемых и естественных свойств вычислительных сетей. Работы по стандартизациивычислительных сетей ведутся большим количеством организаций. Особую роль в выработке международных открытых стандартов играют стандарты Internet.

Стандартные стеки коммуникационных протоколов Стек TCP/IP был разработан по инициативе Министерства обороны США более 20 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Стек IPX/SPX СтекNetBIOS/SMB Этот стек широко используется в продуктах компаний IBM и Microsoft Особенности локальных, глобальных и городских сетей Технология Ethernet (802.3) Fast Ethernet и 100VG - AnyLAN как развитие технологии Ethernet Чем можно объяснить тот факт, что глобальные сети появились раньше, чем локальные? Отличия локальных сетей от глобальных Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей

Еще одним популярным способом классификации сетей является их классификация по масштабу производственного подразделения, в пределах которого действует сеть. Различают сети отделов, сети кампусов и корпоративные сети. Сети кампусов получили свое название от английского слова campus - студенческий городок Корпоративные сети называют также сетями масштаба предприятия, что соответствует дословному переводу термина «enterprise-wide networks», используемого в англоязычной литературе для обозначения этого типа сетей. Главным требованием, предъявляемым к сетям, является выполнение сетью ее основной функции - обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. Потенциально высокая производительность - это одно из основных свойств распределенных систем, к которым относятся компьютерные сети. Максимальная пропускная способность - это наибольшая мгновенная пропускная способность, зафиксированная в течение периода наблюдения.

Одной из первоначальных целей создания распределенных систем, к которым относятся и вычислительные сети, являлось достижение большей надежности по сравнению с отдельными вычислительными машинами. Термины расширяемость и масштабируемость иногда используют как синонимы, но это неверно - каждый из них имеет четко определенное самостоятельное значение.Прозрачность (transparency) сети достигается в том случае, когда сеть представляется пользователям не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой сложной системой кабелей, а как единая традиционная вычислительная машина с системой разделения времени. Поддержка разныхвидов трафика Управляемость сети подразумевает возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети.

10.  Система сетевых адресов. Виды адресов. Доменная система имен. Поиск адресов по DNS.

Адрес в Internet состоит из 4 байт. При записи байты отделяются друг от друга точками: 123.45.67.89 или 3.33.33.3. В действительности адрес состоит из нескольких частей. Так как Internet есть сеть сетей, начало адреса говорит узлам Internet, ча­стью какой из сетей вы являетесь. Правый конец адреса говорит этой сети, какой сетевой компьютер (служебный ли то узел, или хост) должен получить пакет. Internet знает, где искать указанную сеть, а эта сеть знает, где в ней находится конкрет­ный компьютер. Существует несколько типов адресов (А, В, С, D, Е), которые по-разному делят адрес на поля номера сети и номера узла. Локальные сети в своей работе используют свои собственные адреса, абсолютно независимые от Internet. Так как окончатель­ная доставка данных на компьютер-получатель, если тот включён в Internet в составе локальной сети, осуществляется средствами са­мой локальной сети, то требуется способ отыскания локально-сетевого адреса компьютера по его IP-адресу. Для определения, где в локальной сети находится компьютер с данным числовым IP-адресом, локаль­ные сети используют специальные протоколы, учитывающие специ­фику этих сетей. Например, Ethernet для отыскания Ethernet-адреса по IP-адресу компьютера, находящегося в данной сети, использует про­токол ARP — Address Resolution Protocol — протокол разрешения (в смысле различения) адресов

Доменная система имён - это метод назначения имён путём пе­редачи сетевым группам ответственности за их подмножество имён. Каждый уровень этой системы называется доменом. Домены в именах отделяются друг от друга точками. В имени может быть различное количество доменов, но практиче­ски их не больше пяти. По мере движения по доменам в имени слева направо, количество имён, входящих в соответствующую группу воз­растает. Первым в имени стоит название рабочей машины — реального компьютера с IP адресом. Это имя создано и поддерживается группой, к которой он относится. Группа входит в более крупное подразделе­ние (например, городское объединение — сеть города Дубны), которое в свою очередь, является частью национальной сети. Группа может создавать или изменять любые ей подлежащие име­на. Если каждая группа в Internet придерживается та­ких простых правил — всегда убеждается, что имена, которые она присваивает, единственны во множестве её непосредственных подчи­нённых, то никакие две системы, где бы те ни были в Сети, не смогут получить одинаковых имён.

Возможны три случая:

·  Местный сервер знает адрес потому, что этот адрес содержится в его собственной базе данных, т. е. он сам ответственен за ин­формационную поддержку запрошенного имени. Например, если вы подсоединены к сети Института Физики Высоких Энергий (IHEP), то ваш местный сервер должен обладать информацией о всех компьютерах лок-ой сети этого института (mx, desert, ixvin и т. д.);

-  Местный сервер знает адрес потому, что кто-то недавно уже запрашивал тот же адрес. Когда запрашивается адрес, сервер DNS придерживает его у себя в памяти некоторое время как раз на случай, если кто-нибудь ещё захочет попозже того же адреса — это повышает эффективность системы (кэширование называется, во!);

-  Местный сервер адрес не знает, но знает, как его выяснить.

Местный DNS-сервер связывается с этим более общим сервером и запрашивает у него адрес сервера, ответственного за домен ihep. su. Теперь уже запрашивается этот сервер и у него запрашивается адрес рабочей машины. На самом деле кэширование запрошенных имён приводит к то­му, что DNS-серверы практически постоянно держат в своей памяти адреса серверов зон более высокого уровня, в которых находится дан­ный домен. Поэтому поиск начинается не с самого верха, а с наимень­шего домена, в который входит и запрашивающий и запрашиваемый компьютеры.

Замечания:

·  Части доменного имени говорят о том, кто ответственен за под­держку этого имени, то есть в чьём подчинении-ведении оно на­ходится.

·  Части доменного имени даже не всегда указывают локальную сеть, в которой расположен компьютер. Часто доменные имена и сети перекрываются, и жёстких связей между ними нет: две машины одного домена могут не принадлежать одной сети;

·  У машины может быть много имён. В частности, это верно для машин, предоставляющих какие-либо услуги, которые в буду­щем могут быть перемещены под опеку другой машины. Когда эти службы будут перемещены, имя, под которым эта маши­на выступала в качестве такого сервера, будет передано новой машине-серверу вместе с услугами, и для внешних пользовате­лей ничего не изменится. То есть, они будут продолжать пользо­ваться этой службой, запрашивая её по тому же имени, незави­симо от того, какой компьютер на самом деле занимается обслу­живанием. Имена, не имеющие собственного значения числового адреса, а являющиеся просто синонимами настоящих имён, на­зываются "каноническими именами" (cnames);

·  Для связи имена необязательны, сами компьютеры работают только с числовыми адресами Если вы введёте этот числовой адрес вручную, связь будет установлена;

11.  ARP, RARP протоколы: назначение и использование.

На сетевом уровне работают протоколы еще одного типа, которые отвечают за отображение адреса узла, используемого на сетевом уровне, в локальный адрес сети. Такие протоколы часто называют протоколами разрешения адресов — Address Resolution Protocol, ARP. Иногда их относят не к сетевому уровню, а к канальному, хотя тонкости классификации не изменяют их сути.

Локальный адрес используется в протоколе IP только в пределах локальной сети при обмене данными между маршрутизатором и узлом этой сети. Маршрутизатор, получив пакет для узла одной из сетей, непосредственно подключенных к его портам, должен для передачи пакета сформировать кадр в соответствии с требованиями принятой в этой сети технологии и указать в нем локальный адрес узла, например его МАС-адрес. В пришедшем пакете этот адрес не указан, поэтому перед маршрутизатором встает задача поиска его по известному IP-адресу, который указан в пакете в качестве адреса назначения. С аналогичной задачей сталкивается и конечный узел, когда он хочет отправить пакет в удаленную сеть через маршрутизатор, подключенный к той же локальной сети, что и данный узел.

Для определения локального адреса по IP-адресу используется протокол разрешения адреса Address Resolution Protocol, ARP. Протокол ARP работает различным образом в зависимости от того, какой протокол канального уровня работает в данной сети - протокол локальной сети (Ethernet, Token Ring, FDDI) с возможностью широковещательного доступа одновременно ко всем узлам сети, или же протокол глобальной сети (X.25, frame relay), как правило не поддерживающий широковещательный доступ. Существует также протокол, решающий обратную задачу - нахождение IP-адреса по известному локальному адресу. Он называется реверсивный ARP - RARP (Reverse Address Resolution Protocol) и используется при старте бездисковых станций, не знающих в начальный момент своего IP-адреса, но знающих адрес своего сетевого адаптера.

В локальных сетях протокол ARP использует широковещательные кадры протокола канального уровня для поиска в сети узла с заданным IP-адресом.

Узел, которому нужно выполнить отображение IP-адреса на локальный адрес, формирует ARP запрос, вкладывает его в кадр протокола канального уровня, указывая в нем известный IP-адрес, и рассылает запрос широковещательно. Все узлы локальной сети получают ARP запрос и сравнивают указанный там IP-адрес с собственным. В случае их совпадения узел формирует ARP-ответ, в котором указывает свой IP-адрес и свой локальный адрес и отправляет его уже направленно, так как в ARP запросе отправитель указывает свой локальный адрес. ARP-запросы и ответы используют один и тот же формат пакета. Так как локальные адреса могут в различных типах сетей иметь различную длину, то формат пакета протокола ARP зависит от типа сети.

12.  Маршрутизация: основные компоненты. Принцип организации передачи данных, основные характеристики.

Важнейшей задачей сетевого уровня является маршрутизация - передача пакетов между двумя конечными узлами в составной сети.

Задачу выбора маршрута из нескольких возможных решают маршрутизаторы, а также конечные узлы. Маршрут выбирается на основании имеющейся у этих устройств информации о текущей конфигурации сети, а также на основании указанного критерия выбора маршрута. Обычно в качестве критерия выступает задержка прохождения маршрута отдельным пакетом или средняя пропускная способность маршрута для последовательности пакетов. Часто также используется весьма простой критерий, учитывающий только количество пройденных в маршруте промежуточных маршрутизаторов (хопов).Чтобы по адресу сети назначения можно было бы выбрать рациональный маршрут дальнейшего следования пакета, каждый конечный узел и маршрутизатор анализируют специальную информационную структуру, которая называется таблицей маршрутизации. Используя условные обозначения для сетевых адресов маршрутизаторов и номеров сетей в том виде, как они приведены на рис

Когда на маршрутизатор поступает новый пакет, номер сети назначения, извлеченный из поступившего кадра, последовательно сравнивается с номерами сетей из каждой строки таблицы. Строка с совпавшим номером сети указывает, на какой ближайший маршрутизатор следует направить пакет. Например, если на какой-либо порт маршрутизатора 4 поступает пакет, адресованный в сеть S6, то из таблицы маршрутизации следует, что адрес следующего маршрутизатора - М2(1), то есть очередным этапом движения данного пакета будет движение к порту 1 маршрутизатора 2.

Задачу маршрутизации решают не только промежуточные узлы - маршрутизаторы, но и конечные узлы - компьютеры. Средства сетевого уровня, установленные на конечном узле, при обработке пакета должны, прежде всего, определить, направляется ли он в другую сеть или адресован какому-нибудь узлу данной сети. Если номер сети назначения совпадает с номером данной сети, то для данного пакета не требуется решать задачу маршрутизации. Если же номера сетей отправления и назначения не совпадают, то маршрутизация нужна. Таблицы маршрутизации конечных узлов полностью аналогичны таблицам маршрутизации, хранящимся на маршрутизаторах.

-  Так как Internet есть Сеть сетей, и к тому же она имеет совершен­но гигантские размеры, то и маршрутизация в ней должна быть орга­низована иерархически. Разные части Internet проповедуют различ­ные принципы такой иерархии, поэтому говорить здесь можно только о наиболее общих положениях.

-  Маршрутизация в Internet происходит раздельно для различных уровней группирования в Сети. Каждая локальная сеть использует свои методы маршрутизации. Определённые группы локальных се­тей объединяются в RD — Routing Domains — домены (области) маршрутизации, в которых маршрутизация производится согласно единым принципам, алгоритмам и протоколам. Элементарным объ­ектом маршрутизации в RD являются уже не отдельные компьютеры, а сети Internet.

-  Вообще говоря, возможна сквозная горизонтальная маршрутиза­ция через границы RD, но это скорее исключение, сделанное для по­вышения эффективности использования сетевых линий связи в сосед­ских отношениях, чем правило. Обычно же, маршрутизация на уровне адресации сетей, тем более — на уровне адресации конечных систем (ES — End System) происходит только внутри границ одного RD.

-  Сами RD полностью находятся внутри какого-либо одного AD — Administration Domain — административного домена. AD — это сеть или группа сетей, работающих под единым управляющим началом. В одном административном домене может быть много разных марш­рутных доменов. AD обычно соответствует какой-либо организации или ассоциации. Сами AD могут объединяться в AD более высокого уровня и т. д. То есть, административный домен является основным иерархическим элементом в структуре Сети.

-  Маршрутизация сообщений между конечными системами (хоста­ми) различных доменов маршрутизации происходит на уровне адре­сации таких доменов, т. е. в RD имеется особый внешний маршрутиза­тор, знающий куда следует переправлять сообщения, адресованные в разные RD, он направляет пакеты по соответствующим путям в нужные RD, а доставка пакета внутри RD - получателя производит­ся силами самого этого RD. При этом если домены маршрутизации находятся в разных административных доменах, начинает работать аналогичная схема с делегацией полномочий маршрутизации вверх.

13.  Функции маршрутизатора

Вытесняя мосты, коммутаторы сильно потеснили и маршрутизаторы. Но маршрутизаторы работают на более высоком, третьем уровне модели OSI (мосты и коммутаторы — на втором), они имеют дело с протоколами более высоких уровней. Поэтому им, скорее всего, не грозит полное исчезновение.

Маршрутизаторы, как и мосты и коммутаторы, ретранслируют пакеты из одной части сети в другую (из одного сегмента в другой). Изначально маршрутизатор от моста отличался только тем, что на компьютере, соединяющем две или более части сети, было установлено другое программное обеспечение. Но между маршрутизатором и мостом существуют и принципиальные отличия.

Маршрутизаторы работают не с физическими адресами пакетов (МАС-адресами), а с логическими сетевыми адресами (IP-адресами). Маршрутизаторы ретранслируют не всю приходящую информацию, а только ту информацию, которая адресована им лично, и отбрасывают широковещательные пакеты, разделяя тем самым широковещательную область сети. (Все абоненты должны знать о существовании в сети маршрутизатора.) Самое главное — маршрутизаторы поддерживают сети с множеством возможных маршрутов, путей передачи информации, так называемые ячеистые сети (meshed networks). Пример такой сети показан на рис. 9.10. Мосты же требуют, чтобы в сети не было петель, чтобы путь распространения информации между двумя любыми абонентами был единственным.

Маршрутизаторы сложнее мостов и коммутаторов и, следовательно, дороже (например, стоимость коммутации примерно в 10 раз ниже стоимости маршрутизации). Маршрутизаторами сложнее управлять, они почти всегда значительно медленнее коммутаторов. Зато они обеспечивают самое глубокое разделение сети на части. Если репитерные концентраторы всего лишь повторяют все поступившие на них пакеты (уровень 1 модели OSI), а коммутаторы и мосты ретранслируют только межсегментные и широковещательные пакеты (уровень 2 модели OSI), то маршрутизаторы соединяют практически самостоятельные, не влияющие друг от друга сети, сохраняя при этом возможность передачи информации между ними (уровень 3 модели OSI).