Как называется узел маршрутизатора

Обновлено: 05.07.2024

Наш очередной материал из серии терминологических словарей посвящен маршрутизаторам. В нем мы поясним термины, встречающиеся в описании этого класса устройств, а также приведем некоторые рекомендации, актуальные при выборе домашнего маршрутизатора

Общее

Wikipedia:
Маршрутизатор или роутер (от англ. router), - сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определенных правил, принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 модели OSI) между различными сегментами сети.

Для обычного пользователя маршрутизатор (роутер) - это сетевое устройство, которое подключается между локальной сетью и интернетом. Зачастую маршрутизатор не ограничивается простой пересылкой данных между интерфейсами, а также выполняет и другие функции: защищает локальную сеть от внешних угроз, ограничивает доступ пользователей локальной сети к ресурсам интернета, раздает IP-адреса, шифрует трафик и многое другое. Межсетевой экран (Firewall), он же брандмауэр, он же файрвол. Предназначен для защиты сети. Фильтрует трафик между внешним и внутренним сегментами сети, согласно предопределенным правилам. NAT (Network Address Translation) - технология трансляции сетевых адресов. Позволяет преобразовывать IP-адреса компьютеров локальной сети во внешние IP-адреса и обратно. Благодаря NAT, можно, используя один или несколько внешних IP-адресов, выданных провайдером, подключить к сети практически любое количество компьютеров. Большинство маршрутизаторов позволяет выполнять трансляцию адресов, благодаря чему их можно использовать для подключения небольших сетей к интернету, используя один внешний IP-адрес. SPI. Технология SPI (Stateful Packet Inspection) позволяет дополнительно защититься от атак, выполняя проверку проходящего трафика на корректность (работают на сетевом, сеансовом и прикладном уровнях модели OSI). Большинство маршрутизаторов сегодня имеет SPI-брандмауэры. Web-интерфейс. Наличие Web-интерфейса позволяет управлять работой маршрутизатора с помощью web-браузера. Это позволяет работать с маршрутизатором, имея минимальные знания в области сетевых технологий. Практически все выпускаемые сегодня модели имеют встроенный Web-интерфейс.

Автоматическое определение MDI/MDIX. Для подключения компьютера к коммутатору или другому сетевому устройству используют обычный кабель, для соединения двух компьютеров или двух коммутаторов между собой - кросс-кабель. Так было до тех пор, пока не появилась возможность автоматического определения типа подключаемого оборудования. Сетевые устройства с автоматическим определением MDI/MDIX при подключении тестируют все контакты разъема, после чего устанавливают тип подключения. При наличии такой функции, для соединения сетевых устройств можно использовать любой кабель.

Внешний интерфейс

Внутренний интерфейс

Безопасность

Дополнительные возможности

Поддержка PoE (Power over Ethernet). Эта технология предусматривает одновременную передачу по кабелям Ethernet данных и электропитания. Часто используется для подключения сетевых устройств, находящихся в труднодоступных местах, где нет возможности обеспечить стандартное питание.

Мы постарались рассмотреть наиболее популярные функции маршрутизаторов, представление о которых позволит пользователям остановить выбор на нужной модели устройства и произвести его базовую настройку. Конечно, для настройки специфичных параметров потребуются дополнительные знания и чтение руководства пользователя, но представление о базовых функциях позволит ускорить и этот процесс. В дальнейшем мы продолжим расширять этот справочник другими актуальными для читателей возможностями маршрутизаторов.

В сети работают множество устройств. Каждое устройство выполняет определенное действие и работает на определенном уровне модели OSI.

Работает на физическом уровне, служит только в качестве усилителя сигнала. Никакой анализ заголовков не проводится. Хаб состоит из нескольких портов, обычно не более 8.

Хабы используются только в локальной сети и соединят в одну сеть несколько компьютеров.
Принцип работы основан на том, что при поступлении кадра на один из портов происходит усиление сигнала кадра и последующая передача данного кадра на все оставшиеся порты

То есть хабы не анализируют принятые и передаваемые данные, а просто копируют принятый кадр и передают данные копии на всех имеющиеся порты.

Благодаря данному принципу работы хаб осуществляет передачу данных в полудуплексном режиме (half-duplex).

Что это означает полудуплексный режим?

Это значит, что 2 и более узлов не могут одновременно передавать данные. Только один узел передает в определенный момент времени, в то время как остальные только слушают и принимают данные.

В настоящее время хабы практически не используются.

Работает на канальном уровне, однако существуют модели, которые работают и на сетевом уровне, то есть работают в качестве маршрутизатора. Такие коммутаторы называются L3 Switch.
Помимо усиления сигнала коммутатор анализирует заголовок кадра и перенаправляет кадры определенным хостам на основе адреса канального уровня, то есть устройство знает к какому порту подключено то или иное устройство и не отправляет кадры на все порты, как это делает хаб.

Ниже представленные рисунки иллюстрируют принцип работы коммутаторов.

Но как коммутатор может знать какое устройство подключено к его портам?

Коммутатор содержит таблицу адресов и периодически ее обновляет. Вот как выглядит таблица коммутации (Cam table)

Могут ли хосты, подключенные к коммутатору одновременно передавать и принимать данные?

Конечно, коммутаторы практически предоставляют выделенный канал для каждого хоста, то есть они работают в полнодуплексном режиме (full-duplex).

В чем отличие моста от коммутатора?

Мост имеет только 2 порта, в то время как коммутатор - более 2-х. В настоящее время мосты практически не используются. Коммутаторы полностью заменили хабы и мосты.

Коммутаторы обладают и другими полезными особенностями. Они способны проверить поступивший кадр на наличие ошибок, обеспечивают безопасность сети на уровне порта. То есть, если к нему подключить не авторизованное устройство, например, ноутбук, злоумышленника, то коммутатор сможет это определить и отключить порт.

Коммутаторы используются в локальной сети и объединяют в одну сеть компьютеры, принтеры, серверы и другие устройства.

Маршрутизатор работает на сетевом уровне и оперирует IP адресами. Он способен перенаправлять пакеты через сотни сетевых устройств, находящиеся в разных частях света.

То есть маршрутизаторы знают где в сети может находится определенный хост?

Нет, маршрутизаторы этого знать не могут. Они используют IP адреса самой сети для маршрутизации, потому что с ними легче работать, чем с адресами хостов.

Маршрутизаторы используются как в локальных, так и в глобальных сетях.

А откуда берется сама таблица маршрутизации?

Таблицу можно создать вручную - данный процесс называется статическая маршрутизация.
Также таблицу можно создать автоматически с помощью специальных протоколов - данный процесс называется динамической маршрутизацией. Вот как выглядит таблица маршрутизации

Работает на сетевом, транспортном и прикладном уровнях. Основные его функции разрешить или заблокировать входящий/исходящий трафик на основе адресов получателя/отправителя и портов TCP/UDP, то есть фильтрация трафика.

Фаерволы (иначе сетевые экраны или пакетные фильтры) работают в локальных сетях и устанавливаются сразу после граничного маршрутизатора, который напрямую подключен к провайдеру/интернету. Такой тип фаервола называется сетевым (Network-based Firewall).
Однако сетевые экраны можно установить и на компьютере. В данном случае имеет место программная разработка. Такие фильтры называются хостовые экраны или брандмауэры (Host-based Firewall).

Фаерволы по сути являются заслоном между локальной и глобальной сетями, препятствуя проникновению в локальную сеть нежелательного трафика

Межсетевые фильтры блокируют/пропускают трафик на основе явно задаваемых правил:

- accept - пропустить пакет

- deny - отбросить пакет без уведомления ICMP

- reject - заблокировать пакет с уведомлением “Destination unreachable”.

Например, рассмотрим 2 правила.

Вот как будет выглядеть первое правило:

deny tcp host 20.134.35.90 any eq telnet

А так выглядит второе правило

То есть за основу блокирования или разрешения трафика берутся следующие данные с IP и TCP/UDP заголовков:

- IP адрес получателя
- IP адрес отправителя
- порт получателя
- порт отправителя

Таких правил можно написать десятки и сотни.

Существуют 3 типа фаерволов:

- с сохранением состояния (stateful firewall)
- без сохранения состояния (stateless firewall)
- с инспекцией передаваемой полезной нагрузки

Рассмотрим сначала фаервол с сохранением состояния. Представим себе фаервол, который блокирует весь входящий трафик.

Как же пользователи смогут работать в интернете, если фаервол блокирует весь входящий трафик?

Исходящий трафик не блокируется, поэтому пользователь инициирует соединение. Фаервол запоминает, что это внутренний пользователь инициировал соединение, а не удаленный сайт в интернете. Он также знает адрес удаленного сайта, порт и протокол, на котором и осуществляется сеанс связи. Поэтому когда от удаленного сайта поступает ответ на запрос соединения, то фаервол пропускает входящие трафик. Фаервол следит за всем процессом сессии, включая и завершение сеанса связи. После завершения соединения удаленный сайт уже не сможет “пробиться” через фаервол.

Подобные фаерволы анализируют и контрольные биты TCP, которые используются при установлении и завершении соединений.

Фаервол заносит информацию о запросе, а именно:

- адрес отправителя
- адрес получателя
- порт получателя
- порт отправителя
- время отправки пакета
- состояние соединения, в данном случае по биту SYN делает вывод, что это начало 3-х этапного квитирования.

После получения этих пакетов фаервол обновит свою таблицу. Работает такой фаервол на сетевом и транспортном уровнях.

Фаервол без сохранения состояния не запоминает кто (внутренний или внешний узлы) устанавливает соединение и вообще не следит за всем процессом сеанса связи. Поэтому, если весь входящий трафик блокируется, то пользователи не смогут получить доступ в интернет и вообще нормально работать.

Поэтому в данном случае лучше явно задавать необходимые правила, чтобы все пользователи имели доступ в интернет.

Работает такой фаервол также на сетевом и транспортном уровнях.

Фаервол на прикладном уровне анализирует тип трафика и передаваемых данных. Поэтому такой тип является наиболее гибким.

Работает на прикладном уровне и используется для фильтрации веб-трафика. Помимо фильтрации веб-трафика поддерживает функции фаервола и преобразования сетевых адресов NAT (Network Address Translation). Фаервол в данном случае называется WAF (Web Application Firewall).

Принцип работы заключается в следующем

Кроме того, прокси способен блокировать запросы на подозрительные сайты, которые могут навредить компьютеру пользователя.

Прокси-серверы могут устанавливаться как в локальной, так и в глобальной сетях. Глобальные прокси-серверы нередко используют, когда хотят скрыть свой адрес при посещении закрытого ресурса. Часто их используют офисные работники для обхода корпоративного фаервола, когда хотят посетить заблокированный системным администратором сайт, например Facebook, ВКонтакте или Youtube.

IDS (Intrusion Detection System) - Система обнаружения вторжений.
IPS (Intrusion Prevention System) - Система предотвращения вторжений.

Оба устройства являются сетевым фильтром и работают на прикладном уровне. Устройства способны заглянуть внутрь передаваемых данных и на основе шаблонов сетевых атак (сигнатур) смогут информировать об атаке и даже заблокировать ее.

То есть по сути, данное устройство ищет аномалии в принимаемом и передающем трафике по заранее заданным критериям и условиям. Без явного указания шаблонов или сигнатур аномального трафика IDS/IPS не способно фильтровать трафик.

В чем же отличие фаерволов от IDS/IPS?

Чтобы понять различия, проведем некоторую аналогию с face control на входе в роскошный клуб.

Фаервол - это охранник, который впускает гостей по списку или по знакомствам. То есть список - это те самые правила, которыми руководствуется фаервол, а гости - пакеты данных, их имена - атрибуты пакетов (адреса, порты).

Среди гостей могут быть люди с неадекватным поведением, например, пьяные, буйные. Второй охранник следит за поведением людей и если ему покажется, что их поведение не соответствует нормам клуба, то он может предупредить полицию или выставит их за дверь. Здесь прослеживается аналогия с сигнатурами IDS/IPS.

IDS/IPS устанавливаются сразу после фаервола. Для всех сетевых устройств IDS/IPS являются невидимыми, так как не маршрутизирует и не коммутирует трафик, не уменьшает TTL.

Большой популярностью служат SNORT IDS/IPS. SNORT является специальным языком, с помощью которого пишут сигнатуры. Он является абсолютно бесплатным и поэтому любой сможет настроить свою IDS/IPS на основе SNORT.

В настоящее время граница между фаерволами и системами обнаружения вторжений постепенно стирается, так как появляются фаерволы с функциями IDS/IPS.

Итак, подведем итоги по основным устройствам сети:

Усиливает сигнал, передает кадры конкретному хосту, предоставляет функции безопасности на уровни порта

Поиск оптимального маршрута до сети назначения

Бокировка и разрешение трафика на основе IP адресов и портов

Блокировка и разрешение трафика на основе IP адресов, портов, протоколов прикладного уровня, отслеживание состояния соединения на всех этапах сеанса связи

Фильтрация веб трафика, отслеживание состояния соединения на всех этапах сеанса связи

Фильтрация всех типов трафика на основе определенных сигнатур

В данном уроке приведены лишь краткие сведения о сетевых устройствах. Более подробно мы рассмотрим их в одних из следующих уроках.

Как работает маршрутизатор и какие задачи выполняет

Основная задача маршрутизатора — распределение потоков данных между подключенными устройствами. Используя таблицу маршрутизации, гаджет строит локальную сеть, принимает информацию из внешних источников и передает ее получателям по кабелям или Wi-Fi. Соответственно, прибор также собирает и отправляет запросы с устройств юзеров на различные интернет-ресурсы.

Современные маршрутизаторы также выполняют дополнительные задачи:

Играют роль Firewall благодаря встроенному функционалу, что защищает устройства пользователей от постороннего вмешательства.
Умеют работать с белым списком адресов, согласно которому к интернет-ресурсам допускаются только пользователи, прошедшие регистрацию.
Зашифровывают передаваемую информацию.
Обладают функционалом родительского контроля — пользователь задает перечень сайтов, куда нельзя заходить детям.

Продвинутые модели настраивают так, чтобы возможно было подключаться из любой точки мира, иметь доступ к видеонаблюдению, изменять параметры и др.

Роутер или маршрутизатор — как правильно

Отличий нет. Роутер — английский, маршрутизатор — русский вариант. Также устройства известны как интернет-шлюзы, интернет-центры, межсетевые шлюзы. А от модема роутер отличается принципиально. Первый принимает сигнал от провайдера и расшифровывает его в код, который понятен одному компьютеру. А второй распределяет полученную информацию между несколькими устройствами, подключенными к одной сети.

Классификация маршрутизаторов

Модели роутеров возможно классифицировать несколькими способами. Главными критериями выступают область использования и метод подключения, где по-разному происходит подсоединение и самих маршрутизаторов, и пользовательских устройств.

В зависимости от области использования роутеры подразделяют на:

Верхние. Это наиболее производительные модели, которые используют крупные корпорации. Маршрутизаторы, имеющие до 50 портов, поддерживают разнообразные интерфейсы и протоколы, в том числе нестандартные.
Средние. Позволяют сформировать небольшие сети для мелких предприятий. Имеют до 3 глобальных и 8 локальных портов.
Нижние. Предназначены для создания подключений в отдельных офисах или дома. Имеют до 2 глобальных и 4 локальных портов.

По методу подключения к интернету маршрутизаторы делятся на проводные и беспроводные. Также есть различие и в раздаче на пользовательские устройства — с помощью кабеля или через Wi-Fi. Проводные роутеры обычно используют в офисах или дома, чтобы подключить к сети от 2 до 8 настольных компьютеров либо ноутбуков, расположенных в одном помещении. Также с помощью подобных маршрутизаторов настраивают доступ, к примеру, от ПК к принтеру или другому устройству

Проводной маршрутизатор

Беспроводные (Wi-Fi) роутеры передают данные как с помощью кабелей, так и без них. Это удобно для объединения в общую сеть и подключения к интернету стационарных компьютеров, ноутбуков, принтеров, телефонов, Smart-ТВ и других устройств. Здесь нужно иметь один канал доступа и достаточную скорость соединения.

Беспроводные маршрутизаторы

При помощи роутера можно также объединить все устройства в одну локальную сеть (без доступа к интернету), внутри которой они будут обмениваться информацией.

Принцип работы маршрутизатора

Роутер устанавливает соединение с интернетом и раздает данные на каждое подключенное устройство. Чтобы наладить работу маршрутизатора, к нему необходимо подключить кабель провайдера или от ADSL-модема (также можно приобрести роутер с поддержкой USB-модема). Затем установить необходимые настройки — проще всего это сделать при помощи мастера или следуя инструкции к устройству. После этого подключить к маршрутизатору все устройства, где нужен интернет, по Wi-Fi либо сетевому кабелю LAN. На ПК можно также приобрести приемник для беспроводной передачи данных и с его помощью присоединиться к роутеру.

Чем отличается маршрутизатор от коммутатора?

В этом блоке расскажем, чем отличается маршрутизатор от коммутатора. Внешне они похожи — коробочка со множеством входов-выходов, но их работа основана на разных принципах.

Коммутатор – назначение и принцип работы

Второе название коммутатора — свич. Устройство соединяет несколько узлов сети в рамках одного сегмента. Обрабатывает информацию на канальном уровне сетевой модели OSI и работает с MAC-адресами хостов пользователей. Компьютеры, которые коммутатор объединяет в единую локальную сеть, не способны напрямую подключиться к интернету. Чтобы выйти во всемирную паутину, необходимо настроить один ПК — главный. А от него с помощью свича раздать трафик подключенным устройствам.

В этой схеме есть минусы — сложные настройки и постоянная работа главного компьютера (иначе остальные устройства останутся без интернета). Есть альтернативный вариант: выходить в глобальную сеть с помощью маршрутизатора, а к нему через коммутатор подключать все ПК. Если же портов на роутере достаточно, то свич в схеме не нужен.

У коммутатора есть неоспоримое преимущество перед маршрутизатором — более оперативная передача информации внутри локальной сети. Поэтому, если выход в интернет не нужен, то все ПК возможно объединить с помощью свича. Так они быстрее будут обмениваться информацией между собой.

Маршрутизатор – назначение и принцип работы

Маршрутизатор — более сложное устройство, чем коммутатор. Роутер одновременно объединяет пользовательские ПК и гаджеты в одну сеть и предоставляет им доступ в интернет. Устройство обрабатывает информацию на сетевом уровне модели OSI (а не на канальном, как свич) и работает с IP-адресами хостов юзеров (а не с MAC-адресами).

Функционируя на основе протоколов TCP/ IP (первый разбивает информацию на блоки и создает виртуальный канал, второй — передает эти блоки и контролирует получение), роутер обеспечивает четкое взаимодействие беспроводных и проводных сетей. Поэтому Wi-Fi-маршрутизатор отлично подходит для объединения всех домашних цифровых устройств в целях подключения к интернету и обмена данными между собой.

Некоторые модели роутеров способны создать большую локальную сеть благодаря внушительному объему памяти и значительной пропускной способности.

Преимущества и недостатки роутера

Раздача интернета от маршрутизатора к стационарным компьютерам, smart-телевизорам, телефонам и другим устройствам идет по проводу либо с помощью Wi-Fi. Так пользователи создают общую сеть для удобного обмена информацией друг с другом и выхода во всемирную паутину.

Правильно настроенный роутер обладает следующими преимуществами:

раздача сигнала сети на несколько устройств одновременно;
подключение гаджетов проводным и беспроводным способом;
стабильность и скорость передачи информации;
отсутствие потерь при трансляции данных.

К недостаткам маршрутизатора относится необходимость постоянного питания от электросети. К тому же роутер нужно разместить так, чтобы в зону покрытия Wi-Fi попадали все устройства. Если дом либо квартира обладают большой площадью, вследствие чего сигнал от маршрутизатора плохо доходит в дальние уголки, необходимо использовать репитер или другие способы увеличения радиуса действия роутера.

Какой маршрутизатор выбрать

Каждый маршрутизатор — это мини-компьютер узкой специализации, основная задача которого заключается в приеме и перераспределении данных между устройствами сети. Разные модели имеют особенности, которые влияют на выбор пользователей. Приобретая роутер для дома, следует обращать внимание на следующие свойства:

наличие Wi-Fi-модуля и его технические возможности;
количество портов для подключения сетевых кабелей и скорость их работы;
наличие USB-разъемов (для подключения модема или налаживания общего доступа к МФУ);
стабильность работы (важную роль играет конкретная модель и производитель);
поддержка разных стандартов подключения услуг провайдера;
наличие GSM-приемника.

Отличий много, поэтому перед покупкой конкретной модели необходимо составить список полезных опций, посмотреть обзоры, почитать отзывы, получить дополнительную информацию. Не стоит слепо доверять рекламе — реальный опыт вернее покажет, какое устройство необходимо купить.

Заключение

Из статьи вы узнали, что такое маршрутизатор (роутер), и в чем его принципиальное отличие от коммутатора. Ознакомились с принципом работы устройства и его классификацией. Наши советы помогут выбрать роутер, подходящий для выполнения конкретных задач. Если вам нужна настройка сетевого оборудования, администрирование сети, обращайтесь в компанию «АйТиСпектр» и получите профессиональное решение возникших проблем.

Сперва, хочу внести ясность, для коллег, которые лучше всех знают, что такое сети и как с ними работать. Прежде чем писать злостный комментарий, хорошо подумайте, поправлять или корректировать - только "за", а так статья для тех, кто знакомится с этим.

Мне доводилось работать с сетями разного ранга, как локальными, так и магистральными. Единственно в чем слабая теоретическая база и практически нулевая практика - это радиосвязь. И то ближе к физическим и логическим уровням, всё-что касается прикладных уровней, там больших сложностей нет. И моя основная задача - это обучение людей. Если вы работаете с конкретной технологией или оборудованием, то очевидно, что ваша компетентность будет на порядок выше(так во всяком случае должно быть), поэтому относитесь к статьям с пониманием.

На у теперь, непосредственно к нашим маршрутизаторам. В стандарте ISO есть такая, на мой взгляд, удачная многоуровневая(7-ми уровневая) модель ISO. Говорят еще модель OSI/ISO. Кому интересно подробнее можно прочитать в Гиде по связи . Там уже много чего подготовлено.

Локальными сетями называются сети, которые территориально находятся в одном месте, физически подключены к одной системе коммутаторов и маршрутизаторов, имеют единое адресное пространство. По сути локальная сеть, это дома на одной улице(очень примитивно). Как правило, объединены компьютеры (дома) одним коммутатором (одной дорогой), к которому через витую пару подключены все узлы. Особенность коммутатора в том, что он может одновременно передавать данные по двум направлениям. То есть если два компьютера в сети ведут передачу с другими двумя компьютерами, то они не будут друг другу мешать. Раньше были концентраторы или ещё их называли хабы (hub). Для них было присуще единое пространство передачи данных, поэтому передавать могло только одно устройство. Остальные в это время слушали. Но сейчас такое оборудование используется редко, и вообще пассивный хаб(концентратор) можно представить в виде скрутки всех проводов одной полярности приемников и передатчиков. Но больше чем на три компьютера пробовать не приходилось. Речь о другом.

Итак, коммутатор, его еще называют "свитч" (switch) выполняет роль "логической" коммутации устройств. Физически компьютеры подключены все вместе к одной сети. И основная работа коммутатора - это направление кадра по MAC адресу получателя. Как видим в большинстве своём коммутатор даже не знает Ip - адрес устройств которые участвую в передаче, хотя это процесс не сложный.

А так выглядят сами коммутаторы:

Но эти устройства служат для поддержки связи узлов в локальной сети. А вот чтобы-правильно организовать работу этой сети, а затем еще обеспечить правильную адресацию и выход в интернет нужен маршрутизатор.

Слово маршрутизатор означает организацию прокладки маршрутов. В круг его задач входит большое число функций:

раздача адресов внутри локальной сети
Организация доступа к сети интернет
Ограничение, фильтрация и контроль входящего и исходящего трафика.
Создание структуры и иерархии в локальной сети, если это необходимо.

А теперь переходим к роутеру, на самом деле роутер и есть маршрутизатор, просто э\то английское название - router.

Пару слов о WiFi технологии. здесь также существует оборудование типа коммутатора и маршрутизатора. Обычная точка доступа, передает сигнала от одних устройств другим, но в отличие от коммутатора точка доступа(Access Point - AP) может объединить в одну сеть беспроводные и проводные технологии. Но в отличие от Wi-Fi маршрутизатора, она не может выполнять функции доступные маршрутизатору.

Итак, подведем небольшой итог нашего ликбеза.

Для того чтобы организовать компьютерную локальную сеть, необходимо соединить их физически в одну сеть.. Это делается с помощью коммутатора (switch) или точки доступа (access point). Но для того чтобы сеть работала правильно и могла быть управляема, необходимо ставить маршрутизатор или wi-fi маршрутизатор (router). Роль маршрутизатора может выполнять обычный компьютер с двумя сетевыми картами(если нужен ).

По сетевым технологиям, есть специальный Гид ,

Кроме того, Вам могут быть полезны статьи:

Если информация оказалось знакомой, то можешь пройти Небольшой тест на знание азов электроники .

или нескольких базовых. Поэтому в технологиях должны быть предусмотрены способы объединить эти сети. Инструментальные средства, предназначенные для этих целей, называются устройствами подключения [ 61 ] .

В этом разделе мы обсуждаем пять видов устройств: ретрансляторы, концентраторы, мосты, маршрутизаторы и коммутаторы. Ретрансляторы и концентраторы работают на первом уровне набора протоколов TCP/IP. (Это сопоставимо с физическим уровнем модели OSI.) Мосты работают на первых двух уровнях. Маршрутизаторы работают на первых трех уровнях. Мы имеем два типа коммутаторов: первый тип — усложненный мост и второй — усложненный маршрутизатор. рис. 6.6показывает уровни, на которых работает каждое устройство.

Ретрансляторы

Для увеличения длины общей сети, состоящей из различных сегментов кабеля, используются ретрансляторы. Ретранслятор является устройством 1-го уровня и работает только на физическом уровне. Сигналы, которые переносят информацию в пределах сети, могут пройти фиксированное расстояние до того момента, когда затухание создаст угрозу целостности данных. Ретранслятор получает сигнал, и прежде чем он становится слишком слабым или искаженным, восстанавливает первоначальный вид бита. Затем он передает регенерированный сигнал. Ретранслятор может увеличить физическую длину сети, как показано на рис. 6.7.

Он принимает сигналы из одного сегмента кабеля и побитно синхронно повторяет их на другом сегменте кабеля, увеличивая мощность и улучшая форму импульсов. Применение ретранслятора вносит дополнительную задержку и ухудшает распознавание коллизии, поэтому их количество в сети Ethernet не должно превышать 4, при этом максимальная длина одного сегмента должна быть не более 500 метров, а диаметр всей сети — не более 2500 метров. Заметим, что сеть, образованную с помощью ретрансляторов, все еще считают одной локальной сетью, но часть сети, разделенную ретрансляторами, называют сегментом. Ретранслятор действует как узел с двумя интерфейсами, но работает только на физическом уровне.

Когда он получает пакет от любого из интерфейсов, он восстанавливает и передает его вперед к другому интерфейсу. Ретранслятор передает вперед каждый пакет, но не имеет никаких возможностей для выделения и перенаправления информации.

Концентраторы

Соединение узлов между собой осуществляется через центральное устройство — концентратор ( рис. 6.8), и это значительно устраняет недостатки предыдущих стандартов. Хотя в общем смысле термин "концентратор" может применить к любому устройству подключения, в данном случае он имеет специальное значение. Концентратор — фактически многовходовой ретранслятор. Он обычно используется, чтобы создать соединение между станциями в физической звездной топологии.

Концентратор (Hub) является устройством 1-го уровня и осуществляет функции повторителя на всех отрезках витых пар между концентратором и узлом, за исключением того порта, с которого поступает сигнал. Каждый порт имеет приемник (R) и передатчик (T). Кроме того, концентратор сам обнаруживает коллизию и посылает jam -последовательность на все свои выходы. Типовая емкость концентратора — от 8 до 72 портов. Концентраторы могут также использоваться, чтобы размножать уровни иерархии, как показано на рис.6.9.

Концентраторы можно соединять друг с другом с помощью тех же портов, которые используются для подключения узлов. Стандарт разрешает соединять концентраторы только в древовидные структуры, любые петли между портами концентратора запрещены. Для надежного распознавания коллизии между двумя любыми узлами должно быть не больше 4 концентраторов, при этом максимальная длина между концентраторами должна быть не более 100 метров, а диаметр всей сети — не более 500метров.

Рис. 6.8. Сеть Ethernet, образованная с помощью концентратора, на витой паре (стандарт 10Base-T)

Рис. 6.9. Размножение уровней иерархии с помощью концентраторов

Заметим, что сеть, построенная на основе концентраторов, рассматривается как одна единственная локальная сеть. Эта сеть представляется логической топологией типа "шина" (если станция передает пакет, он будет получен каждой другой станцией без переадресации). Иерархическое использование концентраторов устраняет ограничение длины 10BASE-T (100 метров). Построение локальных сетей большой емкости только с помощью концентраторов приводит к возрастанию числа коллизий и снижению пропускной способности сети. Поэтому концентраторы используются для построения небольших фрагментов сетей, которые затем объединяются с помощью мостов и коммутаторов.

Мосты

Мост (Bridge) является устройством 2-го уровня, он также соединяет два сегмента сети ( рис. 6.10), но, в отличие от повторителя, снабжен определенной логикой. Порт моста записывает все кадры, поступающие от узлов одного сегмента, в буферную память данных. Как устройство физического уровня, он восстанавливает сигнал, который получает. Как устройство уровня звена передачи данных, мост может проверить физический адрес (источник и пункт назначения), содержащиеся в пакете. Заметим, что мост, подобно ретранслятору, не имеет никакого физического адреса. Он действует только как фильтр, но не как исходный передатчик к конечному пункту назначения. В исходном состоянии, когда состав сети неизвестен, мост ретранслирует буферизированные кадры, поступающие с одного порта, на другой порт по алгоритму CSMA/CD. Мосты "прозрачны" и распознаваемы; они могут быть легко установлены между двумя сегментами локальной сети (принцип "plug and play" — "включай и работай" 1 Принцип, используемый в настоящее время для многих компонентов, когда программное обеспечение распознает вновь подключаемое оборудование и само включает его в работу или дает простые указания для подключения человеку ). Таблица моста первоначально пуста, но как только мост получает и передает вперед пакет, он создает в своей таблице вход с исходным адресом и интерфейсом прибытия. С тех пор мост знает, от кого поступает каждый пакет, к какому пункту назначения, от какого интерфейса. Мост также делает запись информации о пункте назначения, используя информацию, содержащуюся в пакете. Мы делаем нечто подобное, когда отвечаем по почте (или электронной почте).

По истечении некоторого времени мост составит следующую таблицу таблица 6.1 рис. 6.11).

Он по свой таблице определяет, что нужно ретранслировать кадр из буфера порта 1 в порт 2. Если же мост получает кадр от узла 2, направленный к узлу Х, то он по своей таблице определяет, что узлы находятся в одном сегменте, и стирает кадр в буферной памяти порта 1. Записи в таблице, произведенные мостом, являются динамическими. По истечении определенного времени, если мост не принял ни одного кадра от какого-то узла, такая запись стирается. Процедура ограниченного хранения записанных данных называется кэшированием и предохраняет таблицу от переполнения при удалении узла из сети или при перемещении узла из одного сегмента в другой. Записи, внесенные в таблицу администратором, называются статическими и не имеют срока жизни, они дают возможность администратору при необходимости принудительно подправлять работу моста.

Коммутатор (Switch)

Термин "коммутатор" может означать две различных вещи. Мы должны уточнять информацию об уровне, на котором устройство работает. Мы можем иметь коммутатор уровня два или коммутатор уровня три. Кратко обсудим каждый.

Коммутатор уровня два Коммутатор уровня два — мост со многими интерфейсами, который позволяет лучше (более быстро) распределять информацию. Мост с несколькими интерфейсами может подключить несколько сегментов LAN вместе. Мост со многими интерфейсами может распределить информацию каждой станции к каждой станции на одном и том же сегменте. Далее мы используем термин "мост" для коммутатора уровня 2.

Коммутатор уровня три Коммутатор уровня три — маршрутизатор. Коммутатор уровня три может получить, обработать и послать пакет намного быстрее, чем традиционный маршрутизатор, даже при том, что функциональные возможности у них одни и те же. Мы используем термин "маршрутизатор" для коммутатора уровня три.

Коммутатор (Switch) использует топологию типа "звезда", является устройством 2-го уровня и функционально представляет собой многопортовый мост, к каждому порту которого может быть подключен отдельный хост, концентратор, сервер или маршрутизатор ( рис. 6.12). Каждый порт коммутатора оснащен процессором обработки пакетов (Пр.), который может работать как в полудуплексном, так и в дуплексном режиме. При подключении к порту коммутатора отдельного узла (компьютера или маршрутизатора) порт коммутатора устанавливается в дуплексный режим, а в узел ставится сетевая карта с подавлением коллизий. За счет этого узел и коммутатор имеют возможность одновременной передачи и приема пакетов. При подключении к порту коммутатора концентратора порт коммутатора устанавливается в полудуплексный режим.

Рис. 6.12. Сеть Ethernet с использованием коммутатора

Для коммутации кадров между портами используется коммутационная матрица (Мх). Аналогично мосту каждый порт ведет адресную таблицу МАС-адресов, подключенных к нему устройств и сообщает о ней центральному процессору (ЦПР). После приема начальных бит кадра входной процессор анализирует адрес назначения и пытается установить соединение через коммутационную матрицу, не дожидаясь прихода, оставшихся бит кадра. Для этого он обращается к ЦПР с заявкой на установление пути в коммутационной матрице. ЦПР имеет адресную таблицу и может осуществить запрашиваемое соединение, если порт назначения свободен, т.е. не соединен с другим портом. Если же порт занят, то ЦПР в соединении отказывает, и кадр продолжает буферизироваться процессором входного порта до освобождения выходного порта. После того как требуемый путь в коммутационной матрице установлен, по нему направляются кадры в выходной порт, где они повторно буферизируются на случай разной скорости коммутируемых портов. Процессор выходного порта по значению контрольной суммы (FCS) опционально может проверить целостность принятого кадра и начинает передавать по сегменту Ethernet принятый кадр. Из-за наличия множества портов коммутатор обладает существенно более высокой производительностью за счет параллельной обработки кадров. Если потоки данных между портами распределяются, не конфликтуя между собой, т.е. соединения вида "входной порт — выходной порт" образуют независимые пары, то коммутатор емкостью N портов может одновременно обслуживать N/2 полудуплексных соединений или N дуплексных соединений.

Читайте также: