Зачем нужны виртуальные маршрутизаторы

Обновлено: 06.07.2024

В IP - основе компьютерных сетей , виртуальная маршрутизация и пересылка ( VRF ) представляет собой технологию , которая позволяет использовать несколько экземпляров таблицы маршрутизации сосуществовать в одном маршрутизаторе одновременно. Один или несколько логических или физических интерфейсов могут иметь VRF, и эти VRF не разделяют маршруты, поэтому пакеты пересылаются только между интерфейсами в одном и том же VRF. VRF являются эквивалентом сети VLAN уровня 3 TCP / IP . Поскольку экземпляры маршрутизации независимы, можно использовать одни и те же или перекрывающиеся IP-адреса без конфликта друг с другом. Функциональность сети улучшена, поскольку сетевые пути могут быть сегментированы без необходимости использования нескольких маршрутизаторов.

Содержание

Простая реализация

Самая простая форма реализации VRF - VRF-Lite. В этой реализации каждый маршрутизатор в сети участвует в среде виртуальной маршрутизации на равноправной основе. Несмотря на то, что VRF Lite прост в развертывании и подходит для малых и средних предприятий и общих центров обработки данных, он не масштабируется до размера, необходимого для глобальных предприятий или крупных операторов связи, поскольку существует необходимость внедрять каждый экземпляр VRF на каждом маршрутизаторе, включая промежуточные маршрутизаторы. Первоначально VRF были введены в сочетании с многопротокольной коммутацией меток (MPLS), но VRF оказался настолько полезным, что в конечном итоге превратился в независимый от MPLS. Это историческое объяснение термина VRF Lite: использование VRF без MPLS.

Полная реализация

Ограничения масштабирования VRF Lite устраняются реализацией IP VPN . В этой реализации базовая магистральная сеть отвечает за передачу данных по широкой области между экземплярами VRF в каждом пограничном местоположении. IP VPN традиционно используются операторами связи для обеспечения общей глобальной магистральной сети для нескольких клиентов. Они также подходят для крупных предприятий, многопользовательских и общих центров обработки данных.

В типичном развертывании маршрутизаторы на границе клиента (CE) обрабатывают локальную маршрутизацию традиционным образом и распространяют информацию о маршрутизации на границу поставщика (PE), где таблицы маршрутизации виртуализируются. Затем маршрутизатор PE инкапсулирует трафик, маркирует его для идентификации экземпляра VRF и передает его через магистральную сеть провайдера к маршрутизатору PE назначения. Затем маршрутизатор PE назначения декапсулирует трафик и пересылает его маршрутизатору CE в пункте назначения. Магистральная сеть полностью прозрачна для оборудования клиента, что позволяет нескольким клиентам или сообществам пользователей использовать общую магистральную сеть, сохраняя при этом сквозное разделение трафика.

Маршруты через магистральную сеть провайдера поддерживаются с использованием протокола внутреннего шлюза - обычно iBGP . IBGP использует расширенные атрибуты сообщества в общей таблице маршрутизации, чтобы различать маршруты клиентов с перекрывающимися IP-адресами.

IP VPN чаще всего развертывается в магистрали MPLS, так как присущая маркировка пакетов в MPLS позволяет идентифицировать VRF клиента. Некоторые реализации IP VPN (особенно Nortel IP-VPN Lite ) используют более простую инкапсуляцию IP-in-IP поверх чистой IP-магистрали, что устраняет необходимость в обслуживании и поддержке среды MPLS.

Внедрение Cisco

Маршрутизация и пересылка VPN , ключевой элемент технологии Cisco MPLS VPN.

Уже вполне очевидно, что рынок технологий вступил в «эру виртуализации», считает Том Нолле (Tom Nolle) президент CIMI Corp. На сегодняшний день сети постепенно переходят к «облачному программированию», но если сети будут выполнять только поддерживающую роль, то ценность виртуализации, применяемой непосредственно к сети, становится не совсем понятной.
Все формы виртуализации основаны на допущении, что затраты на оборудование и операционные расходы берутся из расчета на одно устройство, но, как известно, у каждого устройства имеются свои внутренние ресурсы для поддержки множества независимых сессий. Применяя виртуализацию, можно избежать некоторых расходов. Все стратегии виртуализации создают множество виртуальных и логических маршрутизаторов на базе одного реального устройства. Они в свою очередь соединяются в свою собственную виртуальную сеть.

Проблемы управления виртуальными устройствами

Изначально большинство маршрутизаторов поддерживали примитивную форму виртуализации, имея возможность разветвлять таблицу маршрутов. VRF-технология (Virtual Routing and Forwarding - Виртульная маршрутизациия и перенаправление) поддерживает множество таких разветвлений и таким образом создает виртуальные маршрутизаторы.

Еще одна форма виртуализации маршрутизаторов – использование мультипротокольной коммутации по меткам (MPLS) и отдельных пограничных маршрутизаторов (Label Edge Routers). Эта технология позволяет создать набор отдельных сетей между маршрутизаторами, которые пользуются ресурсами единой базовой сети.
Обе из описанных стратегий сегодня используются, но у них есть ряд ограничений.
Одно из ограничений виртуализации «первого поколения» состоит в том, что четкого разделения ресурсов между виртуальными элементами не существует. Соответственно требования к процессингу построения и обновления таблиц маршрутизации увеличивается прямо пропорционально количеству виртуальных маршрутизаторов. Все происходящие процессы борются между собой за использование ресурсов памяти одного и того же маршрутизатора. Могут существовать и другие взаимозависимости между параллельными виртуальными маршрутизаторами, в зависимости от конкретной реализации. При использовании MPLS, где виртуализация сегментируется, необходимо либо использование нескольких LER-маршрутизаторов, либо создавать такие таблицы маршрутизации, чтобы не происходило пересечения трафика. Описанные системы виртуализации также могут использовать общие магистральные ресурсы, что приводит к еще большей взаимозависимости между отдельными виртуальными маршрутизаторами и замедляет работу сети. Такое «пересечение ресурсов» также ограничивает возможное количество используемых виртуальных маршрутизаторов и создание виртуальных сетей.
Наконец, рассмотрим управление виртуальными устройствами в сравнении с реальными. Операционные расходы на сетевое оборудование, как правило, составляют 55% полных затрат владельца, а капитальные затраты – только 45%. Если рассматривать управление виртуальным устройством с точки зрения операционных затрат, то оно не только не дешевле, а дороже управления реальным устройством.

5 факторов поддержки виртуализации

Новое поколение виртуальных маршрутизаторов характеризуется некоторыми усовершенствованиями, которые оптимизируют их управление и работу сетей.
1. Прямая поддержка виртуализации в рамках операционной системы маршрутизатора
Это упрощает управление виртуальными устройствами и позволяет контролировать процесс распределения маршрутных протоколов между отдельными виртуальными устройствами или работу одного протокола на все существующие виртуальные устройства. Это несколько увеличивает объем трафика, зато позволяет сократить операционные расходы.
2. Четкое разветвление процесса построения и обновления таблиц маршрутизации и перенаправления
На сегодняшний день существует тенденция хостинга таблиц маршрутизации на отдельном устройстве, что позволяет расширять их без уменьшения количества портов для магистральных карт , а также осуществлять централизованный процессинг нескольких маршрутизаторов.
3. Четкое распределение магистральных и других ресурсов между виртуальными маршрутизаторами/сетями
Для создания четкой границы между виртуальными сетями очень важно разделить максимально возможный режим работы (best-effort service) и премиум режим (premium service). Это в частности необходимо для соблюдения принципов сетевого нейтралитета.
4. Расширение использования виртуализации для других устройств
Многие сети используют гибрид Ethernet и IP для сетей доступа и базовой сети. Использование виртуализации может соединить эти два протокола без дополнительных затрат на управление. Единый топологический протокол (topology protocol) может использоваться для множества виртуальных устройств.
5. Система управления версиями в ПО для маршрутизаторов
Если у нескольких виртуальных маршрутизаторов разные требования к программному обеспечению, они могут быть несовместимы на одном и том же устройстве. Поэтому необходимо создать единую версию ПО для виртуальных маршрутизаторов.

В поисках виртуального баланса

Стратегии виртуализации для всех типов ресурсов являются компромиссом между стоимостью их внедрения и экономией ресурсов, которые они могут обеспечить. Новые стратегии позволяют обеспечить сбалансированный подход, который так необходим операторам в современном мире.

Виртуальные сети Cisco VRF

Еще в копилку полезная статья, опубликованная на ресурсе:cisco-lab.by Написано понятным и простым языком, поможет разобраться с VRF, для чего он нужен и собственно, на элементарном примере, как настраивается.

Что такое виртуальная машина знают все. Каждый из нас, кто работает в сфере ИТ, как минимум слышал такое слово, большинство же, безусловно, работало или работает с ними. Кто-то использует их для тестирования приложений, кто-то для хостинга, кто-то для учебы и так далее, так как вариантов для использования масса.

Вот мы и задались вопросом: есть ли такие возможности в сети, и если есть, то как их использовать. То есть основный смысл заключается в том, возможно ли используя один комплект оборудования создать несколько независимых виртуальных сетей.

Зачем это нужно? По ряду причин:

- можно не изменять физическую связность, при этом создавать какую угодно логическую топологию;

- в каждой виртуальной сети можно настроить свой протокол и делать с ним лабораторные работы или проводить исследования;

- существенно увеличить количество логических маршрутизаторов, а соответственно и расширить возможности для построения сложных топологий;

- возможно создать для определенных приложений выделенную топологию, где это необходимо;

- при использовании виртуальной сети вместе с виртуальными машинами можно получить законченное полноценно виртуальное пространство;

- впишите свою причину, друзья :-)

На самом деле можно перечислять очень долго, зачем это нужно. И у Вас, друзья, тоже найдется собственный список, как можно использовать виртуальную сеть. Потому мы перейдем к вопросу как создать виртуальную сеть.

Для того, чтобы создать сеть, необходимы каналы связи и активное сетевое оборудования, в частности маршрутизаторы. Для виртуальных сетей необходимы виртуальные каналы связи и виртуальные маршрутизаторы. Если с виртуальными каналами связи все более менее понятно: мы можем организовать их используя VLAN, чем мы активно пользовались в наших лабораторных работах. С виртуальными маршрутизаторами все не так очевидно, однако механизм тоже существует. Называется он VRF (Virtual Routing and Forwarding). Cisco активно позиционируют его как инструмент MPLS VPN, однако возможности его гораздо шире и не особо известны. Мы провели большую работу по изучению того, что может работать в виртуальной сети, какие протоколы и технологии. Далее последует серия статей об известных или не очень известных сетевых технологиях и протоколах в контексте виртуальных сетей. Пока же мы только объясним, что такое VRF и с чем его едят.

Виртуальный маршрутизатор, созданный при помощи VRF, обладает своей собственной таблицей маршрутизации, а также интерфейсами. Рассмотрим процесс создания и функционирования виртуальной сети на простеньком примере. Физическая топология сети:

Желаемая логическая топология:

Настроим маршрутизатор R1. R2 настраивается аналогичным образом, потому приводить его настройку мы не будем:

После того как мы создали виртуальные маршрутизаторы, мы можем посмотреть их список и их таблицы маршрутизации:

Согласитесь, друзья, никаких отличий в таблице маршрутизации виртуального маршрутизатора нет. Все нам привычно и знакомо.

Так как мы рассматриваем пока сам принцип функционирования виртуальной сети, то для создания полной связности мы настроим самое простое: статические маршруты. Пример их настройки для R1 (виртуальные маршрутизаторы V1 и V3):

Опять же, никаких особых отличий нет. Вся разница снова заключается в указании виртуального маршрутизатора, с которого мы будем осуществлять проверку доступности.

В следующей статье мы рассмотрим саму идеологию VRF.

Конфиги сетевого оборудования:

Идея Wi-Fi Virtual Router заключается в преобразовании ПК или ноутбука в устройство, заменяющее классический аппарат для беспроводной связи с интернетом. Для выполнения действия понадобится специальное программное обеспечение и последующая настройка оборудования. Пользователи редко сталкиваются с неработоспособностью устройства при правильной отладке, но иногда возникает ряд легко решающихся проблем, связанных с устаревшими драйверами или неверно произведенным подключением.

Виртуальный маршрутизатор

Что такое виртуальный роутер — зачем нужен

Под виртуальным Wi-Fi подразумевается технология, имитирующая наличие роутера. Программы помогают раздавать интернет после установки и настройки. Доступ к сети они обеспечивают для любого устройства, которое может принимать сигнал.

Ключевые особенности и функции

Перед тем, как использовать виртуальный роутер Wi-Fi Windows 7, необходимо узнать, для чего предназначается:

для исправления недостаточного по силе сигнала от стационарного адаптера, утилиты позволяют его улучшить или продублировать, таким методом можно предоставить связь по вай-фай для целого офиса или дома;
получения персональной сети, позволяющей получить доступ к интернету всем устройствам, поддерживающим беспроводное подключение;
присоединения в сетку со статистическими адресами мобильных гаджетов без дополнительных настроек;
решения вопроса с отсутствием настоящего роутера, при нахождении в сельской местности;
объединения нескольких сетей.

Чтобы создать источник вай-фай на персональном компьютере или ноутбуке, необходимо наличие соединения с интернетом и сетевая карта. Вне зависимости от типа существующего адаптера (внешнего, внутреннего), важно лишь его присутствие. С его помощью специализированное программное обеспечение имитирует маршрутизатор.

Важно! Специальные утилиты, создающие виртуальный вай-фай роутер Виндовс 7, прекрасно работают с персональными компьютерами и ноутбуками. Они занимают минимальное пространство на жестком диске. Для пользования приложением не нужны определенные знания и навыки, программы интуитивно понятны.

Скачивание Virtual Router Plus и установка на компьютер

Приложение, создающее Virtual Router Wi-Fi, обладает рядом преимуществ. Они позволяют создать связь за короткий период времени:

программа абсолютно бесплатна;
у нее простой и интуитивно понятный интерфейс;
несложная даже для новичков настройка;
утилита занимает минимальное пространство на персональном компьютере;
поддерживает русский язык;
позволяет работать из трея;
совместима с любимыми мобильными устройствами;
защита гаджетов при помощи WPA-шифрования.

Несложное программное обеспечение легко выполняет поставленные перед ним задачи, обеспечивает для устройств доступ в интернет в радиусе действия сигнала. Несложная настройка на русском языке и простейший интерфейс помогает даже новичкам легко справляться с отладкой связи.

Приложение для Виндовс

Важно! При создании виртуального роутера Wi-Fi Windows 8 закачку ПО лучше проводить с официального сайта разработчика. В противном случае можно вместе с утилитой закачать в ноутбук вирус или вредоносную программу.

Закачка Virtual Router Plus проводится только после поверки встроенным антивирусом. После загрузки архива его нужно открыть и запустить на компьютере. После установки активация утилиты проводится через рабочий стол.

Настройка Virtual Router Plus на раздачу Wi-Fi

Утилита виртуал вай-фай не требует специальной установки, отладка занимает минимальное количество времени:

После закачки программы содержимое архива извлекается.
Из папки запускается файл утилиты — с расширением «ехе».
На дисплее возникнет специальная анкета для заполнения: в области «Network Name» (SSID) прописывается придуманное название сети, в следующей графе вводится пароль, в последней строке под именем «Shared Connection» производится выбор подходящего соединения.
Процесс завершается включением клавиши «Start Virtual Router Plus», которая активизирует программное обеспечение.

Утилита для Virtual Wi-Fi может работать как в полном, так и свернутом режиме. Кнопка располагается на панели задач, в нижнем правом углу.

Важно! Остановка функциональности дополнительного виртуального роутера проходит через клавишу «Stop Virtual Router Plus», она локализуется на том же месте, что и стартовая.

Итог и решение возможных проблем

с отсутствием или отключением модуля вай-фай;
выключенной сетью VPN;
неустановленным виртуальным адаптером в системе;
проблемами с утилитами из сетевой карты или отсутствием поддержки ими сети.

Варианты решения возникших неполадок зависят от информации, выведенной на экран. Пользователю необходимо проверить группу часто встречающихся вопросов с работой вай-фай и настроить систему:

Блокировать работу устройств могут как вирусы, так и установленные антивирусные программы. После изменения условий допуска или обнаружения вредоносных программ проблема с подключениями решается самостоятельно.

Внимание! В большинстве случаев неработоспособность виртуального роутера связана с устаревшими или отсутствующими утилитами.

После из установки ситуация разрешается, оборудование раздает интернет на все доступные мобильные устройства. Закачка приложений для создания беспроводной сети должна проводится только с проверенных ресурсов, в противном случае вместе с приложением пользователь получит дополнения в виде вирусного ПО.

Читайте также: