- •3. Компьютерные сети и сетевое программное обеспечение
- •3.1. Обзор и архитектура вычислительных сетей
- •3.1.1. Основные определения и термины
- •3.1.2. Преимущества использования сетей
- •3.1.3.Архитектура сетей
- •3.1.4. Выбор архитектуры сети
- •3.2. Семиуровневая модель osi
- •3.2.1. Взаимодействие уровней модели osi
- •3.2.2. Прикладной уровень (Application layer)
- •3.2.3. Уровень представления данных (Presentation layer)
- •3.2.4. Сеансовый уровень (Session layer)
- •3.2.5. Транспортный уровень (Transport Layer)
- •3.2.6. Сетевой уровень (Network Layer)
- •3.2.7. Канальный уровень (Data Link)
- •3.2.8.Физический уровень (Physical Layer)
- •3.2.9. Сетезависимые протоколы
- •3.3. Стандарты и стеки протоколов
- •3.3.1. Спецификации стандартов
- •3.3.2. Протоколы и стеки протоколов
- •3.3.3. Стек osi
- •3.3.4. Архитектура стека протоколов Microsoft tcp/ip
- •3.4. Топология вычислительной сети и методы доступа
- •3.4.1. Топология вычислительной сети
- •Виды топологий
- •3.4.2. Методы доступа
- •3.5. Лвс и компоненты лвс
- •3.5.1. Основные компоненты
- •3.5.2. Рабочие станции
- •3.5.3. Сетевые адаптеры
- •3.5.4. Файловые серверы
- •3.5.5. Сетевые операционные системы
- •3.5.6. Сетевое программное обеспечение
- •3.5.7. Защита данных
- •3.5.8. Использование паролей и ограничение доступа
- •3.5.9. Типовой состав оборудования локальной сети
- •3.6. Физическая среда передачи данных
- •3.6.1. Кабели связи, линии связи, каналы связи
- •3.6.2. Типы кабелей и структурированные кабельные системы
- •3.6.3. Кабельные системы
- •3.6.4. Типы кабелей
- •3.6.5. Кабельные системы Ethernet
- •3.6.6. Беспроводные технологии
- •3.7. Сетевые операционные системы
- •3.7.1. Структура сетевой операционной системы
- •3.7.2. Одноранговые nos и nos с выделенными серверами
- •3.7.3. Сетевые ос NetWare фирмы Novell
- •3.7.4. Семейство сетевых ос Windows nt
- •3.7.5. Семейство ос unix
- •3.7.6. Обзор Системы Linux
- •3.8. Требования, предъявляемые к сетям
- •3.8.1.Производительность
- •3.8.2.Надежность и безопасность
- •3.8.3. Прозрачность
- •3.8.4. Поддержка разных видов трафика
- •3.8.5. Управляемость
- •3.8.6. Совместимость
- •3.9. Сетевое оборудование
- •3.9.1. Сетевые адаптеры, или nic (Network Interface Card).
- •3.9.2. Повторители и концентраторы
- •3.9.3. Мосты и коммутаторы
- •3.9.4. Маршрутизатор
- •3.9.5. Шлюзы
3.9.4. Маршрутизатор
Маршрутизатор (router) – ретрансляционная система, соединяющая две коммуникационные сети либо их части.
Каждый маршрутизатор реализует протоколы физического (1А, 1B), канального (2А, 2B) и сетевого (3A, 3B) уровней, как показано на рис. 3.41. Специальные сетевые процессы соединяют части коммутатора в единое целое. Физический, канальный и сетевой протоколы в разных сетях различны. Поэтому соединение пар коммуникационных сетей осуществляется через маршрутизаторы, которые осуществляют необходимое преобразование указанных протоколов. Сетевые процессы выполняют взаимодействие соединяемых сетей.
Маршрутизатор работает с несколькими каналами, направляя в какой-нибудь из них очередной блок данных.
Маршрутизаторы обмениваются информацией об изменениях структуры сетей, трафике и их состоянии. Благодаря этому, выбирается оптимальный маршрут следования блока данных в разных сетях от абонентской системы-отправителя к системе-получателю. Маршрутизаторы обеспечивают также соединение административно независимых коммуникационных сетей.
Рис. 3.41 Структура маршрутизатора
Архитектура маршрутизатора также используется при создании узла коммутации пакетов.
Различие между маршрутизаторами и мостами
Маршрутизаторы превосходят мосты своей способностью фильтровать и направлять пакеты данных на сети. Так как маршрутизаторы работают на сетевом уровне, они могут соединять сети, использующие разную сетевую архитектуру, методы доступа к каналам связи и протоколы.
Маршрутизаторы не обладают такой способностью к анализу сообщений как мосты, но зато могут принимать решение о выборе оптимального пути для данных между двумя сетевыми сегментами.
Мосты принимают решение по поводу адресации каждого из поступивших пакетов данных, переправлять его через мост или нет в зависимости от адреса назначения. Маршрутизаторы же выбирают из таблицы маршрутов наилучший для данного пакета.
В поле зрения маршрутизаторов находятся только пакеты, адресованные к ним предыдущими маршрутизаторами, в то время как мосты должны обрабатывать все пакеты сообщений в сегменте сети, к которому они подключены.
Тип топологии или протокола уровня доступа к сети не имеет значения для маршрутизаторов, так как они работают на уровень выше, чем мосты (сетевой уровень модели OSI). Маршрутизаторы часто используются для связи между сегментами с одинаковыми протоколами высокого уровня. Наиболее распространенным транспортным протоколом, который используют маршрутизаторы, является IPX фирмы Novell или TCP фирмы Microsoft.
Необходимо запомнить, что для работы маршрутизаторов требуется один и тот же протокол во всех сегментах, с которыми он связан. При связывании сетей с различными протоколами лучше использовать мосты. Для управления загруженностью трафика сегмента сети также можно использовать мосты.
3.9.5. Шлюзы
Шлюз (gateway) – ретрансляционная система, обеспечивающая взаимодействие информационных сетей.
Рис. 3.42 Структура шлюза
Шлюз является наиболее сложной ретрансляционной системой, обеспечивающей взаимодействие сетей с различными наборами протоколов всех семи уровней. В свою очередь, наборы протоколов могут опираться на различные типы физических средств соединения.
В тех случаях, когда соединяются информационные сети, то в них часть уровней может иметь одни и те же протоколы. Тогда сети соединяются не при помощи шлюза, а на основе более простых ретрансляционных систем, именуемых маршрутизаторами и мостами.
Шлюзы оперируют на верхних уровнях модели OSI (сеансовом, представительском и прикладном) и представляют наиболее развитый метод подсоединения сетевых сегментов и компьютерных сетей. Необходимость в сетевых шлюзах возникает при объединении двух систем, имеющих различную архитектуру. Например, шлюз приходится использовать для соединения сети с протоколом TCP/IP и большой ЭВМ со стандартом SNA. Эти две архитектуры не имеют ничего общего, и потому требуется полностью переводить весь поток данных, проходящих между двумя системами.
В качестве шлюза обычно используется выделенный компьютер, на котором запущено программное обеспечение шлюза и производятся преобразования, позволяющие взаимодействовать нескольким системам в сети. Другой функцией шлюзов является преобразование протоколов. При получении сообщения IPX/SPX для клиента TCP/IP шлюз преобразует сообщения в протокол TCP/IP.
Шлюзы сложны в установке и настройке. Шлюзы работают медленнее, чем маршрутизаторы.