Маршрутизаторы

С помощью удаленного маршрутизатора сети, расположенные на большом удалении друг от друга (например, в разных городах), можно объединить в глобальную сеть. Один маршрутизатор, находящийся в одном городе, может соединить некоторую компанию с удаленным маршрутизатором, находящимся в другой компании, расположенной в любом другом городе. Удаленные маршрутизаторы соединяют сети, использующие ATM, ISDN, технологии ретрансляции кадров и передачи данных по скоростной последовательной линии, а также Х.25. Удаленный маршрутизатор, как и локальный, может поддерживать множество протоколов, позволяя соединять Удаленные сети различных типов. Аналогичным образом удаленный маршрутизатор может работать как брандмауэр, ограничивающий доступ к определенным сетевым ресурсам.

Некоторые удаленные маршрутизаторы имеют модульную конструкцию, что позволяет вставлять в слоты расширения различные интерфейсы (например, Интерфейс для ISDN-линии и интерфейс для ретрансляции кадров). Преимущество такого маршрутизатора состоит в том, что его можно постепенно расширять по мере усложнения коммуникационных задач, а с этим сталкиваются многие организации. Чаще всего маршрутизаторы подключаются к глобальной телекоммуникационной линии при помощи некоторого последовательного интерфейса (например, CSU/DSU – для работы с линией Т-1 или модульного адаптера Х.25 – для подключения к сети Х.25).

Часть 2 Проектная часть

Устройства компании Cisco можно разделить на три основные категории: мосты и коммутаторы, маршрутизаторы и серверы доступа. Рассмотрим сначала мосты и оммутаторы.

Мосты и коммутаторы

Мост — это сетевое устройство, которое оперирует на уровне канала передачи данных. Мост на уровне канала передачи данных соединяет несколько сетевых сегментов в один логический сетевой сегмент. Существует несколько различных типов мостов.

• Прозрачные или обучающиеся.

• Инкапсулирующие.

• Транслирующие.

• С маршрутизацией от источника.

• Транслирующие с маршрутизацией от источника.

Хотя ОС IOS содержит средства для работы со всеми вышеупомянутыми типами мостов, в данной книге описываются лишь первые три. Мосты с маршрутизацией от источника и транслирующие мосты с маршрутизацией от источника используются в сетях Token Ring.

Применение мостов позволяет разделить физический и логический виды трафика и этим снизить нагрузку на сегмент сети. Основным достоинством применения мостов является доступность, надежность, масштабируемость и управляемость сети за счет ее разбиения на отдельные физические составляющие. В этой книге описаны принципы мостовых соединений с точки зрения их отношения к маршрутизации.

Мосты осуществляют свои функции, проверяя в каждом пакете информацию канального уровня и выполняя дальнейшую переадресацию пакетов лишь при необходимости. Информация о том, какие пакеты следует переадресовывать в какой сетевой сегмент, заносится в мост в процессе обучения и хранится в таблицах переадресации.

Чтобы определить наилучший метод переадресации пакетов на заданный канальный уровень получателя, мосты обмениваются данными, используя для этого протокол охватывающего дерева (Spanning Tree Protocol — STP). Этот протокол позволяет мостам строить безкольцевую топологию переадресации пакетов. Безкольцевая топология гарантирует, что пакет проходит по одному сегменту сети лишь один раз. Применение данной технологии необходимо для того, чтобы избежать возникновения "штормов широковещания" (broadcast storms) и множественной пересылки параллельно включенными мостами одного и того же пакета в данный сегмент. Шторм широковещания — это событие в сегменте сети, при котором широковещательный пакет, т.е. пакет, предназначенный каждой рабочей станции, находящейся в сегменте сети, посылается по замкнутому кольцу, вызывая перегрузку сегмента сети по трафику.

Простейшим мостом является прозрачный мост, который способен обрабатывать соединение только с одинаковыми протоколами канального уровня. Инкапсулирующие и транслирующие мосты можно рассматривать в качестве прозрачных мостов, которые обладают дополнительными функциями, позволяющими взаимодействовать различным протоколам канального уровня.

Инкапсулирующий мост вкладывает кадр канального уровня одного типа в кадр канального уровня другого типа, что делает возможным прозрачное мостовое соединение между одинаковыми канальными уровнями передачи данных, когда они физически разделены вторым отличающимся канальным уровнем. Как пример можно привести два инкапсулирующих моста, каждый из которых оснащен портом Ethernet и портом последовательной передачи данных. Эти мосты позволяют связать между собой два сегмента сети Ethernet, которые связаны между собой каналом последовательной передачи данных. Канал последовательной передачи данных отличается от канала Ethernet средой передачи данных уровня 2. Мостовое соединение с инкапсуляцией позволяет передавать весь кадр сети Ethernet из одного сегмента Ethernet в другой, физически отделенный сегментом с последовательной передачей данных, поскольку мост инкапсулирует кадр сети Ethernet в протокол канала последовательной передачи данных.

Результатом этого процесса является то, что устройства взаимодействуют так, словно находятся в одном логическом сегменте Ethernet.

Транслирующие мосты выполняют функции прозрачного моста между двумя различными типами протоколов канального уровня. Например, транслирующий мост может преобразовывать кадры сети Ethernet в кадры сети Token Ring, выполняя трансляцию на уровне передачи данных. Если соединить два устройства, использующих различную среду передачи данных, с помощью транслирующего моста, то это будет выглядеть так, как будто два устройства работают в одном логическом сегменте сети. Прозрачное взаимодействие устройств с различной средой передачи данных обеспечивает необходимые условия соединения между двумя устройствами, которым требуется взаимодействовать на уровне передачи данных.

Коммутатор компании Cisco по сути своей является многопортовым мостом, работающим под управлением ОС IOS. Коммутатор, который тоже работает на уровне канала передачи данных, выполняет те же основные функции, что и мост. Основные различия между мостом и коммутатором носят не технический характер, а касаются инкапсулирования.

Коммутатор может содержать больше портов, иметь меньшую стоимость в пересчете на порт и иметь встроенные функции управления, которых нет у моста. Тем не менее, функциональные возможности мостов и коммутаторов в контексте модели OSI не отличаются друг от друга.

Многие модели коммутаторов имеют несколько портов, поддерживающих один протокол канального уровня, например Ethernet, и меньшее количество портов, поддерживающих высокоскоростные протоколы канального уровня, которые используются для подключения более быстрых сред, как, например, ATM или Fast Ethernet. Если коммутатор содержит различные виды интерфейсов для нескольких протоколов канального уровня, то он может считаться транслирующим мостом. На сегодняшний день существует большое количество коммутаторов, которые имеют интерфейсы, работающие с различными скоростями, например, Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet.

Маршрутизаторы

Маршрутизатор — это устройство, распределяющее пакеты по сети с помощью информации сетевого уровня. В данной книге основное внимание уделено трем протоколам сетевого уровня: IP, IPX и AppleTalk. Маршрутизатор извлекает данные об адресации сетевого уровня из пакета данных. В маршрутизаторе также имеются алгоритмы, называемые протоколами маршрутизации, с помощью которых он строит таблицы. В соответствии с этими таблицами и определяется тот маршрут, по которому должен быть направлен пакет, чтобы достичь конечного пункта назначения. Если маршрутизатор является многопротокольным, т.е. понимает несколько форматов адресов сетевого уровня и может работать с несколькими протоколами маршрутизации, к каковым и относятся маршрутизаторы компании Cisco, он хранит отдельные таблицы маршрутизации для каждого из протоколов сетевого уровня, маршрутизация которого осуществляется..

Мосты и коммутаторы соединяют несколько физических сетей в одну логическую сеть, а маршрутизаторы соединяют логические сети и маршрутизируют пакеты данных между ними, используя информацию, полученную протоколами маршрутизации и хранящуюся в таблицах маршрутизации. Основным преимуществом маршрутизатора (по сравнению с использованием моста любого типа) является то, что он физически и логически разделяет сеть на несколько управляемых сегментов. Это позволяет контролировать маршрутизируемые пакеты данных и одновременно обрабатывать множество различных протоколов сетевого уровня. В этой книге рассматривается множество опций конфигурирования маршрутизаторов, управляемых ОС IOS.

Серверы доступа

Сервер доступа, также называемый коммуникационным сервером, — это сервер, который позволяет подключать к сети асинхронные устройства. Чаще всего сервер доступа используется для подключения к сети Internet компьютеров, оборудованных модемами. Сервер доступа совмещает в себе функции маршрутизатора с функциями асинхронных протоколов.

Если компьютер подключен к серверу доступа через асинхронный интерфейс, то сервер доступа с помощью определенного программного обеспечения позволяет подключенной машине работать так, как если быона была подключена к сети. К примеру, сервер доступа может иметь 16 асинхронных портов и один порт Ethernet. Любое устройство, подсоединенное к асинхронному порту данного сервера доступа, работает так, как будто включено непосредственно в сеть Ethernet, в которой находится сервер доступа. Сервер доступа дает возможность пользователям, работающим с протоколами IP, IPX или AppleTalk, действовать в локальной сети с удаленного компьютера так, как если бы они были подключены к локальной сети непосредственно. В этой книге рассматриваются вопросы, касающиеся функций и конфигурирования серверов доступа.