3.7 Коммутаторы
Коммутатор (switch) в отличие от моста каждый порт коммутатора оснащен специализированной микросхемой, которая обрабатывает пакеты по алгоритму моста независимо от микросхем других портов. За счет этого общая производительность коммутатора обычно намного выше производительности традиционного моста, имеющего один процессорный блок.
При поступлении пакета от компьютера на какой-либо порт коммутатора соответствующий процессор анализирует адрес назначения пакета, просматривает свою адресную таблицу, по этому адресу передает пакет на соответствующий порт. Если адрес не находится, то пакет уничтожается. Если адресуемый порт занят, то пакет сохраняется во входном порту до момента освобождения адресуемого порта. Поскольку несколько портов могут работать параллельно, то сеть, построенная на коммутаторах, имеет хорошую пропускную способность. Производительность самого коммутатора в этом случае равна сумме производительностей его отдельных портов. Использование коммутаторов позволяет избежать проблем коллизий в сети Ethernet, так как наличие портов и буферизация данных не позволяет распространяться коллизии по всей сети.
3.8 Маршрутизаторы (router)
С помощью маршрутизаторов соединяются отдельные сети (или подсети). Как и мосты, маршрутизаторы фильтруют передаваемые данные. Однако в отличие от мостов, маршрутизаторы используют логические сетевые адреса (IP- или IPX-адреса), а не физические адреса устройств. Продвижение пакетов между подсетями, в соответствии с адресами назначения называется маршрутизацией.
Маршрутизаторы могут работать как внутри локальных сетей (в этом случае они соединяют подсети), так и в глобальных сетях, соединяя составляющие их локальные сети.
В небольшой сети задача маршрутизации довольно проста. Если, например, соединены с помощью маршрутизатора две ЛВС, ему достаточно получив пакеты из одной подсети при необходимости перенаправить их в другую подсеть.
Другое дело в крупных сетях. Здесь к одному маршрутизатору могут быть подключены несколько ЛВС, а к одной сети может быть подключено несколько маршрутизаторов (рисунок 16). Поэтому к одной и той же цели данные могут добраться различными путями. Даже если из строя выйдет один из маршрутизаторов, данные достигнут своей цели.
Рисунок 16 – Пример использования маршрутизаторов
Для выбора маршрута пересылки пакета маршрутизатор анализирует специальную таблицу маршрутизации, которая хранится в памяти маршрутизатора. По этой таблице маршрутизатор определяет, куда направить очередной пакет. Если он предназначен системе, которая подключена к маршрутизатору, произойдет передача в эту систему. Если пакет предназначен системе в удаленной сети, маршрутизатор через одну из смежных сетей передаст пакет другому маршрутизатору.
Например, при получении маршрутизатором 4 пакета предназначенного для подсети 4 – произойдет передача данных в эту подсеть на порт номер 2. При получении пакета предназначенного для подсети 1, произойдет передача пакета на маршрутизатор 2.
Таблицы маршрутизации могут составляться либо статически, либо динамически. Статические таблицы прописываются вручную администратором сети, с помощью специальной программы, а динамические таблицы строятся самими маршрутизаторами, которые обмениваются между собой информацией о конфигурации сети с помощью специальных служебных. Статическая маршрутизация эффективно работает только в небольших сетях (конфигурация которой не меняется или имеется единственный путь из одной сети в другую). Преимущество динамической маршрутизации заключается в том, что избавляет администратора сети от составления вручную таблицы маршрутизации, но и автоматически учитывает все изменения структуры сети. Допустим, один из маршрутизаторов вышел из строя. Его неработоспособность приведет к тому, что через некоторое время он будет исключен из таблицы маршрутизации и информация будет передаваться получателям в обход его.
Маршрутизатор может быть реализован в виде самостоятельного устройства, так и в виде обычного компьютера. Возможность реализовать маршрутизацию имеется в таких ОС как Windows 2000, Windows NT и др. поэтому, что бы превратить ПК в маршрутизатор, необходимо установить на нем две сетевые платы, подключить к двум различным сетям и настроить на выполнение задач маршрутизации между этими сетями.
Маршрутизатор, реализованный в виде отдельно устройства, по сути так же представляет собой специализированными компьютерами. В его состав входят несколько сетевых плат, микропроцессоры, выполняющие специальные программы маршрутизации под управлением собственной операционной системы.
По областям применения маршрутизаторы можно классифицировать:
магистральные маршрутизаторы. Они предназначены для построения центральной сети фирмы или предприятия. Такая сеть, как правило, состоит из большого числа локальных сетей, расположенных в разных зданиях и даже регионах, использующих разнообразные технологии канального уровня. Магистральные маршрутизаторы- это наиболее мощные устройства, способные обрабатывать несколько тысяч или даже несколько миллионов пакетов в секунду.
региональные маршрутизаторы соединяют региональные отделения фирмы или предприятия между собой и центральной сетью. Маршрутизаторы этого типа представляют собой некоторую упрощенную версию магистральных маршрутизаторов. Это наиболее обширный класс маршрутизаторов, из имеющихся на рынке.
маршрутизаторы удаленных офисов соединяют, как правило, локальную сети удаленного офиса с центральной сетью или с сетью регионального отделения.
маршрутизаторы локальных сетей предназначены для разделения крупных локальных сетей на подсети. Основное требование, предъявляемое к таким маршрутизаторам – это высокая скорость маршрутизации. Все порты работают на скорости 10 – 100 Мбит/ с.
На современном рынке сетевого оборудования лидерство по маршрутизаторам держат фирмы Cisco и 3Сom.