Маршрутизатор (роутер) — это сетевое устройство, необходимое для перенаправления пакетов данных в одной или нескольких подсетях с помощью того или иного принцица. Маршрутизатор может анализировать данные, определяет адресата и выбирает маршрут уже исходя из полученной информации. Отчасти устройство напоминает компьютер, что, в общем-то, так и есть. Если коммутатор (свитч) может создать локальную сеть между несколькими компьютерами, то маршрутизатор способен соединить несколько сетей одновременно, причем с разными ip-адресами.
Интересно, что если первые модели роутеров могли определять маршруты только лишь по тем сведениям, которые указывал администратор, то современные модели способны в автоматическом режиме анализировать технологии и текущую производительность, определять классы приоритета трафика, строить короткие маршруты и т.п.
Обратите внимание, что существуют профессиональные маршрутизаторы, которые работают в крупных предприятиях и способны поддерживать огромную сеть, вплоть до целых городов. Также существуют и более компактные роутеры, которые используются для создания сети и распределения трафика в квартире или офисе компании.
Причин, на самом деле, много. Вот основные из них.
Что касается принципа работы маршрутизатора, то он довольно простой, однако если начать оперировать различными терминами, боюсь, вы ничего не поймете. Поэтому попробую объяснить все простыми словами.
Данные в интернете передаются с помощью пакетов. В каждом из пакетов имеется адрес доставки. Когда маршрутизатор получает пакет, он находит адрес, который указан в пакете, и отправляет его по указанному адресу с помощью того или иного способа. Это если вкратце.
Здесь все просто — наверняка большинство из вас видели роутеры, а у многих они есть в квартирах или офисах. Обычно это небольшое устройство с определенным дизайном. Поскольку роутеры обычно находятся на видном месте, то дизайнеры стараются приукрасить устройство.
На лицевой стороне корпуса обычно нет ничего, кроме индикаторов, которых может быть немало, например, более 10. На лицевой стороне иногда может находится кнопка включения и выключения устройства.
Куда более интересна задняя сторона. Здесь мы можем увидеть много интересного.
Стоит отметить, что роутеры для домашнего использования сегодня очень популярны. Не в последнюю очередь из-за своей стоимости — некоторые модели можно приобрести менее, чем за 1 тысячу рублей, профессиональные дороже в несколько раз. Основные проблемы пользователи испытывают при настройке маршрутизатора, поскольку неподготовленного человека все эти цифры и буквы, которые необходимо вводить в интерфейсе устройства, могут повергнуть в шок. К счастью, сегодня выпускаются специальные прошивки, которые используются для настройки сети под определенного провайдера. Кроме того, в офисе провайдера настройка роутера обычно производится бесплатно.
Пользователи Интернета, не слишком разбирающиеся в технической стороне вопроса, могут не понимать, что такое маршрутизатор и зачем он нужен.
А ведь без этого прибора для каждого отдельного компьютера (настольного, переносного или мобильного) понадобится отдельное подключение к сети, что вряд ли будет удобно и выгодно.
Иногда маршрутизатор называют роутером, так он звучит при современном переводе с английского. Чаще всего пользуются именно вторым термином для беспроводных устройств.
А первый оставляют для проводных маршрутизаторов, применяемых реже.
Маршрутизатор представляет собой специальную подстанцию, принимающую из сети сигналы и передающую их конкретным устройствам – чаще всего компьютерам, но не обязательно, так как к Интернету могут подключаться и камеры, и принтеры, и различная «умная» техника, вплоть до холодильников и кондиционеров.
Фактически роутер связывает пользовательские устройства и тот сервер, который обеспечивает подключение к сети.
Ещё одной функцией роутера является работа с протоколом DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), что упрощает способ передачи данных по сети.
При этом каждое устройство получает свой уникальный IP-адрес, который, в отличие от такого же показателя сети, является временным, а не постоянным.
При отключении устройств и подключении новых их адреса меняются, не влияя на работу точки доступа.
Передавая сигнал, маршрутизаторы могут и усиливать его. Благодаря этому всего одно подключение обеспечивает доступ в Интернет сразу нескольким устройствам.
Интересно! Современные модели позволяют теоретически подключить одновременно не меньше 100 единиц техники, реальная цифра бытового находится в пределах десятка ПК, смартфонов или ноутбуков.
Осуществляя передачу информации из сети, маршрутизаторы работают и в обратную сторону, отправляя данные в Интернет.
При этом для увеличения безопасности происходит кодирование сигналов при помощи нескольких стандартов защиты – WPA (или более новый и распространённый WPA2), WEP (устаревший вариант, обойти защиту которого проще, чем у остальных) и других.
Также к роутеру подключаются протоколы и прокси-сервер.
Существует несколько классификаций роутеров. Основными являются разделения по области применения и способу подключения.
Причём, подключаются по-разному и сами маршрутизаторы, и устройства, которые с их помощью выходят в Интернет.
В зависимости от применения роутеры делятся на классы:
Подключаться к Интернету или к крупной сети (например, предприятия) устройство может проводным или беспроводным способом.
То же относится и к разведению сети по другим устройствам, которое осуществляется при помощи оптоволоконного кабеля или через WiFi.
Чаще всего в домашних условиях используются варианты с проводным подключением сети к маршрутизатору и беспроводное – для отдельных ПК.
Проводные роутеры, предусматривающие подведение к каждому отдельному устройству, являются оптимальным выбором для сети, состоящей из 2–8 стационарных компьютеров или ноутбуков, которые, в основном, находятся на одном и том же месте.
Таким способом легко настраивается и доступ к данным с одного устройства на другое – например, с ПК в одном помещении к принтеру или запоминающему устройству в другом.
Преимуществом беспроводного роутера является не только возможность передавать данные без использования кабелей, но и с ними.
Большинство бытовых устройств поддерживают оба вида подключения, тогда как многие настольные ПК подключаются только проводным способом.
В возможности обычного Wi-Fi-роутера входит объединение всех устройств в квартире или нескольких офисных помещениях, включая компьютеры, телефоны, принтеры или Smart-телевизоры в общую сеть и соединение их с Интернетом.
Для этого достаточно всего одной линии доступа к глобальной сети с достаточной скоростью передачи данных.
При этом, например, канала на 1–5 Мбит/с будет явно недостаточно для нормальной работы в сети нескольких устройств.
С помощью маршрутизатора можно обеспечить и простое взаимодействие между техникой, без доступа к Интернету. В этом случае беспроводное подключение тоже будет работать, но поможет организовать обмен информацией только внутри локальной сети.
Современный роутер представляет собой надёжное и долговечное устройство.
Часто достаточно всего лишь приобрести его и включить, после чего маршрутизатор работает без сбоев и необходимости в перенастройке на протяжении нескольких месяцев и даже лет.
При этом вмешательство пользователя, кроме включения, перезагрузки и отключения роутера, требуется только при смене пароля, способа доступа в сеть или провайдера.
Перезагрузить устройство несложно – достаточно отключить его от сети более чем на 10 секунд.
Настройку роутера может осуществлять представитель провайдера, подключающий пользователя к Интернету, или сам владелец прибора.
Чаще всего для этого придётся подключить маршрутизатор к компьютеру и настроить доступ с него в сеть.
При наличии идущего в комплекте к устройству диска сделать это несложно, хотя потребует прочтения инструкции и 10–20 минут на настройку.
Использование маршрутизатора обычно никак не влияет на стоимость использования Интернета. Особенно если речь идёт о популярном сейчас безлимитном тарифе.
Хотя, если оплата идёт по мегабайтам (например, беспроводной 3G-Интернет), её размеры зависят от объёмов скачанной информации.
Выбирая роутер для своих нужд, следует заранее обговорить с поставщиком Интернета возможность использования прибора.
Некоторые провайдеры по умолчанию не поддерживают маршрутизаторы.
У других есть отдельные тарифы на применение прибора, а третьи требуют наличия устройства определённой марки – иногда оно идёт в комплекте с сетью.
Не решив этот вопрос заранее, можно получить вместо доступа в сеть возможность подключения только проводным способом.
Промышленное использование роутера допускает соединение нескольких устройств меду собой, благодаря чему получается более сложный маршрут передачи информации.
В основном это может понадобиться только в офисе.
А для домашнего использования достаточно и одного маршрутизатора.
При выборе стоит учитывать и особенности техники, которой нужен доступ в сеть.
Ведь практически все настольные ПК, старые принтеры и другие подключаемые устройства подключаются только через проводной порт LAN.
Ноутбуки по умолчанию имеют Wi-Fi, хотя могут подключаться и проводами. Телефоны и планшеты в основном комплектуются только модулями Вай-Фай и, иногда, Bluetooth.
Также учитывают и удобство проведения сети. Так, Wi-Fi не требует прокладки проводов, но иногда доступен только на небольшом расстоянии.
Для увеличения дистанции до десятков метров стоит приобрести мощный роутер (с двумя или тремя антеннами), до сотен метров – проложить оптоволокно.
А для совмещения различных вариантов подключения лучше воспользоваться смешанными моделями маршрутизаторов, обеспечивающими доступ к сети с разных устройств и по Wi-Fi и через LAN-порт.
Если дома или в небольшом офисе есть только один компьютер и не предполагается применять ту же точку доступа для работы с другой техникой, допускается прямое подключение ПК к интернету через провод.
Таким образом, нет необходимости в приобретении роутера.
При этом, правда, подключить к той же сети телефон или планшет будет невозможно.
Но, во-первых, некоторые виды работ не предусматривают (или даже, в целях безопасности, запрещают) использование мобильных устройств для работы с Интернетом.
Во-вторых, некоторым пользователям достаточно обычного мобильного телефона, не имеющего модуля Wi-Fi.
А, в-третьих, такие планшетные ПК и смартфоны могут быть подключены к сети с помощью связи 3G или 4G, достаточно скоростной и требующейся для доступа к Интернету в любое время.
Ещё одним недостатком прямого подключения является необходимость в предупреждении провайдера о замене компьютера или операционной системы.
Так как новый ПК или другая ОС могут не работать в сети.
В качестве Wi-Fi роутера допускается использовать и другие устройства:
Наличие такой техники дома или в офисе позволит не покупать отдельно маршрутизатор, а создать сеть с её помощью.
При этом ноутбук или смартфон должны быть достаточно мощными, чтобы обеспечить одновременно и основные функции, и использование Интернета.
В целом, маршрутизатор представляет собой полезное устройство, без которого в современных условиях практически невозможно обойтись.
Тем более что стоимость их невысока и сравнима с ценой, например, комплекта «клавиатура + мышь».
Скорость же доступа, поддерживаемая современными моделями, полностью соответствует требованиям большинства пользователей – до 100 Мбит/с.
Хотя возможности некоторых роутеров намного больше.
При этом роутеры работают намного проще коммутаторов, и позволяют сэкономить по сравнению с применением сетей 3G и 4G.
Хотя, если в сети находится много устройств, работа с маршрутизатором требует постоянного администрирования со стороны специалистов, знакомых с конфигурационными параметрами и протоколами.
При этом работа всех роутеров в сети должна быть синхронизирована.
Обычные пользователи, устанавливающие устройство дома для связи с сетью нескольких ПК, планетов и ноутбуков, от такой проблемы избавлены.
Именно по причине распространения роутеров в быту большинство производителей сейчас перешли к созданию устройств начального уровня, заменяющих сложные и мощные маршрутизаторы верхнего класса.
Это видео поможет вам узнать для чего нужен маршрутизатор. Вы узнаете об основных возможностях этого устройства. Вы увидите как можно использовать маршрутизатор в домашних условиях.
В наше время тяжело встретить людей, у которых нет компьютера. Сейчас многие смартфоны имеют аппаратную «начинку» не хуже, чем стационарные компьютеры лет пять назад.
Поэтому, учитывая большое количество компьютерных устройств в пользовании обычных пользователей, появляется надобность в создании из этих устройств единой сети с выходом в интернет. Самый простой способ объединения ваших «гаджетов» в сеть, это применение сетевого устройства с несколькими названиями – маршрутизатор, роутер, router. Просто роутер – это английское название этого устройства, а маршрутизатор – русское. Рассмотрим более подробнее, что это за устройство и как с ним работать.
Маршрутизатор (роутер) представляет из себя электронное устройство, которое может подключаться к сети интернет, а также выполняет процесс пересылки пакетов данных между сетевыми компьютерными устройствами с обеспечением для этих устройств доступа к интернет.
Работа маршрутизатора
Современные маршрутизаторы могут выполнять защиту вашей сети от хакерских атак, отвечать за регулирование доступа пользователей к некоторым Интернет-ресурсам, могут раздавать ІР-адреса подключаемым устройствам, шифровать трафик, и еще многое другое.
Стандартный вид маршрутизатора
По основным признакам роутеры можно разделить на четыре группы:
В особенности роутеров могут входить наличие встроенного жесткого диска. Это дает возможность реализовать свой собственный домашний сервер с хранилищем ваших файлов.
У некоторых роутеров может присутствовать USB порт, что расширяет возможности вашего маршрутизатора. Можно подключить любой носитель информации, превратив роутер в сервер данных. Можно подключить 3g модем и пользоваться интернетом при отсутствии кабельного доступа. Также можно подсоединить к роутеру принтер и производить печать с любого компьютера в сети.
В основном работа с роутером заключается в его первоначальном подключении к компьютеру и настройки его основных параметров через вэб-интерфейс. Дальше маршрутизатор сам будет управлять сетью, и вам только по желанию можно корректировать необходимые настройки.
Первоначальное подключение лучше производить через кабельное соединение (хотя некоторые модели поддерживают и беспроводное соединение). Берите роутер, к любому входу LAN подключайте один конец кабеля витая пара, второй вставляйте в сетевую карту компьютера. Включайте компьютер и подавайте питание на роутер.
Обратите внимание, что роутер должен иметь заводские настройки, т.е. если роутер приобретен не в магазине, то лучше его «сбросить» на заводские настройки (жмете кнопку RESET и держите секунд пять).
Теперь проверяем, что ваша сетевая карта настроена на автоматическое получение ІР-адреса. На компьютере проделайте вход: Панель управления – Сети и Интернет – Центр управления сетями и общим доступом – Изменение параметров адаптера – Подключение к локальной сети – Свойства.
Свойства подключения
Выбираете – Протокол Интернета версии 4 (TCP/ІPv4), жмете – Свойства. Убедитесь, что галочки стоят на автоматическом получении адреса и сервера, если нет, то установите их в автомат.
Автоматическое получение адреса
Жмем – Ок. Теперь роутер должен автоматически назначить компьютеру ІР-адрес.
Вход в настройки роутера стандартен. В любом браузере вводите – 192.168.1.1, авторизируйтесь (вводите логин/пароль – аdmіn/ admin). Могут быть и другие значения, производитель обычно указывает их на боку самого роутера. Жмите – Ок, и вы попадете в главное меню настроек роутера.
В этом меню можно выполнить все настройки вашей сети. Для примера возьмем русскоязычное меню роутера фирмы ASUS.
Меню роутера
Обычно, основные пункты меню расположены в левом столбике. По нажатию по ним могут раскрываться дополнительные подменю. Центральная часть меню отведена для ввода параметров того пункта меню, который выбран.
В левом столбце выбираете пункт – Интернет. Тут главное выбрать пункт – Тип WAN-подключения (выбирается из выпадающего меню, может быть пяти видов). Этот тип указывается в договоре с вашим провайдером, и от него будут зависеть дальнейшие настройки WAN-подключения.
Настройка интернет доступа
Для каждого WAN-подключения свои отдельные настройки, поэтому читайте внимательно договор и вводите их в нужные пункты меню.
Если есть привязка по МАС-адресу, то не забудьте сообщить провайдеру новый МАС-адрес. При желании его можно клонировать со старого сетевого подключения, но лучше сообщить новый.
Не забывайте сохранять настройки, иначе роутер их не примет.
Заходите в меню – Беспроводная сеть, вкладка – Общие.
Для создания беспроводной сети заполняем следующие поля:
Настройка Wi-Fi
Если в вашей сети «вещает» IPTV телевидение, то для просмотра на роутере нужно ввести некоторые настройки. Заходите в меню – Локальная сеть, подменю – IPTV.
Настройка IPTV
Тут нужно указать порт, на котором вы будете подключать IPTV. Остальные параметры следует узнать у провайдера.
В принципе это и все основные настройки маршрутизатора. Даже если вы что-то и упустили или не правильно ввели, не бойтесь, роутер вы не сломаете. Всегда можно вернуться к заводским предварительным установкам и перенастроить все заново.
Это комбинированное устройство, на бытовом уровне используется для создания домашней или офисной локальной сети с доступом в мировую паутину для всех подключённых ПК-устройств. Это своего рода узко специализированный мини-компьютер. Выполняет логистические и охранные функции.
Если говорить более простым языком – это устройство, которое самостоятельно без дополнительных команд принимает решение по пересылки различных пакетов (это могут быть, как и файлы – фильмы, игры, документы, так, и интернет) между подключёнными к нему компьютерами.
Данные устройства бывают разные, но стандартный коммутатор представляет собой компактный прибор со встроенной антенной, сам аппаратный блок, шнур и питание.
Пример:
Главное не нужно путать их со свитчами – это две разные вещи. Давайте рассмотрим разницу между маршрутизатором и свитчем. При помощи свитча можно только создать локалку между несколькими компьютерами.
Так как все устройства, которые подсоединяются к свитчу, должны иметь одинаковые IP адреса подсети. Маршрутизатор может соединить несколько подобных сетей воедино, с разными IP адресами.
История их неразрывно связана с историей интернета. Первый роутер создан в 1974 году, а с 1976 года из трёх локальных сетей с тремя роутерами возникает прообраз «мировой паутины».
Различают разные уровни:
Маршрутизатор – внешнее устройство, к его дизайну производитель относится серьёзно, можно подобрать на любой вкус. Однако есть общие для всех конструктивные моменты.
С тыльной стороны они выглядит так:
Последние 4 пункта вариативны, могут быть не во всех моделях.
На лицевой стороне панель с индикаторами.
С нижней стороны могут быть настенные крепления.
Идея объединения локальных сетей в единую глобальную подразумевает создание способа, как будет одна из них находить другую. Таким образом, можно сравнить данные устроства с диспетчером у ворот: он определяет, кому, куда и по какому маршруту выезжать, а также проверяет накладные въезжающих.
Он нужен, если:
Также он может:
Если вы купили маршрутизатор и не знаете, как его настроить, то лучше всего обратиться к специалистам.
Неправильные настройки могут привести к сбою в работе оборудования и пропадании сигнала, но если вы знаете английский (так как меню многих коммутаторов почти всегда полностью на английском) и желаете обучиться сами, то данная инструкция поможет вам разобраться в принципе работы и ответит на многие вопросы.
Роутеры устанавливаются на границах между сетями. Для внутренней используются таблицы маршрутизации, для внешней – протоколы, по которым автоматически распределяется оптимальный трафик пакетов информации. Одновременно осуществляется защита и контроль.
Принцип работы маршрутизатора довольно прост, но чтобы понимать все досконально и без ошибок, нужно изучать научные труды и различные книги по сетевым технологиям. Мы попробуем максимально упростить описание, чтобы вы смогли понять принцип работы маршрутизатора.
Абсолютно все данные в Интернете передаются маленькими, небольшими порциями – пакетами и, чтобы они доходили до нужного адреса, вначале каждого пакета отмечена точка доставки (сам адрес). Маршрутизатор выполняет функцию почтальона, он получает пакет, по внутренней таблице маршрутизации находит нужный адрес (который указан в пакете) и он отправляется дальше указанным в таблице способом.
Выпускают маршрутизаторы с различными модемами, так как соединение может происходить по разным каналам.
Технический прогресс не стоит на месте и сегодня на прилавках магазинов можно найти маршрутизаторы различных видов, а именно:
Новинки снабжаются всё более мощными процессорами и высокотехнологичными системами, что делает работу маршрутизатора более качественной и скоростной.
Роутер совмещает в себе несколько устройств:
Как работает он, можно понять, рассмотрев подробнее его функции.
Большой радиус действия wi-fi зависит от:
Фото: затухание сигнала в зависимости от расстояния
Таким образом, с помощью коммутатора можно создать локальную паутину, дать ей выход в интернет и защитить её от внешних угроз. Это их основная функция. Различия роутеров связаны с техническими вариантами подключения к интернету, с используемыми стандартами, а также с дополнительными функциями и требованиями.
Рассмотрев, какие бывают характеристики маршрутизаторов, можно подытожить параметры, на которые следует ориентироваться при выборе данного устройства.
Или шлюзом , называется узел сети с несколькими IP-интерфейсами (содержащими свой MAC-адрес и IP-адрес), подключенными к разным IP-сетям, осуществляющий на основе решения задачи маршрутизации перенаправление дейтаграмм из одной сети в другую для доставки от отправителя к получателю.
Представляют собой либо специализированные вычислительные машины, либо компьютеры с несколькими IP-интерфейсами, работа которых управляется специальным программным обеспечением.
Маршрутизация служит для приема пакета от одного устройства и передачи его по сети другому устройству через другие сети. Если в сети нет маршрутизаторов, то не поддерживается маршрутизация. Маршрутизаторы направляют (перенаправляют) трафик во все сети, составляющие объединенную сеть.
Для маршрутизации пакета маршрутизатор должен владеть следующей информацией:
Маршрутизатор узнает об удаленных сетях от соседних маршрутизаторов или от сетевого администратора. Затем маршрутизатор строит таблицу маршрутизации, которая описывает, как найти удаленные сети.
Если сеть подключена непосредственно к маршрутизатору, он уже знает, как направить пакет в эту сеть. Если же сеть не подключена напрямую, маршрутизатор должен узнать (изучить) пути доступа к удаленной сети с помощью статической маршрутизации (ввод администратором вручную местоположения всех сетей в таблицу маршрутизации) или с помощью динамической маршрутизации.
Динамическая маршрутизация - это процесс протокола маршрутизации, определяющий взаимодействие устройства с соседними маршрутизаторами. Маршрутизатор будет обновлять сведения о каждой изученной им сети. Если в сети произойдет изменение, протокол динамической маршрутизации автоматически информирует об изменении все маршрутизаторы. Если же используется статическая маршрутизация, обновить таблицы маршрутизации на всех устройствах придется системному администратору.
IP-маршрутизация - простой процесс, который одинаков в сетях любого размера. Например, на рисунке показан процесс пошагового взаимодействия хоста А с хостом В в другой сети. В примере пользователь хоста А запрашивает по ping IP-адрес хоста В. Дальнейшие операции не так просты, поэтому рассмотрим их подробнее:
Кадр, сгенерированный интерфейсом Ethernet 1 маршрутизатора, имеет аппаратный адрес источника от интерфейса Ethernet 1 и аппаратный адрес назначения для сетевого адаптера хоста В. Важно отметить, что, несмотря на изменения аппаратных адресов источника и назначения, в каждом передавшем пакет интерфейсе маршрутизатора, IP-адреса источника и назначения никогда не изменяются. Пакет никоим образом не модифицируется, но меняются кадры.
В крупных сетях процесс происходит аналогично, но пакету придется пройти больше участков по пути к хосту назначения.
В стеке TCP/IP маршрутизаторы и конечные узлы принимают решения о том, кому передавать пакет для его успешной доставки узлу назначения, на основании так называемых таблиц маршрутизации (routing tables).
Таблица представляет собой типичный пример таблицы маршрутов, использующей IP-адреса сетей, для сети, представленной на рисунке.
Таблица маршрутизации для Router 2
В таблице представлена таблица маршрутизации многомаршрутная, так как содержится два маршрута до сети 116.0.0.0. В случае построения одномаршрутной таблицы маршрутизации, необходимо указывать только один путь до сети 116.0.0.0 по наименьшему значению метрики.
Как нетрудно видеть, в таблице определено несколько маршрутов с разными параметрами. Читать каждую такую запись в таблице маршрутизации нужно следующим образом:
Чтобы доставить пакет в сеть с адресом из поля Сетевой адрес и маской из поля Маска сети, нужно с интерфейса с IP-адресом из поля Интерфейс послать пакет по IP-адресу из поля Адрес шлюза, а «стоимость» такой доставки будет равна числу из поля Метрика.
В этой таблице в столбце "Адрес сети назначения" указываются адреса всех сетей, которым данный маршрутизатор может передавать пакеты. В стеке TCP/IP принят так называемый одношаговый подход к оптимизации маршрута продвижения пакета (next-hop routing) – каждый маршрутизатор и конечный узел принимает участие в выборе только одного шага передачи пакета. Поэтому в каждой строке таблицы маршрутизации указывается не весь маршрут в виде последовательности IP-адресов маршрутизаторов, через которые должен пройти пакет, а только один IP-адрес - адрес следующего маршрутизатора, которому нужно передать пакет. Вместе с пакетом следующему маршрутизатору передается ответственность за выбор следующего шага маршрутизации. Одношаговый подход к маршрутизации означает распределенное решение задачи выбора маршрута. Это снимает ограничение на максимальное количество транзитных маршрутизаторов на пути пакета.
Для отправки пакета следующему маршрутизатору требуется знание его локального адреса, но в стеке TCP/IP в таблицах маршрутизации принято использование только IP-адресов для сохранения их универсального формата, не зависящего от типа сетей, входящих в интерсеть. Для нахождения локального адреса по известному IP-адресу необходимо воспользоваться протоколом ARP.
Одношаговая маршрутизация обладает еще одним преимуществом - она позволяет сократить объем таблиц маршрутизации в конечных узлах и маршрутизаторах за счет использования в качестве номера сети назначения так называемого маршрута по умолчанию – default (0.0.0.0), который обычно занимает в таблице маршрутизации последнюю строку. Если в таблице маршрутизации есть такая запись, то все пакеты с номерами сетей, которые отсутствуют в таблице маршрутизации, передаются маршрутизатору, указанному в строке default. Поэтому маршрутизаторы часто хранят в своих таблицах ограниченную информацию о сетях интерсети, пересылая пакеты для остальных сетей в порт и маршрутизатор, используемые по умолчанию. Подразумевается, что маршрутизатор, используемый по умолчанию, передаст пакет на магистральную сеть, а маршрутизаторы, подключенные к магистрали, имеют полную информацию о составе интерсети.
Кроме маршрута default, в таблице маршрутизации могут встретиться два типа специальных записей - запись о специфичном для узла маршруте и запись об адресах сетей, непосредственно подключенных к портам маршрутизатора.
Специфичный для узла маршрут содержит вместо номера сети полный IP-адрес, то есть адрес, имеющий ненулевую информацию не только в поле номера сети, но и в поле номера узла. Предполагается, что для такого конечного узла маршрут должен выбираться не так, как для всех остальных узлов сети, к которой он относится. В случае, когда в таблице есть разные записи о продвижении пакетов для всей сети N и ее отдельного узла, имеющего адрес N,D, при поступлении пакета, адресованного узлу N,D, маршрутизатор отдаст предпочтение записи для N,D.
Записи в таблице маршрутизации, относящиеся к сетям, непосредственно подключенным к маршрутизатору, в поле "Метрика" содержат нули («подключено»).
Основные требования к алгоритмам маршрутизации:
Существуют различные алгоритмы построения таблиц для одношаговой маршрутизации. Их можно разделить на три класса:
Независимо от алгоритма, используемого для построения таблицы маршрутизации, результат их работы имеет единый формат. За счет этого в одной и той же сети различные узлы могут строить таблицы маршрутизации по своим алгоритмам, а затем обмениваться между собой недостающими данными, так как форматы этих таблиц фиксированы. Поэтому маршрутизатор, работающий по алгоритму адаптивной маршрутизации, может снабдить конечный узел, применяющий алгоритм фиксированной маршрутизации, сведениями о пути к сети, о которой конечный узел ничего не знает.
Это способ маршрутизации не изменяющийся при изменении топологии и состоянии сети передачи данных (СПД).
Простая маршрутизация обеспечивается различными алгоритмами, типичными из которых являются следующие:
В целом, простая маршрутизация не обеспечивает направленную передачу пакета и имеет низкую эффективности. Основным ее достоинством является обеспечение устойчивой работы сети при выходе из строя различных частей сети.
Этот алгоритм применяется в сетях с простой топологией связей и основан на ручном составлении таблицы маршрутизации администратором сети. Алгоритм часто эффективно работает также для магистралей крупных сетей, так как сама магистраль может иметь простую структуру с очевидными наилучшими путями следования пакетов в подсети, присоединенные к магистрали, выделяют следующие алгоритмы:
Это основной вид алгоритмов маршрутизации, применяющихся маршрутизаторами в современных сетях со сложной топологией. Адаптивная маршрутизация основана на том, что маршрутизаторы периодически обмениваются специальной топологической информацией об имеющихся в интерсети сетях, а также о связях между маршрутизаторами. Обычно учитывается не только топология связей, но и их пропускная способность и состояние.
Адаптивные протоколы позволяют всем маршрутизаторам собирать информацию о топологии связей в сети, оперативно отрабатывая все изменения конфигурации связей. Эти протоколы имеют распределенный характер, который выражается в том, что в сети отсутствуют какие-либо выделенные маршрутизаторы, которые бы собирали и обобщали топологическую информацию: эта работа распределена между всеми маршрутизаторами, выделяют следующие алгоритмы:
Маршрутные таблицы содержат информацию, которую используют программы коммутации для выбора наилучшего маршрута. Чем характеризуется построение маршрутных таблиц? Какова особенность природы информации, которую они содержат? В данном разделе, посвященном показателям алгоритмов, сделана попытка ответить на вопрос о том, каким образом алгоритм определяет предпочтительность одного маршрута по сравнению с другими.
В алгоритмах маршрутизации используется множество различных показателей. Сложные алгоритмы маршрутизации при выборе маршрута могут базироваться на множестве показателей, комбинируя их таким образом, что в результате получается один гибридный показатель. Ниже перечислены показатели, которые используются в алгоритмах маршрутизации:
Длина маршрута является наиболее общим показателем маршрутизации. Некоторые протоколы маршрутизации позволяют администраторам сети назначать произвольные цены на каждый канал сети. В этом случае длиной тракта является сумма расходов, связанных с каждым каналом, который был траверсирован. Другие протоколы маршрутизации определяют "количество пересылок" (количество хопов), т. е. показатель, характеризующий число проходов, которые пакет должен совершить на пути от источника до пункта назначения через элементы объединения сетей (такие как маршрутизаторы).
Надежность, в контексте алгоритмов маршрутизации, относится к надежности каждого канала сети (обычно описываемой в терминах соотношения бит/ошибка). Некоторые каналы сети могут отказывать чаще, чем другие. Отказы одних каналов сети могут быть устранены легче или быстрее, чем отказы других каналов. При назначении оценок надежности могут быть приняты в расчет любые факторы надежности. Оценки надежности обычно назначаются каналам сети администраторами. Как правило, это произвольные цифровые величины.
Под задержкой маршрутизации обычно понимают отрезок времени, необходимый для передвижения пакета от источника до пункта назначения через объединенную сеть. Задержка зависит от многих факторов, включая полосу пропускания промежуточных каналов сети, очереди в порт каждого маршрутизатора на пути передвижения пакета, перегруженность сети на всех промежуточных каналах сети и физическое расстояние, на которое необходимо переместить пакет. Т. к. здесь имеет место конгломерация нескольких важных переменных, задержка является наиболее общим и полезным показателем.
Полоса пропускания относится к имеющейся мощности трафика какого-либо канала. При прочих равных показателях, канал Ethernet 10 Mbps предпочтителен любой арендованной линии с полосой пропускания 64 Кбайт/с. Хотя полоса пропускания является оценкой максимально достижимой пропускной способности канала, маршруты, проходящие через каналы с большей полосой пропускания, не обязательно будут лучше маршрутов, проходящих через менее быстродействующие каналы.
