Menu

Vše o směrovačích: Typy směrovačů, směrovací tabulka a směrování IP

  • Hlavní
  • Jiný
  • Vše o směrovačích: Typy směrovačů, směrovací tabulka a směrování IP

all about routers types routers

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů

Role a význam routerů v systému počítačových sítí:

Náš předchozí tutoriál v tomto Kompletní síťová školení vysvětlil nám to Přepínače vrstvy 2 a vrstvy 3 podrobně. V tomto kurzu se podrobně seznámíme s routery.

Směrovače jsou v našem každodenním životě široce používány všude, protože spojují různé sítě, které se šíří na velké vzdálenosti.

Jelikož název je samozřejmý, směrovače získávají svoji nomenklaturu z práce, kterou vykonávají, což znamená, že směrují datové pakety ze zdrojového konce na cílový konec pomocí nějakého směrovacího algoritmu v počítačových síťových systémech.

jak používat xor v java

Význam směrovačů

Co se naučíte:

Co jsou směrovače?

Pokud jste měli telekomunikační společnost, která má jednu pobočku v Bangalore a další v Hyderabadu, pak k navázání spojení používáme směrovače na obou koncích, které byly připojeny přes optický kabel přes STM nebo DS3.

Podle tohoto scénáře bude provoz ve formě dat, hlasu nebo videa proudit z obou konců zasvěceně mezi nimi bez interference jakéhokoli třetího nechtěného provozu. Tento proces je nákladově efektivní a časově efektivní.

Podobně tento router také hraje klíčovou roli při navazování spojení mezi testery softwaru, toto prozkoumáme dále v tutoriálu.

Níže je schéma sítě routeru, kde dva směrovače, jmenovitě R1 a R2, spojují tři různé sítě.

Síť routeru

V tomto tutoriálu budeme studovat různé aspekty, funkce a aplikace routerů.

Typy směrovačů

V zásadě existují dva typy směrovačů:

Hardwarové routery: Jedná se o hardware s výraznou interní softwarovou kompetencí poskytovanou výrobci. K provádění směrování využívají své směrovací schopnosti. Mají některé další speciální funkce také kromě základní funkce směrování.

Směrovač Cisco 2900, routery ZTE ZXT1200, ZXT600 jsou příkladem běžně používaných hardwarových routerů.

Softwarové routery: Fungují stejným způsobem jako hardwarové směrovače, ale nemají žádný samostatný hardware box. Možná jde o okenní, Netware nebo Linuxový server. To vše má zabudované směrovací schopnosti.

Ačkoli se softwarové směrovače obecně používají jako brány a brány firewall ve velkých počítačových síťových systémech, oba typy směrovačů mají své vlastní funkce a význam.

Softwarové směrovače mají omezený port pro připojení WAN a další porty nebo karty podporující připojení LAN, proto nemohou nahradit hardwarové směrovače.

Kvůli integrovaným funkcím směrování budou všechny karty a porty provádět směrování WAN a další také v závislosti na jeho konfiguraci a kapacitě.

Vlastnosti routerů

Hardwarové připojení základního směrovače Cisco

  • Pracuje na síťové vrstvě referenčního modelu OSI a komunikuje se sousedními zařízeními na konceptu IP adresování a podsítě.
  • Hlavní součásti směrovačů jsou centrální procesorová jednotka (CPU), flash paměť, energeticky nezávislá RAM, RAM, karta síťového rozhraní a konzole.
  • Směrovače mají jiný druh více portů, jako je port Fast Ethernet, gigabit a port STM Link. Všechny porty podporují vysokorychlostní připojení k síti.
  • V závislosti na typu portu potřebného v síti je uživatel může odpovídajícím způsobem nakonfigurovat.
  • Směrovače provádějí proces zapouzdření a dekapsulace dat k odfiltrování nežádoucího rušení.
  • Směrovače mají zabudovanou inteligenci, která směruje provoz ve velkém síťovém systému tak, že se k dílčím sítím chová jako k neporušené síti. Mají schopnost analyzovat typ dalšího odkazu a hopu s ním spojeného, ​​což je činí lepšími než ostatní zařízení vrstvy 3, jako jsou přepínače a mosty.
  • Směrovače vždy pracují v režimu master a slave, což zajišťuje redundanci. Oba routery budou mít stejnou konfiguraci na softwarové i hardwarové úrovni, pokud selže master, pak bude slave fungovat jako Master a bude provádět všechny své úkoly. Tím se uloží úplné selhání sítě.

Směrování IP

Jedná se o postup přenosu paketů z koncového zařízení jedné sítě do vzdáleného koncového zařízení jiné sítě. Toho je dosaženo směrovači.

Směrovače kontrolují cílovou adresu IP a adresu dalšího skoku a podle výsledků předají datový paket do cíle.

Směrovací tabulky se používají k vyhledání dalších adres směrování a cílových adres.

Výchozí brána: Výchozí brána není nic jiného než samotný router. Je nasazen v síti, kde hostitel koncového zařízení nemá zadání další směrové trasy nějaké explicitní cílové sítě a nedokáže rozeznat způsob, jak do této sítě dorazit.

Proto jsou hostitelská zařízení konfigurována takovým způsobem, že datové pakety, které jsou směrovány do vzdálené sítě, budou určeny nejprve na výchozí bránu.

Výchozí brána pak poskytne cestu k cílové síti ke zdrojovému koncovému hostitelskému zařízení.

Směrovací tabulka

Směrovače mají interní paměť nazvanou RAM. Všechny informace, které směrovací tabulka shromáždí, budou uloženy v RAM směrovačů. Směrovací tabulka identifikuje cestu pro paket na základě zjištění IP adresy a dalších souvisejících informací z tabulky a předá paket požadovanému cíli nebo síti.

Následují entity obsažené ve směrovací tabulce:

  1. IP adresy a maska ​​podsítě cílového hostitele a sítě
  2. IP adresy všech směrovačů, které jsou požadovány k dosažení cílové sítě.
  3. Informace o extrovertním rozhraní

Existují tři různé postupy pro naplnění směrovací tabulky:

  • Přímo připojené podsítě
  • Statické směrování
  • Dynamické směrování

Připojené trasy: V ideálním režimu zůstanou všechna rozhraní směrovačů ve stavu „dolů“. Takže rozhraní, na kterých uživatel bude implementovat jakoukoli konfiguraci, nejprve změňte stav ze „dolů“ na „nahoru“. Dalším krokem konfigurace bude přiřazení IP adres všem rozhraním.

Nyní bude router dostatečně chytrý na to, aby směroval datové pakety do cílové sítě prostřednictvím přímo připojených aktivních rozhraní. Podsítě jsou také přidány do směrovací tabulky.

jak převést znak na řetězec c ++

Statické směrování: Pomocí statického směrování může směrovač shromáždit cestu do vzdálené sítě, která není fyzicky nebo přímo připojena k jednomu ze svých rozhraní.

Směrování se provádí ručně spuštěním konkrétního příkazu, který se globálně používá.

Příkaz je následující:

IP route destination_network _IP subnet_mask_ IP next_hop_IP_address.

Obvykle se používá v malých sítích, protože vyžaduje mnoho manuální konfigurace a celý proces je velmi zdlouhavý.

Příklad je následující:

Statické směrování

Router 1 je fyzicky propojen s routerem 2 na rozhraní Fast Ethernet. Router 2 je také přímo připojen k podsíti 10.0.2.0/24. Vzhledem k tomu, že podsíť není fyzicky spojena se směrovačem 1, nevytváří tedy způsob směrování paketů do cílové podsítě.

Nyní ji musíme nakonfigurovat ručně, což je následující:

  • Přejděte do příkazového řádku routeru 1.
  • Zadejte show IP route, směrovací tabulka má níže uvedený typ konfigurace.

Router # show IP route

C 192.164.0.0/24 je přímo připojen, FastEthernet0 / 0, C znamená připojen.

  • Nyní používáme pro konfiguraci příkaz statické trasy, aby směrovač 1 mohl být schopen dorazit do podsítě 10.0.0.0/24.

Router # conf t

Router (config) # ip route 10.0.0.0 255.255.255.0 192.164.0.2

Router (config) # exit

Router # show ip route

10.0.0.0/24 je podsítě, 1 podsítě

S 10.0.0.0 (1/0) přes 192.164.0.2

C 192.164.0.0/24 je přímo připojen, FastEthernet0 / 0

S znamená statický.

Poznámka: Příkazový řádek routeru má také mnoho dalších informací, ale vysvětlil jsem zde pouze ten příkaz a informace, které jsou relevantní pro dané téma.

Dynamické směrování: Tento typ směrování funguje s alespoň jedním typem směrovacího protokolu, který je s ním usnadněn. Směrovací protokol provádějí směrovače, aby mezi sebou mohly sdílet směrovací informace. Tímto procesem se každý ze směrovačů v síti může tyto informace naučit a nasadit je při vytváření vlastních směrovacích tabulek.

Směrovací protokol funguje takovým způsobem, že pokud dojde ke ztrátě odkazu, na kterém byla směrována data, dynamicky změní svou cestu pro směrování paketu, což je zase učiní odolnými proti chybám.

Dynamické směrování také nepotřebuje žádnou manuální konfiguraci, která šetří čas a administrativní zátěž.

Musíme pouze definovat trasy a jejich odpovídající podsítě, které bude router používat, a o zbytek se postarají směrovací protokoly.

Administrativní vzdálenost

Síť může praktikovat více než jeden směrovací protokol a směrovače mohou shromažďovat informace o trasách v síti z různých zdrojů. Hlavním úkolem routerů je hledat nejlepší cestu. Číslo administrativní vzdálenosti procvičují směrovače, aby zjistily, která cesta je nejvhodnější pro směrování provozu. Nejvhodnější je použít protokol označující nižší administrativní vzdálenost.

Metrický

Vezměte v úvahu, že směrovač zjistí dvě charakteristické cesty k dosažení cílového hostitele stejné sítě ze stejného protokolu, pak musí přijmout rozhodnutí zvolit nejlepší cestu k směrování provozu a ukládání ve směrovací tabulce.

Metrický je parametr měření, který je nasazen k opravě nejvhodnější cesty. Čím nižší bude počet metrik, tím lepší bude cesta.

Typy směrovacích protokolů

Existují dva druhy směrovacích protokolů:

  1. Vzdálenost vektor
  2. Stav odkazu

Oba výše uvedené typy směrovacích protokolů jsou vnitřní směrovací protokoly (IGP), které označují, že se používaly k obchodování směrovacích dat uvnitř jednoho samosprávného síťového systému. Zatímco Border gateway protocol (BGP) je typ externího směrovacího protokolu (EGP), který označuje, že se používá k obchodování směrovacích dat mezi dvěma odlišnými síťovými systémy na internetu.

Protokol vektoru vzdálenosti

RIP (Routing Information Protocol):RIP je druh protokolu vektoru vzdálenosti. Podle názvu používá protokol pro směrování vektoru vzdálenosti vzdálenost k získání nejvhodnější cesty k dosažení vzdálené sítě. Vzdálenost je v zásadě počet routerů, které existují mezi nimi, když se blíží ke vzdálené síti. RIP má dvě verze, ale verze 2 se nejčastěji používá všude.

Verze 2 má schopnost prezentovat masky podsítě a praktikovat vícesměrové vysílání k odesílání aktualizací směrování. Počet hopů se praktikuje jako metrika a má administrativní počet 120.

RIP verze 2 spouští směrovací tabulky v každém intervalu 30 sekund, takže v tomto procesu je využita velká šířka pásma. Ke spuštění informací o směrování využívá adresu vícesměrového vysílání 224.0.0.9.

EIGRP (vylepšený směrovací protokol vnitřní brány): Jedná se o progresivní typ protokolu vektoru vzdálenosti.

Podporuje různé typy směrovacích aspektů:

  • Beztřídní směrování a VLSM
  • Vyrovnávání zatížení
  • Přírůstkové aktualizace
  • Shrnutí trasy

Směrovače, které používají EIGRP jako směrovací protokol, procvičují adresu vícesměrového vysílání 224.0.0.10. Směrovače EIGRP udržují tři druhy směrovacích tabulek, které obsahují všechny potřebné informace.

Správní vzdálenost EIGRP je 90 a určuje metriku pomocí šířky pásma a zpoždění.

Link State Protocol

Cíl protokolu stavu spojení je také podobný cíli protokolu vektoru vzdálenosti, najít nejvhodnější cestu k cíli, ale nasadit k jeho provedení charakteristické techniky.

Protokol stavu spojení nespustí celkovou směrovací tabulku, místo toho spustí informace týkající se topologie sítě, v důsledku čehož by všechny směrovače používající protokol stavu spojení měly mít podobnou statistiku topologie sítě.

Je obtížné je konfigurovat a vyžadují více paměti a CPU než vzdálenostní vektorový protokol.

To funguje rychleji než u vektorových protokolů vzdálenosti. Rovněž udržují směrovací tabulku tří typů a provádějí algoritmus nejkratší cesty první, aby zjistili nejlepší cestu.

OSPF je druh protokolu stavu spojení.

OSPF (nejprve otevřít nejkratší cestu):

jak otestovat kompatibilitu mezi prohlížeči
  • Jedná se o beztřídní směrovací protokol a podporuje VLSM, přírůstkové aktualizace, ruční shrnutí trasy a rovnoměrné vyvažování zátěže.
  • Jako metrický parametr v OSPF se používá pouze cena rozhraní. Číslo vzdálenosti pro správu je nastaveno na 110. IP vícesměrového vysílání nasazené pro aktualizace směrování jsou 224.0.0.5 a 224.0.0.6.
  • Spojení mezi sousedními směrovači pomocí protokolu OSPF je nejprve nastaveno před sdílením aktualizací směrování. Jelikož se jedná o protokol stavu spojení, směrovače neproplavují celou směrovací tabulku, ale sdílejí pouze statistiky týkající se topologie sítě.
  • Poté každý směrovač provede algoritmus SFP k určení superlativní cesty a zahrne ji do směrovací tabulky. Při použití tohoto procesu je možnost chyby směrovací smyčky nejméně.
  • Směrovače OSPF odesílají pakety Hello na vícesměrovém vysílání IP 224.0.0.5, aby nastavily spojení se sousedy. Když je pak navázáno spojení, začne plovoucí aktualizace směrování k sousedům.
  • Směrovač OSPF odesílá pakety ahoj v síti každých 10 sekund. Pokud neobdrží zpáteční paket ahoj od souseda do 40 sekund, bude tento soused prohlášen za nefunkční. Směrovače, které se stanou sousedy, by měla mít některá pole běžná jako ID podsítě, ID oblasti, ahoj a časovače mrtvého intervalu, ověřování a MTU.
  • OSPF má proces ověřování každé zprávy. Toto se používá, aby se zabránilo směrovačům přenášet falešné informace o směrování. Falešné informace mohou vést k útoku odmítnutí služby.
  • Existují dvě metody ověřování, MD5 a ověřování prostého textu. Nejčastěji se používá MD5. Podporuje proces ručního sumarizace tras při plovoucím ve směrovacích tabulkách.

BGP (Border Gateway Protocol):

Dosud jsme diskutovali o vnitřních směrovacích protokolech, které se používají pro malé sítě. Ale pro velké sítě se používá BGP, protože má schopnost zpracovávat provoz přes internet pro velké sítě.

  • Odvětví, která používají BGP, mají exkluzivní číslo autonomního systému, které je sdíleno s jinou sítí k navázání spojení mezi dvěma samosprávnými systémy (autonomní systémy).
  • S pomocí tohoto společného podniku mohou průmyslová odvětví a poskytovatelé síťových služeb, jako jsou mobilní operátoři, poskytovat trasy pod velením BGP, a díky tomu systémy získávají zesílenou rychlost a účinnost internetu s vynikající redundancí.
  • Vytváří hodnocení směrování na základě síťových zásad, sady pravidel nakonfigurovaných a směrovacích cest a také se podílí na přijímání hlavních závěrů základního směrování.
  • BGP vytváří své sousedy manuální konfigurací mezi směrovači, aby vytvořili relaci TCP na portu 179. Přednášející BGP zasílá svým sousedům zprávy o délce 19 bajtů každých 60 sekund, aby navázali spojení.
  • Mechanismus mapování tras zpracovává tok tras v BGP. Není to nic jiného než soubor pravidel. Každé pravidlo vysvětluje, u jakých tras ekvivalentní specifikovaná kritéria, jaké rozhodnutí má být implementováno. Rozhodnutí je zahodit trasu nebo provést úpravy několika atributů trasy, než ji nakonec uložíte do směrovací tabulky.
  • Kritéria výběru cesty BGP se liší od ostatních. Nejprve zjistí atributy cesty pro synchronizované trasy bez smyčky k dosažení cíle následujícím způsobem.

Práce routeru

Práce routeru

  • V hardwarové části routeru jsou fyzická připojení prováděna prostřednictvím vstupních portů; také uchovává kopii přeposílací tabulky. Přepínací struktura je druh IC (integrovaný obvod), který sděluje routeru, na kterém z výstupních portů má přeposílat paket.
  • Směrovací procesor v něm uloží směrovací tabulku a implementuje několik směrovacích protokolů, které se mají použít v přeposílání paketů.
  • Výstupní port přenáší datové pakety zpět na své místo.

Práce je rozdělena do dvou různých rovin,

  • Ovládací rovina : Směrovače udržují směrovací tabulku, která ukládá všechny statické a dynamické trasy, které se mají použít k určení datového paketu ke vzdálenému hostiteli. Řídicí rovina je logika, která vytváří předávací informační základnu (FIB), která má být použita předávací rovinou, a také obsahuje informace týkající se fyzického rozhraní, které mají směrovače připojit.
  • Předávací rovina : na základě informací, které shromažďuje z řídicí roviny na základě záznamů ve směrovacích tabulkách, přeposílá datový paket k opravě vzdáleného hostitele v síti. Rovněž se stará o správné vnitřní a vnější fyzické spojení.
  • Přeposílání : Jak víme, že hlavním účelem routerů je připojení velkých sítí, jako jsou sítě WAN. Protože funguje na vrstvě 3, přijímá rozhodnutí o předávání na základě cílové adresy IP a masky podsítě uložené v paketu určeném pro vzdálenou síť.

Základní směrování připojení

  • Podle obrázku může směrovač A oslovit směrovač C dvěma cestami, jeden je přímo přes podsíť B a druhý přes směrovač B pomocí podsítě A a podsítě C. Tímto způsobem se síť stala nadbytečnou.
  • Když paket dorazí na router, nejprve vyhledá ve směrovací tabulce, aby našel nejvhodnější cestu k dosažení cíle, a jakmile získá IP adresu dalšího skoku, zapouzdří datový paket. Chcete-li zjistit nejlepší cestu směrovací protokol se používá.
  • Trasa se naučí shromážděním informací ze záhlaví přidruženého ke každému z datových paketů přicházejících do každého uzlu. Záhlaví obsahuje informace o adrese IP dalšího skoku cílové sítě.
  • K dosažení cíle je ve směrovací tabulce uvedeno několik cest; pomocí zmíněného algoritmu používá nejvhodnější cestu k předávání dat.
  • Rovněž kontroluje, zda je rozhraní, na kterém je paket připraven k předání, přístupné nebo ne. Jakmile shromáždí všechny potřebné informace, odešle paket podle zvolené trasy.
  • Router také dohlíží na přetížení, když pakety dosáhnou jakékoli naděje v síti tempem větším, než je router schopen zpracovat. Používané postupy jsou ocasní kapka, náhodná včasná detekce (RED) a vážená náhodná včasná detekce (WRED).
  • Myšlenkou je to, že router vypustí datový paket, když je překročena velikost fronty, co je předdefinováno během konfigurace a může být uloženo do vyrovnávacích pamětí. Směrovač tedy zahodí nově příchozí příchozí pakety.
  • Kromě tohoto routeru se rozhodne, který paket bude předán jako první nebo na jaké číslo, pokud existuje několik front. To je implementováno parametrem QoS (kvalita služby).
  • Provádění směrování podle zásad je také funkcí směrovačů. To se provádí obejitím všech pravidel a tras definovaných ve směrovací tabulce a vytvořením nové sady pravidel pro okamžité předání datového paketu nebo pro prioritu. To se děje na základě požadavku.
  • Při provádění různých úkolů v routeru je využití procesoru velmi vysoké. Některé z jeho funkcí tedy provádí aplikačně specifické integrované obvody (ASIC).
  • Porty Ethernet a STM se používají k připojení optického kabelu nebo jiného přenosového média pro fyzické připojení.
  • ADSL port se používá k připojení routeru k ISP pomocí kabelů CAT5 nebo CAT6.

Aplikace routerů

  • Směrovače jsou základními kameny poskytovatelů telekomunikačních služeb. Používají se k připojení základních hardwarových zařízení, jako jsou MGW, BSC, SGSN, IN a další servery, do vzdálené lokalizační sítě. Pracujte tedy jako páteř mobilních operací.
  • Směrovače se používají při zavádění provozního a údržbového střediska organizace, které lze nazvat střediskem NOC. Všechna zařízení vzdáleného konce jsou propojena s centrálním umístěním přes optický kabel pomocí směrovačů, což také poskytuje redundanci provozováním v hlavním a ochranném spojení topologie.
  • Podporuje rychlou rychlost přenosu dat, protože používá připojení STM s velkou šířkou pásma pro připojení, které se používá pro kabelovou i bezdrátovou komunikaci.
  • Softwaroví testeři také používají směrovače pro komunikaci WAN. Předpokládejme, že manažer softwarové organizace se nachází v Dillí a její výkonný ředitel se nachází na různých dalších místech, jako jsou Bangalore a Chennai. Poté mohou vedoucí pracovníci sdílet své softwarové nástroje a další aplikace se svým správcem prostřednictvím směrovačů připojením svých počítačů k routeru pomocí architektury WAN .
  • Moderní směrovače mají funkci portů USB zabudovaných do hardwaru. Mají interní paměť s dostatečnou úložnou kapacitou. Externí úložná zařízení lze použít v kombinaci se směrovači pro ukládání a sdílení dat.
  • Směrovače mají funkci omezení přístupu. Správce nakonfiguruje směrovač takovým způsobem, že k celkovým údajům směrovače má přístup pouze několik klientů nebo osob, zatímco ostatní mohou přistupovat pouze k těm údajům, které jsou pro ně definovány, aby vyhledaly.
  • Kromě toho lze směrovače konfigurovat tak, že pouze jedna osoba má práva, tj. Vlastník nebo správce provádět úpravy, přidávat nebo mazat funkce v softwarové části, zatímco ostatní mohou mít pouze práva k zobrazení. Díky tomu je vysoce bezpečný a lze jej použít ve vojenských operacích a finančních společnostech, kde je důvěrnost údajů hlavním zájmem.
  • V bezdrátových sítích jej lze pomocí konfigurace VPN ve směrovačích použít v modelu klient-server, který umožňuje sdílení internetu, hardwarových zdrojů, videa, dat a hlasu daleko od sebe. Příklad je uveden na následujícím obrázku.

Směrovač pracující v modelu klient-server

  • Směrovače jsou široce používány poskytovatelem internetových služeb k odesílání dat ze zdroje do cíle ve formě e-mailu, jako webové stránky, hlasu, obrazu nebo videa. Data lze odesílat kamkoli na světě za předpokladu, že cíl by měl mít IP adresu.

Závěr

V tomto kurzu jsme se podrobně seznámili s různými funkcemi, typy, prací a aplikací směrovačů. Také jsme viděli fungování a funkce několika druhů směrovacích protokolů používaných směrovači k nalezení nejlepší cesty pro směrování datových paketů do cílové sítě ze zdrojové sítě.

Další čtení => Jak aktualizovat firmware na routeru

Analýzou všech různých aspektů směrovačů jsme si uvědomili skutečnost, že směrovače hrají v moderních komunikačních systémech velmi důležitou roli. Je široce používán téměř všude, od malých domácích sítí až po sítě WAN.

Díky použití směrovačů se komunikace na velké vzdálenosti, ať už ve formě dat, hlasu, videa nebo obrazu, stává spolehlivější, rychlejší, bezpečnější a nákladově efektivnější.

Výukový program PREV | DALŠÍ výuka

Doporučené čtení

^