Router osi modelining uchinchi tarmoq sathida ishlaydigan qurilma

Aloqa kanali holati protokollari
Aloqa davlat algoritmi (LSA) Kompozit kompyuter tarmog'ining batafsil bog'lanish grafigini yaratish uchun zarur bo'lgan barcha marshrutizatsiya ma'lumotlarini taqdim etadi. Barcha marshrutizatorlar bir xil grafikalarga asoslangan, buning natijasida:

• 
  marshrutchilar tarmoq konfiguratsiyasi o'zgarishiga tezroq javob berishadi;
  
• 
  tanlangan mezonlarga (metrikaga) muvofiq optimal marshrutni tezroq hisoblab chiqadi.
  

Boshqa tarmoqlar haqida ko'proq ma'lumot olish uchun ruter yo'riqnoma qisqa paketlarni almashish yo'li bilan olinadi. LSA algoritmi doimiy ravishda uzatuvchi paketlarni (masofa vektorini) almashuvchi DVA algoritmining LSA algoritmining o'ziga xos xususiyati bo'lib, faqat LSA algoritmlari faqat aloqa liniyalari holati haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan kichik HELLO paketlardan foydalanadi. Tarmoqlar haqida batafsil ma'lumot, bog'lanishlar holati algoritmi, HELLO paketlarga asoslangan holda, aloqa liniyalari holatining o'zgarishi (masalan, yo'riqchining muvaffaqiyatsizligi yoki yangi yo'riqnoma qo'shilganligi) qayd etilganidan keyin uzatiladi.
Natijada, aloqa holati algoritmi katta kompozit kompyuter tarmoqlariga ko'proq moslashtirilgan, chunki u kompozit tarmoqning ishlab chiqarish va barqarorligini oshiradigan oz sonli adabiyot paketlarini o'z ichiga oladi.
Aloqa Davlat Algoritmiga (LSA) asoslangan protokollar:

• 
  protokol Ospf(Open Shortest Path First, eng qisqa yo'l algoritmi) TCP / IP stack;
  
• 
  protokol IS-IS(O'rta darajali tizim oraliq tizimga, oraliq tizim algoritmiga) OSI to'plami.
  

Routerlarda ishlatiladigan barcha marshrutlash usullari ikki guruhga bo'linishi mumkin (11-rasm):
1) statik (qat'iy) marshrutlash usullari;
2) dinamik (adaptiv) marshrut usullari.
Statik yo'l-yo'riq, paketlar tomonidan o'rnatilgan ma'lum bir yo'l bo'ylab uzatilishini bildiradi admin tomonidan va uzoq vaqt davomida o'zgarmagan.
Statik yo'l-yo'riq kichik, kichik o'zgaruvchan tarmoqlarda qo'llaniladi. Uning afzalliklari quyidagilardan iborat:
Past yo'riqchi talablari;
Tarmoq xavfsizligini oshirish.
Statik yo'l-yo'riqlarning kamchiliklari quyidagilardan iborat:
Yuqori mehnat zichligi (tarmoq boshqaruvchilari marshrutlarni qo'lda o'rnatish va o'zgartirishlari kerak);
Tarmoq topologiyasi o'zgarishiga sekin moslashish.
Dinamik marshrutizatsiya - tarqatish yo'llari sizning xatoliklar yoki aloqa kanallari tiqilib qolganda paketlar yo'nalishini avtomatik ravishda o'zgartirish imkonini beradi.
Avtoulovlarni qurish va yo'nalish jadvallarini o'zgartirish uchun protokollardan foydalaniladi:
Ichki marshrut - IGP (Internal Gateway Protocol), RIP, OSPF, IS-IS, ES-IS kabi;
Tashqi yo'nalish - EGP (External Gateway Protocol), masalan Internetda ishlatiladigan Chegara Gateway Protocol (BGP).
Ichki marshrutlash protokollaridan foydalanib, marshrut jadvallari muayyan ma'muriy bo'ysunishga ega tarmoqlar yig'indisi bo'lgan avtonom tizim ichida o'rnatiladi.


Avtonom tizimlar o'rtasida marshrutizatsiya ma'lumotlarini almashish uchun eng ko'p ishlatiladigan tashqi rouming protokoli Internet uchun ishlab chiqilgan EGP hisoblanadi. Ushbu protokoli shunday nomlangan, chunki tashqi router odatda avtonom tizimning atrofida joylashgan. Uning vazifasi muayyan avtonom tizimning barcha tarmoqlari mavjudligi va undan keyin boshqa avtonom tizimlarning tashqi routerlariga uzatilishi haqida ma'lumot to'plashdan iborat.
EGP protokolidan foydalanish tajribasini inobatga olgan holda, BGP protokoli EGP bilan taqqoslaganda TCP ishonchli transport protokoli asosida ishlab chiqilgan:


Optimal yo'nalishlarni tezroq barqarorlashtirishni ta'minlaydi;
Ayniqsa, ushbu o'zgarish bilan bog'liq tarmoq ma'lumotlarini o'zgartirganda uzatish hisobiga tarmoqni o'rnatish xizmati haqida kam ma'lumot.
Yonaltiruvchi protokollar tarmoqdagi barcha marshrutizatorlar o'rtasidagi marshrutlar haqidagi dinamik ma'lumot almashinuvini nazorat qiladi, yo'riqchida dasturiy ta'minot orqali amalga oshiriladi, butun tarmoqni tashkil etuvchi yurgizish jadvallarini yaratadi.
Ichki marshrutlash protokollari, odatda, valyuta algoritmlariga asoslangan:
"Vektor uzunligi" jadvallari - DVA (masofali vektorli algoritm) - "masofa vektor" turidagi protokollar;
Kanallarning holati haqida ma'lumot - LSA (Link-State Algorithm) - "bog'lanish holati" kabi protokollar.
DVA muntazam ravishda marshrutizatorlarni efirga uzatish paketlarini jo'natish orqali mavjud tarmoqlar va masofalar haqida ma'lumot almashish uchun algoritmdir. Aslida Internetda keng qo'llanilgan dastlabki RIP (Routing Logistics Protocol) protokollaridan biri DVA protokolining turi hisoblanadi. Ushbu protokollar muntazam ravishda (tarmoqdagi o'zgarishlar bo'lmasa ham) ular marshrutlash jadvallari bilan adabiyot paketlarini yuborib, marshrutlash orqali o'tadigan marshrut stollarini yangilab turishadi.


Marshrut jadvalining har bir satrida:
Tarmoqning tarmoq manzili;
Ushbu tarmoqqa yuborilgan paketlar yuborilishi kerak bo'lgan router manzili;
Tarmoqqa masofa.
Router ishga tushirilganda, marshrutlash jadvaliga quyidagilar kiradi:
Qo'shni tarmoqlar manzillari;
Bu router to'g'ridan-to'g'ri ulangan qo'shni ruterlarning manzillari;
Qo'shni marshrutizatorlarga bo'lgan masofa dasturga qarab 0 yoki 1da olinadi.
Har 30 soniyada router juftlarni (V, D) o'z ichiga olgan eshittirish paketini yuboradi, bu erda V Vektor deb ataladigan mavjud tarmoqning manzili va D - bu tarmoqqa masofa deb ataladi.
RIP metrikasida vektor uzunligi ushbu router va mos keladigan tarmoq o'rtasida tranzit routerlarning soni (tepada) bilan o'lchanadi. Qabul qilingan "vektor uzunligi" jadvallari asosida marshrutlash yo'riqnoma jadvaliga qo'shimchalar va o'zgartirishlar kiritib, barcha mavjud tarmoqlarga minimal uzunlikdagi yo'llarni belgilaydi.
Aloqa kanallari turli quvvatlarga ega bo'lishi mumkinligi sababli, RIPning ba'zi ilovalarida vektor uzunligi CS ning ma'lumot tezligiga qarab, vazn o'lchaydigan omilga ko'payadi.
RIPning asosiy afzalligi va DV A kabi boshqa protokollarning amalga oshirilishi oson.
RIPning kamchiliklari:
1) maqbul yo'nalishlarni sekin-asta barqarorlashtirish;
Vektorli jadvallarni o'z ichiga olgan adabiyot paketlarini vaqti-vaqti bilan uzatish - tarmoqdagi o'zgarishlar bo'lmasa ham paketlar uzatiladi;
Ushbu jadvallarning katta miqdori tarmoqdagi subnetlar soniga mutanosib.
Kichik va nisbatan barqaror tarmoqlarda masofaviy vektor protokollarini ishlatish tavsiya etiladi. Vaqti-vaqti bilan yuborilgan adabiyot paketlari keng tarmoqlar ichida tarmoq tiqilishi va tarmoqli kengligi kamayadi.
LSA - "Qisqa yo'llar birinchi" (SPF) eng qisqa yo'lni tanlash algoritmlari deb nomlangan kanal davlat axborot algoritmlari almashinuvi ularni bog'laydigan barcha aloqa kanallari haqida ma'lumot to'plash orqali tarmoq topologiyasi xaritasini tuzadigan ruterlarga asoslangan. Buning uchun router vaqti-vaqti bilan har bir kanalni "faol" yoki "inaktiv" sifatida belgilab, qo'shni routerlar bilan kanallarning holatini tekshiradi. Amalda ushbu ikki holatning juda tez o'zgarishini kamaytirish uchun quyidagi qoida qo'llaniladi: "Kanalda sinovlar katta miqdordagi salbiy natija bermagunga qadar" faol "deb hisoblanadi va testlarning katta qismi ijobiy natija berguniga qadar.
Uning kanallari holati o'zgartirilganda, yo'riqnoma darhol tegishli ma'lumotni tarmoq orqali boshqa barcha marshrutizatorlarga tarqatadi, bu xabarlarni qabul qilib, tarmoq xaritalarini yangilab, barcha yo'nalishlarga eng qisqa yo'llarni qayta hisoblab chiqadi.
LSA algoritmlarining afzalliklari:
1) DVA algoritmlariga qaraganda optimal marshrutlarni kafolatlangan va tezroq barqarorlashtirish;
2) tarmoqdagi subnetlar umumiy sonidan qat'i nazar, disk raskadrovka qulayligi va uzatilgan ma'lumotlarning kichik miqdori.
LSA singari protokollar yirik yoki tez rivojlanayotgan tarmoqlarda qo'llaniladi. Ularga quyidagilar kiradi: Open Shortest Path First (OSPF) va System of Internet System (IS-IS) tizimi.
LSA algoritmining eng keng tarqalgan amalga oshirilishi - OSPF - Internet routerlarda foydalanish uchun mo'ljallangan va hozirgi vaqtda boshqa tarmoqlarda (NetWare, SNA, XNS, DECNet) keng qo'llaniladigan ochiq standart.
LSA algoritmlarining barcha afzalliklari bilan OSPF quyidagi qo'shimcha funktsiyalarni taqdim etadi.
1. Buyurtma qilingan xizmat turiga muvofiq paketlarni yo'naltirish. Tarmoq ma'muri tarmoqdan foydalanishga o'tish, kechikish yoki ishlaydigan xarajatlarni hisobga olgan holda tarmoq xarajatlariga turli qiymatlarni belgilashi mumkin. Yo'riqnoma faqat qabul qiluvchining manzili bo'yicha emas, balki, shuningdek, sarlavhadagi xizmat ko'rsatish maydonining natijasi sifatida paketning yo'lini tanlaydi.
2. Shu xarajatning muqobil yo'llari o'rtasida yukni taqsimlash (RIP protokolidan farqli o'laroq, har bir maqsad punktiga bitta yo'lni hisoblab chiqadi).
3. Xizmat sinfiga muvofiq paketlarni yo'naltirish. Tarmoq ma'muri turli ustuvorliklarga ega bo'lgan bir nechta navbatni yaratishi mumkin. Paket, protokol turi tahlillari natijalari asosida jo'natish navbatiga joylashtiriladi. Vaqtni kechiktirishga sezgir bo'lgan paketlar uchun yuqori ustuvor navbat ajratiladi.
4. Autentifikatsiya qilish yo'llari. Bu xususiyatning yo'qligi, masalan, RIP protokoli, tajovuzkorning paketlarni to'xtatishga olib kelishi mumkin, bu esa vektorli jadvallarni kompyuterdan barcha pastki tarmoqlarga belgilangan qisqa yo'l uzunligi bilan uzatadi.
5. Routerlar bilan to'g'ridan-to'g'ri emas, balki ba'zi tranzit tarmog'i orqali virtual kanal yaratish.
LSA algoritmiga asoslangan OSI modelida tarmoq qatlamini yo'naltirish protokollari aniqlanadi:
"Yakunlovchi tizim - tranzit tizimi", ES-IS (Tizimdan-Intermedia tizimi);
"tranzit tizimi - tranzit tizimi", IS-IS ( Intermediamedia tizimidan Internetga ulanish Tizim).
LSA singari protokollar, DVAdan farqli o'laroq, marshrutlar haqida ma'lumot faqat tarmoq ulanishlarida o'zgarishlar ko'rish uchun yuboradi.
Yana bir farq, foydalanuvchi tomonidan aniqlangan marshrut parametrlaridan birini hisobga olgan holda, bir necha mumkin bo'lganlardan translyatsiya kanalini tanlashdir:
Kechiktirish yoki ma'lumotlar tezligi;
Bandwidth yoki performance;
Ishonchlilik
Routerlarning ko'priklarga nisbatan afzalliklari:
Yuqori ma'lumotlar xavfsizligi;
Muqobil yo'llar orqali tarmoqlarning yuqori ishonchliligi;
Ma'lumot uzatish uchun eng yaxshi yo'nalishlarni tanlash orqali aloqa kanallari orqali samarali yuk taqsimoti;
Qiymati, aloqa kanallari o'tkazuvchanligi va boshqalarni hisobga olgan holda metrikaga mos ravishda marshrutni tanlab olishda katta moslashuvchanlik;
"Nashrdagi bo'ron" dan kafolatlangan himoya;
Turli xil uzunlikdagi paketlarni tarmoqlarni birlashtirish imkoniyati.
Yo'riqchining kamchiliklari:
Paketlarni uzatishda nisbatan katta kechiktirishni keltiring;
Ko'priklardan ko'ra ko'proq murakkab o'rnatish va sozlash;
Kompyuterni bitta ichki tarmoqdan boshqasiga ko'chirsangiz, uning tarmoq manzilini o'zgartirishingiz kerak;
Ko'priklardan qimmatroq, chunki ular yanada kuchli protsessorlar, ko'proq RAM, qimmatbaho protsessorlar soniga bog'liq.
X ko'priklar va routerlarning xarakterli xususiyatlari 4.1-jadvalda keltirilgan.
Tarmoq sathiga ega bo'lmagan va shunga ko'ra, tarmoq manziliga ega bo'lmagan protokollari bo'lgan tarmoqlar routerlardan foydalana olmaydi va ko'priklar yoki kalitlarni ishlatish bilan bog'lanadi. Biroq, bir vaqtning o'zida ko'prik vazifasini bajaradigan va ko'prik / ruter (ko'prik / router yoki ba'zan brouter) deb ataladigan ruter bor.
Funktsional ravishda, kommutator ko'prik va router o'rtasida oraliq manzilni egallaydi va mahalliy tarmoq segmentlarini birlashtirganda 2-kanal darajasida ishlaydi, ya'ni MAC manzillarini tahlil qilishga asoslangan ma'lumotlarni o'zgartiradi.
Kalitlarning ishlashi ko'priklarga qaraganda ancha yuqori va soniyada bir necha million kvadratga etadi.
Kommutatorning kanonik strukturasi u erda KM kommutatsiya matrisi; Fragmanlarni saqlash uchun bufer
xotirasi bo'lgan PP-portli protsessorlar.
Kalitdagi ko'prikdan farqli o'laroq, har bir port o'z protsessoriga ega, ko'prikning barcha portlari esa bitta protsessor tomonidan boshqariladi. Kalit bitta maqsadli manzilga ega bo'lgan va "portlash" deb nomlangan bir xil xabarning barcha ramkalari uchun bitta yo'lni o'rnatadi, marshrutda har bir paket eng yaxshi yo'lini aniqlaydi. Har xil portlarning kirish tamponlaridan kommutatorlarning chiqish tamponlariga o'tishlari parallel va bir-biridan mustaqil ravishda sodir bo'lishi mumkin. Ushbu kalit xususiyatlari ruterlarga nisbatan kamroq ma'lumotlarni uzatish kechikishiga olib keladi.
O'chirish matrisi kommutatorlik jadvaliga asoslangan kirish tamponlaridan kvadratlarni chiqishga o'tkazadi. Kalitning umumiy boshqaruvi va o'tish matrisi umumiy tizimlar moduli tomonidan amalga oshiriladi, bu ham umumiy manzil jadvali hisoblanadi.


Switchlar ikkita anahtarlama usullaridan birini qo'llashi mumkin:
To'liq ramka tamponlashi bilan, kirish kvadratining sarlavhasini tahlil qilish faqatgina ramka kirish tamponiga to'liq kiritilgandan so'ng boshlanadi;
On-the-fly (on-the-fly), kiruvchi ramka sarlavhasini tahlil qilish, ramka sarlavhasi kirish tamponiga qabul qilingandan keyin darhol boshlanadi, butun kvadrat to'liq qabul qilinishini kutmasdan, bu esa tugmachada kvadratchaning kechikishini kamaytiradi.
LAN kalitlari ikki rejimdan birida ishlaydi:
Yarim dupleks, agar koaksiyal kabelda tarmoqli segment yoki unga ulangan ishchi stantsiyalari bilan uyadan kalit portga ulangan bo'lsa;
Ikkita datchik, har bir switch portiga faqat bitta ish stantsiyani ulanganda.
Bitta ish stantsiyasiga (va segmentlarga emas) ulanish uchun portlarni ulashga mikrosezimatsiya deb ataladi.


Dupleks rejimga o'tish MAC tugunlari va tarmoq adapteri drayverini mantig'ini o'zgartirishni talab qiladi (chekilgan LANda to'qnashuvlarni tuzatmang, Token rishtasi va FDDIdagi tokenni kutmang).
Switch-to-switch ulanishlari to'liq dupleks rejimini qo'llab-quvvatlaydi.
Kalitlarni ishlatish paytida, ramkalar bir xil kirish portiga bir necha kirish portlaridan kelib chiqqan holda, ushbu LAN texnologiyasi uchun chegaraviy qiymatdan oshib ketadigan jami intensivligi, masalan, 10 Mbit / s gacha tarmoqli kengligi bo'lgan chekilgan LAN uchun - 14880 freymga . Bu esa, mos keladigan portning chiqish tamponunun toshib ketishiga qarab, haddan tashqari yuklarni va ramka kayıplarını olib keladi.
Bunday vaziyatlarni bartaraf etish uchun chiziqli oqimni boshqarish mexanizmi zarur.
LAN chekilgan va Fast Ethernet uchun 1997 yilda qo'shni tugunga yuborilgan ikkita "Suspend transfer" va "Resume transfer" buyruqlar berib, dupleks rejimida oqim nazorati uchun standart IEEE 802.3xni qabul qildi. Tarmoqda barcha kalitlarni blokirovkalashni oldini olish uchun tezkor tarmoqlar (Gigabit Ethernet va h.k.) uchun, nolga to'xtatib qo'yishdan ko'ra, qaysi chastotalar oqimi miqdorini kamaytirish kerakligini ko'rsatadigan nozik mexanizmlar ishlab chiqiladi.
Yarim dubleks rejimda kalit o'rta kirish mexanizmlaridan foydalanib, tugun tuguniga ta'sir qiladi:
J-ketma-ketlikdan foydalanib, segmentdagi sun'iy to'qnashuvlarni hosil qilishdan iborat bo'lgan qaytarma bosimi usuli;
Transmissiya vositasiga imtiyozli kirishni ta'minlaydigan kalitni ta'minlaydigan kalitni ta'minlaydigan o'tish nuqtasi portlash interfeysi oralig'ini kamaytirganda yoki to'qnashuvdan keyin to'xtatilganda tajovuzkor xatti-harakat usuli.
126-sonli avtotashuvchilarga texnik xizmat ko'rsatishning odatdagi variantlari.
Variant 1. Kommutatsiya matritsasi asosida.


Afzalliklari:
Maksimal ishlash;
Oliy ishonchlilik.
Kamchiliklari:
Murakkablik va yuqori narx;
Chegaralangan portlar miqdori ko'payib borayotgani kabi, ularning narxini sezilarli darajada oshiradi.
Variant 2 Umumiy plastikka asoslangan.
Afzalliklari:
Oddiylik;
Arzonlik
Kamchiliklari:
Yomon ishlashi;
Kam ishonchliligi.
Variant 3. Birgalikda juda kirimli xotiraga asoslangan. Ushbu parametr almashtirish matritsasi va umumiy avtobus asosida tuzilgan variantlar oralig'ida.
Ko'priklar bilan taqqoslaganda kalitlari yanada aqlli tarmoq qurilmalari va bir qator qo'shimcha funktsiyalarga ega.
1. "Spanning Tree" algoritmini qo'llab-quvvatlash, bu tarmoqdagi bog'lanishlar va tsikllarni (yopiq marshrutlarni) yo'qotish uchun tarmoqdagi bog'lanishlar daraxtga o'xshash konfiguratsiyasini avtomatik aniqlash imkonini beradi.
"Spanning Tree" algoritmi 3 bosqichda amalga oshiriladi
Avtomatik ravishda belgilanadi (boshqaruv blokining pastki MAC-manziliga ega kalit) yoki administrator tomonidan ildiz kaliti (KKm) daraxt qurilishi bilan belgilanadi;
Har bir switch (Km) uchun ildiz porti belgilanadi, bu orqali ildiz kalitiga eng qisqa yo'l yotadi;
Tarmoqning har bir segmenti () uchun tayinlangan port tanlanadi - ushbu segmentdan ildiz kalitiga eng yaqin masofada joylashgan port.
2. Ma'lumotlar bog'lanish sath protokollarini tarjima qilish.


Nashr etilgan protokollarni translatsiya ko'prigi kabi bir xil algoritmlardan foydalangan holda o'zgartiradi.
3. Ko'rsatilgan shartlarga muvofiq Frame filtrlash (masalan, ba'zi tarmoq xizmatlariga kirishni cheklash).
4. Tarmoqning tarmoq texnologiyasidan qat'iy nazar, birinchi navbatda, masalan: portlarni almashtirish yoki ramkalarga ustuvorlik berish ustuvorligini belgilash.
Xususiy filtrlardan foydalanib ma'lumotlarni lokalizatsiya qilish, boshqarish va ma'lumotlarni boshqarish imkonini beradigan kalitlarning xususiyatlari virtual LANlar (VLANlar, VLAN - Virtual LAN) yaratish uchun kalitlardan foydalanishga imkon beradi.