Реферат: Обзор и технические возможности маршрутизаторов

· Выделение по требованию полосы пропускания (bandwidth-on-demand) динамическое увеличение пропускной способности за счет автоматического установления добавочных соединений и балансировки передачи данных по ним в соответствии с заданными уровнями.

· Быстрая маршрутизация (Snapshot Routing) механизм распространения информации протоколов маршрутизации, позволяющий использовать динамические протоколы маршрутизации на коммутируемых линиях.

· Резервирование полосы пропускания и приоритетная очередность (Virtual bandwidth reservation and priority queuing) расширяет реальное использование полосы пропускания путем резервирования пропускной способности и приоритизации потоков данных в зависимости от типов приложений, адреса отправителя или адреса получателя.

· Спуфинг протокола IPX (IPX Protocol Spoofing) оптимизация сетей Novell NetWare путем обработки служебных пакетов, управляющих соединением между сервером, маршрутизатором и клиентом.

· Сжатие (компрессия) данных Cisco IOS™ полный набор вариантов сжатия, включая компрессию заголовков TCP/IP, компрессию на уровне интерфейса, компрессию на уровне виртуального канала.

Количество используемого в вычислительных сетях оборудования неуклонно растет. Пользователям уже недостаточно тех возможностей, которые предоставляются им локальной сетью. Требуются постоянная подкачка информации из других локальных сетей, от удаленных пользователей, а также устойчивый выход в Internet. Но само по себе установленное “железо” не позволяет эффективно решать сложные вопросы межсетевого взаимодействия. Требуется соответствующее ПО. Заполняя эту нишу, корпорация Cisco разработала межсетевую операционную систему, поддерживаемую не только всем оборудованием самой Cisco, но и продуктами других ведущих производителей сетевого оборудования. Производители сетевого оборудования традиционно уделяют основное внимание совершенствованию его аппаратной части. Корпорация Cisco, выпускающая практически полный спектр сетевой продукции, направила значительные усилия и на разработку специального ПО, что позволило ей резко расширить возможности своего оборудования.

Мощная межсетевая операционная системя Cisco IOS (Cisco Internetwork Operating System) обеспечивает очень высокий уровень сетевых возможностей, защищенности сети, качества сервисных услуг, простоты использования и управляемости сетевым оборудованием. IOS стала тем “интеллектом”, который позволяет маршрутизаторам эффективно решать проблемы межсетевого взаимодействия. Данная операционная система стала общим ПО для всех продуктов Cisco.

Решения, примененные в Cisco IOS, оказались настолько удачны, что cегодня эта операционная система устанавливается даже на маршрутизаторы таких корпораций, как, например, Compaq и Hewlett Paсkard. Cisco планирует дальнейшее расширение возможностей IOS и распространение этой системы на всю сетевую отрасль. Корпорация собирается поддерживать возможности IOS по обеспечению безопасности, качества сервиса, передачи голоса и сетевого администрирования. В настоящее время IOS принципиально отличается от других аналогичных конкурирующих продуктов тем, что она - действительно открытая платформа, которая предназначена не только для продукции Cisco.

Возможности, которые обеспечивает версия (11.2). Она позволяет:

- осуществлять многопротокольную маршрутизацию (IP, IPX, AppleTalk, SNA, DECNET) и возможность работы с линиями ISDN, асинхронными и синхронными выделенными линиями, X.25, линиями Frame Relay, SMDS, Switched 56.

- обеспечить полную безопасность на всем пути передачи информации, включая передачу через Firewall, необходимую маршрутную аутотентификацию, общую маршрутную инкапсуляцию GRE (generic routing encapsulation), индивидуальную шифровку информации.

- получить законченную систему качественного сервиса, включая поддержку протоколов RSVP (Resource Reservation Protocol), WFQ (Weighted Fair Queuing), IP Multicast, SMRP (AppleTalk Simple Routing Protocol), для работы с мультимедийными приложениями (в том числе организации настольных видеоконференций, дистанционного обучения и совместной передачи голоса и данных).

- расширить возможности для Internet/Intranet доступа, позволяющие значительно снизить его стоимость. Данные возможности включают: NAT (Network Address Translation), IPeXchange IPX-to-IP gateway, GRE,.

- использовать функции оптимизации сети WAN (маршрутизация по телефону - dial-to-demand routing, Open Shortest Path First, Snapshot маршрутизация, возможность компрессии и фильтрации) что также позволяет снизить стоимость содержания сети WAN.

Все эти возможности, интегрированные в мощные аппаратные маршрутизаторы, позволяет наилучшим образом организовать обмен информацией между подразделениями фирмы в реальном масштабе времени.

2.Технические возможности маршрутизаторов.

2.1 Принципы работы маршрутизаторов

Основные принципы, по которым создаются маршрутизаторы Cisco - это универсальность и масштабируемость как на аппаратном, так и на программном уровне. Большой выбор интерфейсов как для подключения к локальным сегментам сети, так и WAN линиям связи, модульность (для некоторых моделей), различные возможности, обеспечиваемые встроенной операционной системой IOS (Internetworking Operating System) позволяют маршрутизаторам Cisco давно и прочно удерживать лидерство при построении систем самого различного класса. Маршрутизатор (router) позволяет организовывать в сети избыточные связи, образующие петли.

Основная цель применения роутеров - объединение разнородных сетей и обслуживание альтернативных путей. Он справляется с этой задачей за счет того, что принимает решение о передаче пакетов на основании более полной информации о графе связей в сети, чем мост или коммутатор. Маршрутизатор имеет в своем распоряжении базу топологической информации, которая говорит ему, например, о том, между какими подсетями общей сети имеются связи и в каком состоянии (работоспособном или нет) они находятся. Имея такую карту сети, маршрутизатор может выбрать один из нескольких возможных маршрутов доставки пакета адресату. В данном случае под маршрутом понимают последовательность прохождения пакетом маршрутизаторов. Например, на рисунке 1.11 для связи станций L2 сети LAN1 и L1 сети LAN6 имеется два маршрута: М1-М5-М7 и М1-М6-М7. Различные типы router-ов отличаются количеством и типами своих портов, что собственно и определяет места их использования. Маршрутизаторы, например, могут быть использованы в локальной сети Ethernet для эффективного управления трафиком при наличии большого числа сегментов сети, для соединения сети типа Еthernet с сетями другого типа, например Тоkеn Ring, FDDI, а также для обеспечения выходов локальных сетей на глобальную сеть.

Маршрутизаторы не просто осуществляют связь разных типов сетей и обеспечивают доступ к глобальной сети, но и могут управлять трафиком на основе протокола сетевого уровня (третьего в модели OSI), то есть на более высоком уровне по сравнению с коммутаторами. Необходимость в таком управлении возникает при усложнении топологии сети и росте числа ее узлов, если в сети появляются избыточные пути (при поддержке протокола IEEE 802.1 Spanning Тгее), когда нужно решать задачу максимально эффективной и быстрой доставки отправленного пакета по назначению. При этом существует два основных алгоритма определения наиболее выгодного пути и способа доставки данных: RIP и OSPF. При использовании протокола маршрутизации RIР, основным критерием выбора наиболее эффективного пути является минимальное число "хопов" (hops), т.е. сетевых устройств между узлами. Этот протокол минимально загружает процессор марштрутизатора и предельно упрощает процесс конфигурирования, но он не рационально управляет трафиком.

При использовании OSPF наилучший путь выбирается не только с точки зрения минимизации числа хопов, но и с учетом других критериев: производительности сети, задержки при передаче пакета и т.д. Сети большого размера, чувствительные к перегрузке трафика и базирующиеся на сложной маршрутизирующей аппаратуре, требуют использования протокола ОSРF. Реализации этого протокола возможна только на маршрутизаторах с достаточно мощным процессором, т.к. его реализация требует существенных процессинговых затрат. Маршрутизация в сетях, как правило, осуществляться с применением пяти популярных сетевых протоколов - ТСР/IР, Nоvеll IРХ, АррlеТаlk II, DECnеt Phase IV и Хегох ХNS. Если маршрутизатору попадается пакет неизвестного формата, он начинает с ним работать как обучающийся мост. Кроме того, маршрутизатор обеспечивает более высокий уровень локализации трафика, чем мост, предоставляя возможность фильтрации широковещательных пакетов, а также пакетов с неизвестными адресами назначения, поскольку умеет обрабатывать адрес сети.

2.2 Свойства маршрутизаторов

Современные маршрутизаторы обладают следующими свойствами:

· поддерживают коммутацию уровня 3, высокоскоростную маршрутизацию уровня 3 и коммутацию уровня 4;

· поддерживают передовые технологии передачи данных, такие как Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и АТМ;

· поддерживают технологии АТМ с использованием скоростей до 622 Мбит/сек;

· поддерживают одновременно разные типы кабельных соединений (медные, оптические и их разновидности);

· поддерживают WAN-соединения включая поддержку PPP, Frame Relay, HSSI, SONET и др.;

· поддерживают технологию коммутации уровня 4 (Layer 4 Switching), использующую не только информация об адресах отправителя и получателя, но и информацию о типах приложений, с которыми работают пользователи сети;

· обеспечивают возможность использования механизма "сервис по запросу" (Quality of Service) - QoS, позволяющего назначать приоритеты тем или иным ресурсам в сети и обеспечивать передачу трафика в соответствии со схемой приоритетов;

· позволяют управлять шириной полосы пропускания для каждого типа трафика;

· поддерживают основные протоколы маршрутизации, такие как IP RIP1, IP RIP2, OSPF, BGP-4, IPX RIP/SAP, а также протоколы IGMP, DVMPR, PIM-DM, PIM-SM, RSVP;