Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Классификация маршрутизаторов по областям применения






По областям применения маршрутизаторы делятся на несколько классов (рис. 2).

Магистральные маршрутизаторы предназна­чены для построения магистральной сети оператора связи или крупной корпорации. Маршрутизаторы магистрали оперируют с агрегированными информационными по­токами, переносящими данные большого количества

Для решения этой задачи магистральные маршрутизаторы оснащаются высокоскоростны­ми интерфейсами, такими как ATM 155/622 Мбит/с, Gigabit Ethernet и 10G Ethernet, а также


интерфейсами SONET/SDH со скоростями от 155 Мбит/с до 10 Гбит/с. Для создания отказо­устойчивой топологии магистральной сети магистральные маршрутизаторы должны под­держивать несколько таких интерфейсов.

Очевидно, для того чтобы не создавать «узких мест» в магистральной сети, магист­ральный маршрутизатор должен обладать очень высокой производительностью.

Например, если маршрутизатор оснащен 8 интерфейсами 10 Гбит/с (Ethernet или SDH), то его общая производительность должна составлять 80 Гбит/с. Для достижения такой производительности магистральные маршрутизаторы обладают распределенной внутренней архитектурой, подобной архитектуре коммутаторов локальных сетей. Каждый порт или группа портов оснащается собственным процессором, который самостоятельно выполняет продвижение IP-пакетов на основании локальной копии таблицы маршрутизации. Для пере­дачи пакетов между портами используется коммутирующий блок на основе разделяемой па­мяти, общей шины или коммутатора каналов. Общие задачи, включая построение таблицы маршрутизации, хранение конфигурационных параметров, удаленное управление маршрути­затором и т. п., решает центральный блок управления.

Понятно, что функции продвижения IP-пакетов существенно сложнее, чем продви­жения кадров Ethernet и других технологий локальных сетей. Поэтому процессоры портов обычно не нагружают дополнительными функциями, такими как фильтрация трафика или трансляция адресов. Даже обеспечение параметров QoS не всегда реализуется таким процес­сором в полном объеме - обычно дело ограничивается поддержанием очередей, а до профи­лирования трафика не доходит. Это связано с тем, что магистральный маршрутизатор рабо­тает внутри сети и не взаимодействует с внешним миром, а значит, и не выполняет погра­ничные функции, требующие фильтрации и профилирования. Другими словами, основная задача магистрального маршрутизатора - передача пакетов между своими интерфейсами с как можно большей скоростью.

Большое количество интерфейсов, характерное для магистрального маршрутизатора, позволяет строить избыточные топологии, приближающиеся к полносвязной схеме, и тем самым обеспечивать отказоустойчивость сети. Однако и сам магистральный маршрутизатор должен обладать высокой надежностью. Надежность и отказоустойчивость маршрутизатора достигается за счет избыточных модулей, таких как центральные процессоры, процессоры портов, источники питания.

Пограничные маршрутизаторы, называемые также маршрутизаторами доступа, соединяют магистральную сеть с периферийными сетями. Эти маршрутизаторы образуют особый слой, который выполняет функции приема трафика от внешних по отношению к ма­гистрали сетей.

Периферийная сеть часто находится под автономным административным управле­нием. Это может быть сеть клиента оператора связи, непосредственно присоединенная к его магистрали, или же сеть регионального отделения крупной корпорации, обладающей собст-■ венной магистралью.

В любом случае трафик поступает на интерфейсы пограничного маршрутизатора от сети, которую администратор магистрали не может контролировать, - трафик нужно фильт­ровать и профилировать. Поэтому к пограничному маршрутизатору предъявляются другие требования, нежели к магистральному. На первый план выступают его способности к макси­мальной гибкости при фильтрации и профилировании трафика. Кроме того, очень важно, чтобы производительность пограничного маршрутизатора не снижалась при выполнении этих дополнительных функций. Интерфейсы пограничного маршрутизатора менее скорост­ные, чем магистрального, но более разнообразные, так как ему приходится присоединять к магистрали сети различных технологий.

Деление маршрутизаторов на магистральные и пограничные не является строгим и четким. Такое деление просто отражает ту область, где применение маршрутизатора пред­почтительно, где в наибольшей степени проявляются его преимущества. В то же время лю-


бой маршрутизатор можно применять не только в его профильной области. Так, магистраль­ный маршрутизатор, оснащенный низкоскоростными портами, может одновременно играть роль пограничного. А маршрутизатор, хорошо исполняющий роль пограничного для круп­ной сети, может быть магистральным маршрутизатором для сети меньшего масштаба, где его интерфейсы вполне справятся с нагрузкой на магистраль.

Деление маршрутизаторов на магистральные и пограничные отражает только один аспект их применения, а именно их положение относительно собственной и внешних сетей. Понятно, что существуют и другие аспекты, Так, маршрутизаторы можно разделить на маршрутизаторы операторов связи и корпоративные маршрутизаторы.

Основным отличием корпоративных маршрутизаторов является их высокая надеж­ность, а также поддержка полного набора функций, необходимых для коммерческой работы в Интернете, начиная от протокола BGP и кончая системами регистрации пользовательских потоков данных, что необходимо для биллинго-вых схем. Требования к надежности объяс­няются высокой стоимостью простоя маршрутизатора при оказании коммерческих услуг. Требования к надежности услуг передачи данных постоянно растут, пользователи Интернета и виртуальных частных сетей хотят, чтобы эти услуги были такими же надежными, как услу­ги телефонной сети. Поэтому, когда мы говорим о том, что готовность некоторых моделей маршрутизаторов достигла рубежа 0, 999 и стремится к показателям телефонного оборудова­ния в 0, 99999, то в первую очередь это относится к маршрутизаторам операторов связи, как магистральным, так и пограничным. Корпоративные маршрутизаторы предназначены для применения в пределах корпоративной сети, поэтому требования к надежности здесь ниже, а функциональность для работы в Интернете в качестве самостоятельной автономной системы не требуется.

Конечно, характеристики маршрутизаторов операторов связи и корпоративных маршрутизаторов в значительной степени зависят от масштаба и специфики оператора связи или корпорации. Для международного оператора связи, в иерархии ISP относящегося к кате­гории Tiar 1, сегодня требуются магистральные маршрутизаторы с интерфейсами 10 Гбит/с, которые в недалеком будущем будут заменены маршрутизаторами с портами DWDM, рабо­тающими с 40 волнами и обеспечивающими общую скорость порта 400 Гбит/с. Пограничные маршрутизаторы такого оператора также будут относиться к лучшим маршрутизаторам это­го класса, но производительности, работая с портами доступа со скоростями от 622 Мбит/с до 2, 5 Гбит/с.

Менее крупным операторам связи, то есть региональным и локальным, такие высо­копроизводительные маршрутизаторы не требуются, так как объемы передаваемого ими трафика гораздо меньше. Поэтому магистральный маршрутизатор такого оператора может ограничиться поддержкой интерфейсов 2-155 Мбит/с, а пограничный должен, кроме того, обеспечивать коммутируемый доступ абонентов через телефонные сети. В небольших сетях магистральных маршрутизаторов может не быть вообще, такая сеть будет состоять из одних (или даже одного) пограничных маршрутизаторов.

Аналогичная картина наблюдается и в корпоративных сетях, где также применяются маршрутизаторы различной производительности и надежности. Например, крупные корпо­рации могут применять магистральные и пограничные маршрутизаторы, близкие по характе­ристикам к маршрутизаторам операторов связи категории Tiar 1. Однако более обычной яв­ляется ситуация, когда в корпоративных сетях применяется оборудование с характеристика­ми на один уровень ниже. Это значит, что крупные многонациональные корпорации приме­няют оборудование, которое обычно используется региональными операторами и т. д., по нисходящей.

Маршрутизаторы региональных отделений соединяют региональные отделения между собой и с магистральной сетью. Сеть регионального отделения, так же как и магист­ральная сеть, может состоять из нескольких локальных сетей. Такой маршрутизатор


обычно представляет собой некоторую упрощенную версию магистрального корпора­тивного маршрутизатора.

Если он выполнен на основе шасси, то количество слотов его шасси меньше (4-5). Возможен также конструктив с фиксированным количеством портов. Поддерживаемые ин­терфейсы локальных и глобальных сетей менее скоростные. Это наиболее обширный класс выпускаемых маршрутизаторов, характеристики которых могут приближаться к характери­стикам магистральных маршрутизаторов, а могут и опускаться до характеристик маршрути­заторов удаленных офисов.

Маршрутизаторы удаленных офисов соединяют, как правило, единственную локальную сеть удаленного офиса с магистральной сетью или сетью регионального отделения по глобальной связи.

Как правило, интерфейс локальной сети - это Ethernet 10/100 Мбит/с, а интерфейс глобальной сети - выделенная линия со скоростью 64 Кбит/с, 1, 544 или 2 Мбит/с. Маршру­тизатор удаленного офиса может поддерживать работу по коммутируемой телефонной ли­нии в качестве резервной связи для выделенного канала. Существует очень большое количе­ство типов маршрутизаторов удаленных офисов. Это объясняется как массовостью потенци­альных потребителей, так и специализацией такого типа устройств, проявляющейся в под­держке какого-либо конкретного типа глобальной связи. Например, существуют маршрути­заторы, работающие только в ISDN-сети, существуют модели только для аналоговых выделенных линий и т. п.

Чем меньше требований предъявляется к производительности маршрутизатора, тем более вероятно, что он выполнен по классической схеме первых маршрутизаторов (и мостов локальных сетей), то есть схемы на основе единственного центрального процессора и ли­шенных процессоров портов. Такая схема гораздо дешевле, но ее производительность полно­стью определяется производительностью процессора и не масштабируется с ростом числа портов.

Программный маршрутизатор, являясь одной из популярных реализаций такой схемы, представляет собой программный модуль универсальной операционной системы се­мейства Unix или Windows.

И только появление в глобальных сетях высокоскоростных технологий, таких как ATM, SONET/SDH, DWDM, привело к резкому повышению требований к производительно­сти маршрутизаторов, в результате чего представители наиболее совершенного класса мар­шрутизаторов повсеместно перешли на многопроцессорные схемы с коммутирующим бло­ком, успешно опробованные на коммутаторах локальных сетей.

Маршрутизаторы локальных сетей предназначены для разделения крупных локальных се­тей на подсети. Это особый класс маршрутизаторов, которые, как правило, не имеют интерфейсов глобальных сетей.

Многие маршрутизаторы этого типа ведут свое происхождение от коммутаторов ло­кальных сетей, что и дало им второе название - коммутаторы 3-го уровня. Коммутаторы 3-го уровня выполняют все функции маршрутизаторов, но, кроме того, могут работать и как обычные коммутаторы локальных сетей, то есть коммутаторы 2-го уровня. Режим работы (маршрутизатор или коммутатор) зависит от параметров конфигурации. Возможен также комбинированный режим работы, когда несколько портов коммутатора 3-го уровня имеют один и тот же IP-адрес сети. В этом случае передача пакетов между группой портов, принад­лежащих одной сети, выполняется в режиме коммутации, на канальном уровне, то есть на основе МАС-адресов. Если же порты принадлежат разным IP-сетям, то тогда коммутатор выполняет маршрутизацию между сетями. Выбор режима передачи пакета определяется конфигурированием IP-адресов портов и, соответственно, компьютеров.


№ 2. Модель открытых систем OSI как общая структура построения стандартов






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.