|
Scheme de rutare
|
|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rutarea este procesul de determinare a rutei optime de date în rețelele de comunicații.
Rutele pot fi setate administrativ ( rute statice ), sau calculate folosind algoritmi de rutare , pe baza informațiilor despre topologia și starea rețelei obținute cu ajutorul protocoalelor de rutare (rute dinamice).
Rutele statice pot fi:
Rutarea în rețele de calculatoare se realizează prin software și hardware- routere speciale ; în configurații simple, poate fi rulat și de computere de uz general configurate corespunzător.
Protocolul de rutare poate funcționa numai cu pachete care aparțin unuia dintre protocoalele rutate, cum ar fi IP , IPX sau Xerox Network System , AppleTalk . Protocoalele rutate definesc formatul pachetelor (anteturi), a căror informație cea mai importantă pentru rutare este adresa de destinație. Protocoalele care nu acceptă rutarea pot fi transferate între rețele folosind tuneluri . Astfel de capabilități sunt furnizate de obicei de routere software și unele modele de routere hardware.
Primele routere au fost software specializate care gestionau pachetele IP primite într-un mod specific. Acest software rula pe computere care aveau mai multe interfețe de rețea care făceau parte din diferite rețele (rutare între ele). Ulterior, routerele au apărut sub formă de dispozitive specializate. Calculatoarele cu software de rutare sunt numite routere software , routere echipamente- hardware .
În routerele hardware moderne, software-ul specializat („firmware”) este folosit pentru a construi tabele de rutare, în timp ce procesarea pachetelor IP utilizează o matrice de comutare (sau altă tehnologie de comutare hardware), extinsă cu filtre de adrese în antetul pachetului IP.
Există două tipuri de rutare hardware: cu șabloane de flux statice și cu tabele adaptabile dinamic [1] .
Șabloanele statice implică împărțirea tuturor pachetelor IP care intră în router în fluxuri virtuale; fiecare flux este caracterizat de un set de caracteristici pentru pachet, cum ar fi: adrese IP expeditor/receptor , portul TCP/UDP al expeditorului/receptorului (dacă este acceptată rutarea bazată pe informații de nivel 4), portul prin care a sosit pachetul [1] .
În acest caz, optimizarea rutare se bazează pe ideea că toate pachetele cu aceleași caracteristici ar trebui procesate în același mod (după aceleași reguli), în timp ce caracteristicile sunt verificate doar pentru primul pachet din flux (când un pachet apare cu un set de caracteristici care nu se încadrează în fluxurile existente, se creează un flux nou), pe baza rezultatelor analizei acestui pachet, se formează un șablon static, care este utilizat pentru a determina regulile de comutare a pachetelor de intrare ( în cadrul fluxului). De obicei, un șablon neutilizat este stocat pentru o perioadă limitată de timp (pentru a elibera resurse de router). Dezavantajul cheie al unei astfel de scheme este inerția în ceea ce privește schimbarea tabelului de rutare (în cazul unui flux existent, o modificare a regulilor de rutare a pachetelor nu va fi „observată” până când șablonul este șters) [1] .
Tabelele adaptabile dinamic folosesc reguli de rutare „direct”, folosind masca și numărul de rețea din tabelul de rutare pentru a valida pachetul și a determina portul pe care ar trebui să fie redirecționat pachetul. În același timp, modificările din tabelul de rutare (ca urmare a, de exemplu, protocoalele de rutare/rezervare) afectează imediat procesarea tuturor pachetelor nou sosite. Tabelele adaptabile dinamic facilitează, de asemenea, implementarea verificării rapide (hardware) a listelor de acces [1] .
Rutarea software-ului se realizează fie prin software de ruter specializat (în cazul în care metodele hardware nu pot fi utilizate, de exemplu, în cazul tunelului ), fie prin software de calculator. În general, orice computer își direcționează propriile pachete de ieșire (cel puțin pentru a separa pachetele trimise către gateway-ul implicit și pachetele destinate gazdelor din segmentul rețelei locale). Pentru rutarea pachetelor IP ale altor persoane , precum și pentru construirea tabelelor de rutare, se utilizează diverse programe:
Rutarea Internet se bazează pe protocoale TCP/IP .
Informațiile sunt transmise folosind pachete IP , antetul fiecărui pachet IP conține adresele IP ale destinatarului și expeditorului pachetului. Fiecare pachet este procesat de router conform tabelului său de rutare . Tabelul, la rândul său, conține informații despre computer cu care adresă să trimită pachete cu una sau alta gamă de adrese. De exemplu, toate pachetele dintr-un anumit interval pot fi direcționate către un alt router care este „responsabil” pentru acest segment.
În unele cazuri, routerul poate transforma antetul pachetului, înlocuind adresele expeditorului și/sau destinatarului pachetului. În special, acest lucru se întâmplă atunci când o rețea locală (care are propriile adrese) interacționează cu Internetul global. În acest caz, rețeaua locală poate fi văzută din exterior printr-o singură adresă IP globală. Pentru ca routerul să trimită pachete cu o singură adresă globală către anumiți destinatari din rețeaua locală, se folosește tabelul NAT , unde, pe lângă adresele IP, sunt indicate porturile care identifică aplicațiile care stabilesc o conexiune. În acest caz, numerele de port nu sunt indicate în antetul pachetului IP, ci în antetul segmentului TCP sau UDP (segmentele sunt încapsulate în câmpul de date al pachetelor IP). Acest lucru permite identificarea unu-la-unu a destinatarului și a expeditorului în cazurile în care există mai multe computere în rețelele locale în spatele unei adrese globale. Exemplu de tabel NAT [2] :
| Adresă globală | Adresă locală |
|---|---|
| 209.165.200.226:1444 | 192.168.1.15:1444 |
| 209.165.200.226:1445 | 192.168.1.26:1444 |