IP-маршрутизация

Пакеты маршрутизируются на основе заключенного в них адреса. Маршрутизаторы читают этот адрес и определяют наилучший маршрут, называемый переходом. Сеть с коммутацией пакетов (в отличие от сети с коммутацией каналов) опирается на информационные блоки (называемые датаграммами) и их способность перемещаться в сети по направлению к целевой станции. Датаграмма маршрутизируется либо локально (адресат находится в той же подсети, что и отправитель), либо с помощью перенаправляющего устройства, например маршрутизатора, если целевая станция расположена в удаленной сети (в иной, нежели отправитель). В первом случае речь идет о прямой маршрутизации. Второй вид называется косвенной маршрутизацией. Таким образом, получаем иерархическую систему маршрутизации. Отсылаемая датаграмма может подвергаться как прямой, так и косвенной маршрутизации.

Была предпринята попытка построить одну большую плоскую сеть при помощи АТМ, мостов и коммутаторов, чтобы отказаться таким образом от косвенной маршрутизации. Плоские сети находят применение в небольших сетях, в протоколах глобальных сетей, а также их используют для расширения подсетей при помощи коммутаторов или мостов. Для сегодняшнего набора протоколов большие плоские сети неэффективны (их сложно расширять). Это станет особенно очевидным, если вы представите себе миллионы станций-адресатов, подключенных к ним. К тому же, имеющиеся в настоящее время протоколы являются широковещательными по своей природе. То есть к сети может быть подключено множество станций и каждая станция «видит» все данные, рассылаемые по сети, независимо от того, кто и куда посылает их.

Протоколы разрабатывались для сред коллективного пользования, изобретенных до появления коммутаторов и маршрутизаторов. Кроме того, когда станциям необходимо установить связь, соответствующие команды тоже могут быть разосланы в широковещательном режиме. Взаимодействие между определенными устройствами (маршрутизаторами) всегда происходит в широковещательном или групповом режиме. Для этого служат специальные пакеты, которые разрешено принимать всем станциям сети и передавать программному обеспечению верхнего уровня. Пакет после этого обрабатывается или выкидывается. Как только вы начинаете расширять сеть, она уже не сможет оставаться плоской. В целях эффективности должна быть организована в том или ином виде иерархия.

Не всем станциям необходимо «видеть» друг друга. При расширении сети следует сохранить управляемость. Чтобы сделать сеть более управляемой, ее делят на множество сетей, называемых подсетями (на самом деле сегодня любая сеть, разбитая на части или нет, называется подсетью).

Чтобы эти подсети стали, в свою очередь, управляемыми, их снова разбивают на под-подсети. Взаимодействие таких сетей осуществляется через перенаправляющие устройства, называемые маршрутизаторами. Маршрутизаторы позволяют перенаправлять данные в другие сети, причем весьма эффективно. Всегда легче управлять множеством небольших сетей, нежели одной большой. К тому же, широковещательные данные остаются в пределах своей сети или подсети. Они не перенаправляются маршрутизаторами.

Чтобы маршрутизаторы могли перенаправлять данные в другие сети, им нужны специальные протоколы (называемые протоколами маршрутизации), с помощью которых строится карта окружающего сетевого пространства в целях маршрутизации. Для реализации этой возможности предназначены протоколы маршрутизации двух типов: внутренние (IGP) и внешние (EGP). Внешний протокол маршрутизации, применяемый совместно с IP, называется протоколом граничной маршрутизации (BGP). Известные протоколы внутренней маршрутизации – это протокол передачи маршрутной информации (RIP) и протокол OSPF (Открой кратчайший путь первым).