all about routers types routers
Роля и значение на рутерите в системата за компютърни мрежи:
Нашият предишен урок в това Пълна серия за обучение в мрежа ни обясни за Превключватели за слой 2 и слой 3 подробно. В този урок ще видим подробно рутерите.
Рутерите са широко използвани навсякъде в нашето ежедневие, тъй като те свързват различните мрежи, разпределени заедно на дълги разстояния.
Тъй като името се обяснява само по себе си, маршрутизаторите придобиват своята номенклатура от работата, която извършват, означава, че извършват маршрутизиране на пакети данни от края на източника до края на местоназначението, като използват някакъв алгоритъм за маршрутизиране в компютърните мрежови системи.
Въпроси и отговори за интервю за база данни на sql
Какво ще научите:
- Какво представляват рутерите?
- Видове рутери
- Таблица за маршрутизиране
- Административно разстояние
- Работа на рутера
- Приложения на рутери
Какво представляват рутерите?
Ако имате телекомуникационна компания, която има един клон в Бангалор и друг в Хайдерабад, тогава за да установим връзка между тях, използваме рутери в двата края, които са свързани чрез оптичен кабел чрез STM връзки с висока честотна лента или DS3 връзки.
По този сценарий трафикът под формата на данни, глас или видео ще тече от двата края, посветено между тях, без намесата на трети нежелан трафик. Този процес е рентабилен и ефективен във времето.
По същия начин този рутер също играе ключова роля за установяване на връзки между тестери на софтуер, това ще разгледаме по-нататък в урока.
По-долу е дадена диаграмата на рутерна мрежа, където два рутера, а именно R1 и R2, свързват три различни мрежи.
В този урок ще проучим различните аспекти, функции и приложения на рутерите.
Видове рутери
По принцип има два типа рутери:
Хардуерни рутери: Това са хардуерът с отличителна вградена софтуерна компетентност, предоставена от производителите. Те използват своите способности за маршрутизиране, за да извършват маршрутизиране. Те имат някои по-специални функции също в допълнение към основната функция за маршрутизация.
Cisco 2900 рутер, ZTE ZXT1200, ZXT600 рутери са пример за често използвани хардуерни рутери.
Софтуерни рутери: Те работят по същия начин като хардуерните рутери, но нямат отделна хардуерна кутия. Това може би е прозорец, мрежов софтуер или Linux сървър. Всички те имат вградени способности за маршрутизация.
Въпреки че софтуерните рутери обикновено се използват като шлюзове и защитни стени в големи компютърни мрежови системи, двата типа рутери имат свои собствени характеристики и значение.
Софтуерните рутери имат ограничен порт за WAN свързаност и други порта или карта поддържат LAN свързаност, следователно те не могат да заемат мястото на хардуерните рутери.
Поради вградените функции на маршрутизирането, всички карти и портове ще изпълняват WAN маршрутизацията и други, също в зависимост от неговата конфигурация и капацитет.
Характеристики на рутери
- Работи върху мрежовия слой на референтния модел на OSI и комуникира със съседни устройства по концепцията за IP адресиране и подмрежа.
- Основните компоненти на рутерите са централният процесор (CPU), флаш памет, енергонезависима RAM, RAM, мрежова интерфейсна карта и конзола.
- Рутерите имат различен вид множество портове като порт за бърз Ethernet, гигабит и порт за връзка STM. Всички портове поддържат високоскоростна мрежова свързаност.
- В зависимост от типа на порта, необходим в мрежата, потребителят може да ги конфигурира съответно.
- Рутерите извършват процеса на капсулиране и декапсулиране на данни, за да филтрират нежеланите смущения.
- Рутерите имат вграден интелект за насочване на трафика в голяма мрежова система, като третират подмрежите като непокътната мрежа. Те имат способността да анализират типа на следващата връзка и хоп, свързани с нея, което ги прави по-добри от други устройства от ниво 3, като превключвател и мостове.
- Рутерите винаги работят в главен и подчинен режим, като по този начин се осигурява излишък. И двата рутера ще имат еднакви конфигурации на софтуерно и хардуерно ниво, ако главното се провали, тогава подчиненият ще действа като главен и ще изпълнява своите цели задачи. По този начин се спестява пълната мрежова повреда.
IP маршрутизация
Това е процедурата за предаване на пакетите от крайното устройство на една мрежа към отдалечено крайно устройство на друга мрежа. Това се постига от рутери.
Рутерите инспектират крайния IP адрес на дестинацията и адреса на следващия хоп и според резултатите ще препратят пакета данни до дестинацията.
Таблиците за маршрутизиране се използват за намиране на следващите адреси за хоп и адреси на местоназначение.
Шлюз по подразбиране: Шлюзът по подразбиране не е нищо друго освен самият рутер. Той е разположен в мрежата, където хостът на крайното устройство няма въвеждане на маршрут на следващия хоп на някаква изрична дестинационна мрежа и не може да разбере начина за пристигане в тази мрежа.
Следователно хост устройствата са конфигурирани по такъв начин, че пакетите данни, които са насочени към отдалечена мрежа, да бъдат насочени първо към шлюза по подразбиране.
Тогава шлюзът по подразбиране ще осигури маршрута към целевата мрежа до крайното хост устройство източник.
Таблица за маршрутизиране
Рутерите имат вътрешна памет, наречена RAM. Цялата информация, която събира таблицата за маршрутизиране, ще се съхранява в RAM на рутери. Таблица за маршрутизиране идентифицира пътя за пакет чрез изучаване на IP адреса и друга свързана информация от таблицата и препраща пакета към желаната дестинация или мрежа.
По-долу са обектите, съдържащи се в маршрутна таблица:
- IP адреси и маска на подмрежата на целевия хост и мрежата
- IP адреси на всички онези маршрутизатори, които са необходими за достигане до целевата мрежа.
- Информация за екстравертен интерфейс
Има три различни процедури за попълване на маршрутна таблица:
- Директно свързани подмрежи
- Статично маршрутизиране
- Динамично маршрутизиране
Свързани маршрути: В идеалния режим всички интерфейси на рутерите ще останат в „надолу“ състояние. Така че интерфейсите, на които потребителят ще приложи каквато и да е конфигурация, първо променят състоянието от „надолу“ на „нагоре“. Следващата стъпка от конфигурирането ще бъде присвояване на IP адреси на всички интерфейси.
Сега рутерът ще бъде достатъчно интелигентен, за да насочи пакетите с данни към целевата мрежа чрез директно свързани активни интерфейси. Подмрежите също се добавят в таблицата за маршрутизиране.
най-добрият безплатен софтуер за часовник за служители
Статично маршрутизиране: Използвайки статично маршрутизиране, маршрутизаторът може да събере маршрута до далечната мрежа, която не е физически или директно свързана с един от неговите интерфейси.
Маршрутизацията се извършва ръчно, като се изпълнява определена команда, която се използва глобално.
Командата е както следва:
IP route destination_network _IP subnet_mask_ IP next_hop_IP_address.
Обикновено се използва само в малки мрежи, тъй като се нуждаят от много ръчна конфигурация и целият процес е много дълъг.
Пример е както следва:
Рутер 1 е физически свързан с рутер 2 на интерфейса Fast Ethernet. Рутер 2 също е директно свързан към подмрежа 10.0.2.0/24. Тъй като подмрежата не е физически свързана с маршрутизатор 1, следователно тя не очертава начина за маршрутизиране на пакета до целевата подмрежа.
Сега трябва да го конфигурираме ръчно, което е както следва:
- Отидете в командния ред на рутера 1.
- Въведете show IP route, маршрутизиращата таблица има конфигурацията по-долу.
Рутер # показва IP маршрут
C 192.164.0.0/24 е директно свързан, FastEthernet0 / 0, C означава свързан.
- Сега използваме статична команда за маршрути за конфигуриране, така че рутер 1 да може да пристигне в Subnet 10.0.0.0/24.
Рутер # conf t
Рутер (конфиг) # ip route 10.0.0.0 255.255.255.0 192.164.0.2
Рутер (конфиг) # изход
Рутер # показва ip маршрут
10.0.0.0/24 е подмрежово, 1 подмрежа
S 10.0.0.0 [1/0] чрез 192.164.0.2
C 192.164.0.0/24 е директно свързан, FastEthernet0 / 0
S означава статичен.
Забележка: В командния ред на рутера има и много друга информация, но тук съм обяснил само тази команда и информация, които са от значение за темата.
Динамично маршрутизиране: Този тип маршрутизация работи с поне един тип протокол за маршрутизация, който е улеснен с него. Протоколът за маршрутизация се практикува от рутерите, за да могат те да споделят информацията за маршрута между тях. По този процес всеки от маршрутизаторите в мрежата може да научи тази информация и ще я разположи при изграждането на свои собствени маршрутни таблици.
Протоколът за маршрутизиране работи по такъв начин, че ако връзката падне надолу, по която е насочвала данни, тя динамично променя пътя им за маршрутизиране на пакети, което от своя страна ги прави устойчиви на неизправности.
Динамичното маршрутизиране също не се нуждае от ръчна конфигурация, която спестява време и административно натоварване.
Трябва само да дефинираме маршрутите и съответните им подмрежи, които рутерът ще използва, а за останалото се грижи чрез маршрутизиращи протоколи.
Административно разстояние
Мрежата може да практикува повече от един протокол за маршрутизиране и рутерите могат да събират информация за маршрута за мрежата от различни източници. Основната задача на рутерите е да търси най-добрия път. Административното разстояние се практикува от рутерите, за да открие кой път е най-подходящ за насочване на трафика. Най-подходящ за използване е протоколът, посочващ административното разстояние с по-малък брой.
Метрична
Помислете, че маршрутизаторът открива два отличителни пътя, за да стигне до хоста на местоназначението на същата мрежа от един и същ протокол, след което трябва да вземе решението да избере най-добрия път за маршрутизиране на трафика и съхранението в таблицата за маршрутизиране.
Метриката е параметър за измерване, който се разполага, за да фиксира най-подходящия път. Отново по-нисък ще бъде броят на показателите, по-добре ще бъде пътят.
Видове маршрутизиращи протоколи
Има два вида протоколи за маршрутизация:
- Вектор на разстоянието
- Състояние на връзката
И двата горни типа маршрутизиращи протоколи са вътрешни протоколи за маршрутизация (IGP), което означава, че те са използвали за търговия с данни за маршрутизация в една самоуправляваща се мрежова система. Докато протоколът за граничен шлюз (BGP) е вид външен протокол за маршрутизация (EGP), който означава, че се използва за търговия с данни за маршрутизация между две различни мрежови системи в Интернет.
Протокол за вектор на разстояние
RIP (Routing Information protocol):ПОЧИВАЙ В МИР е вид протокол за вектор на разстояние. Според името протоколът за маршрутизиране на разстояния използва дистанция, за да се получи най-подходящият път за достигане до отдалечената мрежа. Разстоянието е основно броят на рутерите, които съществуват между тях, докато се приближават до отдалечена мрежа. RIP има две версии, но версия 2 е най-популярната навсякъде.
Версия 2 има възможността да представя маски на подмрежата и практикува многоадресно изпращане на актуализации за маршрутизация. Броят на хмела се практикува като метрика и има административен брой 120.
RIP версия 2 стартира маршрутни таблици на всеки интервал от 30 секунди, като по този начин се използва много честотна лента в този процес. Той използва многоадресния адрес 224.0.0.9 за стартиране на информация за маршрутизиране.
EIGRP (подобрен протокол за маршрутизиране на вътрешния шлюз): Това е прогресивен тип протокол за вектор на разстояние.
Различните видове аспекти на маршрутизация, които той подкрепя, са:
- Безкласно маршрутизиране и VLSM
- Балансиране на натоварването
- Допълнителни актуализации
- Обобщение на маршрута
Рутерите, които използват EIGRP като протокол за маршрутизация, практикуват многоадресния адрес 224.0.0.10. EIGRP рутерите поддържат три вида маршрутни таблици, които разполагат с цялата необходима информация.
Административното разстояние на EIGRP е 90 и определя метриката чрез използване на честотна лента и забавяне.
Link State Protocol
Целта на протокола за състоянието на връзката е подобна на тази на протокола за вектор на разстояние, за да се намери най-подходящият път до дестинация, но да се използват отличителни техники, за да се изпълни.
Протоколът за състоянието на връзката не стартира цялостната таблица за маршрутизиране, а на негово място, той стартира информацията относно мрежовата топология, в резултат на което всички маршрутизатори, използващи протокол за състоянието на връзката, трябва да имат подобна статистика на мрежовата топология.
Те са трудни за конфигуриране и изискват много памет за съхранение и памет на процесора от векторния протокол за разстояние.
Това работи по-бързо от това на протоколите за вектор на разстояние. Те също така поддържат таблицата за маршрутизиране от три типа и изпълняват алгоритъма за най-краткия път, за да открият най-добрия път.
OSPF е вид протокол за състоянието на връзката.
OSPF (първо отворете най-краткия път):
qa въпроси и отговори за интервю pdf
- Това е безкласов маршрутизиращ протокол и подкрепя VLSM, инкрементални актуализации, ръчно обобщение на маршрута и равномерно балансиране на натоварването.
- Като метричен параметър в OSPF се използва само интерфейсната цена. Административният номер на разстоянието е зададен на 110. Разполаганите IP адреси за актуализация на маршрутизацията са 224.0.0.5 и 224.0.0.6.
- Връзката между съседни рутери, използващи протокол OSPF, първо се настройва преди споделяне на актуализациите на маршрута. Тъй като това е протокол за състояние на връзката, така че маршрутизаторите не плават в цялата таблица за маршрутизиране, а споделят само статистиката относно мрежовата топология.
- След това всеки рутер изпълнява SFP алгоритъм за определяне на превъзходния път и го включва към таблицата за маршрутизиране. Чрез използването на този процес възможността за грешка на маршрутизиращия цикъл е най-малка.
- OSPF маршрутизаторите изпращат здравните пакети на мултикаст IP 224.0.0.5, за да настроят връзката със съседите. След това, когато връзката се установи, тя започва да плава актуализации на маршрутизиране на съседи.
- OSPF рутер изпраща здравни пакети на всеки 10 секунди в мрежата. Ако не получи връщащия здравей пакет от съсед за 40 секунди, тогава той ще обяви този съсед за свален. Маршрутизаторите, за да станат съседи, трябва да имат толкова често срещани полета като идентификатор на подмрежа, идентификатор на площ, таймери за здрави и мъртви интервали, удостоверяване и MTU.
- OSPF има процеса на удостоверяване на всяко съобщение. Това се използва за избягване на рутери за предаване на фалшива информация за маршрутизация. Фалшивата информация може да доведе до атака за отказ на услуга.
- Има два метода за удостоверяване, MD5 и удостоверяване с ясен текст. Най-често се използва MD5. Той поддържа процес на ръчно обобщаване на маршрути, докато плава в таблици за маршрутизиране.
BGP (Border Gateway Protocol):
Досега обсъдихме вътрешните протоколи за маршрутизация, които се използват за малки мрежи. Но за широкомащабни мрежи се използва BGP, тъй като има способността да обработва трафика през интернет за големи мрежи.
- Отраслите, които използват BGP, имат изключителен автономен системен номер, който се споделя с друга мрежа, за да се установи връзката между двете самоуправляващи се системи (автономни системи).
- С помощта на това съвместно предприятие, индустриите и доставчиците на мрежови услуги, като мобилните оператори, могат да предоставят командвани от BGP маршрути и поради това системите получават усилената скорост и ефективност на интернет с превъзходно съкращение.
- Той изгражда оценката на маршрутизацията въз основа на мрежови политики, набор от конфигурирани правила и маршрутни пътища, а също така участва в вземането на основните заключения за основните маршрути.
- BGP прави съседите си чрез ръчна конфигурация между рутерите, за да изгради TCP сесия на порт 179. BGP презентатор изпраща 19-байтови съобщения на всеки 60 секунди до своите съседи, за да установи връзката.
- Механизмът Route-map управлява потока от маршрути в BGP. Това не е нищо друго освен набор от правила. Всяко правило обяснява, за маршрути, еквивалентни на определени критерии, какво решение да се приложи. Решението е да отхвърлите маршрута или да направите модификации на няколко атрибута на маршрута, преди да го съхраните в таблицата за маршрутизиране.
- Критериите за избор на път на BGP се различават от другите. Първо открива атрибутите на пътя за синхронизирани маршрути без цикъл, за да стигнат до местоназначението по следния начин.
Работа на рутера
- В хардуерната част на рутера физическите връзки се осъществяват чрез входни портове; той също така съхранява копието на таблицата за препращане. Превключващата тъкан е вид IC (интегрална схема), която казва на рутера на кой от изходния порт трябва да препрати пакета.
- Маршрутизиращият процесор записва маршрутизиращата таблица в нея и реализира няколкото маршрутизиращи протокола, които да се използват при пренасочване на пакети.
- Изходният порт предава пакетите данни обратно на мястото им.
Работата е разделена на две различни равнини,
- Контролна равнина : Рутерите поддържат таблицата за маршрутизация, която съхранява всички статични и динамични маршрути, които да бъдат използвани за насочване на пакета данни към отдалечения хост. Контролната равнина е логика, която създава информационна база за пренасочване (FIB), която да се използва от пренасочващата равнина, а също така разполага с информация относно физическия интерфейс на маршрутизаторите, които трябва да бъдат свързани.
- Пренасочване на равнина : въз основа на информацията, която събира от контролната равнина въз основа на записи в маршрутни таблици, той препраща пакета данни, за да коригира отдалечен мрежов хост. Той също така се грижи за правилните вътрешни и външни физически връзки.
- Препращане : Както знаем, че основната цел на рутерите е да свързват големи мрежи като WAN мрежи. Тъй като работи на слой 3, той взема решение за препращане на базата на IP адреса на дестинацията и маската на подмрежата, съхранени в пакет, насочен към отдалечената мрежа.
- Според фигурата, рутер A може да достигне до рутера C по два пътя, единият е директно през подмрежа B, а друг е през рутер B, използвайки съответно подмрежа A и подмрежа C. По този начин мрежата стана излишна.
- Когато пакет пристигне в рутера, той първо търси в таблицата за маршрутизиране, за да намери най-подходящия път за достигане на дестинацията и след като получи IP адреса на следващия хоп, той капсулира пакета с данни. За да се разбере най-добрият протокол за маршрутизация се използва.
- Маршрутът се научава чрез събиране на информация от заглавката, свързана с всеки пакет данни, пристигащ във всеки възел. Заглавката съдържа информацията за IP адреса на следващия хоп на целевата мрежа.
- За да се стигне до дестинация, в маршрутната таблица се споменават няколко пътя; използвайки споменатия алгоритъм, той използва най-подходящия път за препращане на данни.
- Той също така проверява дали интерфейсът, на който пакетът е готов за препращане, е достъпен или не. След като събере цялата необходима информация, той изпраща пакета според избрания маршрут.
- Рутерът също така контролира задръстванията, когато пакетите достигнат всяка надежда на мрежата с темпо, по-голямо от това, което рутерът може да обработи. Използваните процедури са падане на опашката, случайно ранно откриване (ЧЕРВЕНО) и претеглено случайно ранно откриване (WRED).
- Идеята зад тях е рутерът да изпусне пакета с данни, когато размерът на опашката е надвишен, това, което е предварително дефинирано по време на конфигурацията и може да се съхранява в буфери. По този начин рутерът изхвърля новопристигналите входящи пакети.
- Освен този рутер взема решение за избор кой пакет да бъде препратен първо или на какъв номер, когато съществуват няколко опашки. Това се реализира от параметъра QoS (качество на услугата).
- Извършването на маршрутизиране, основано на политики, също е функция на маршрутизаторите. Това се прави чрез заобикаляне на всички правила и маршрути, дефинирани в таблицата за маршрутизиране, и създаване на нов набор от правила, за да се препрати пакетът данни незабавно или по приоритет. Това се прави на базата на изискванията.
- Изпълнявайки различните задачи в рутера, използваемостта на процесора е много висока. Така че някои от неговите функции се изпълняват от специфични за приложение интегрални схеми (ASIC).
- Портовете Ethernet и STM се използват за свързване на оптичен кабел или друг преносен носител за физическа свързаност.
- ADSL портът се използва за свързване на рутера към ISP чрез използване съответно на CAT5 или CAT6 кабели.
Приложения на рутери
- Рутерите са градивните елементи на доставчиците на телекомуникационни услуги. Те се използват за свързване на основно хардуерно оборудване като MGW, BSC, SGSN, IN и други сървъри към мрежа за отдалечено местоположение. По този начин работи като гръбнак на мобилните операции.
- Рутерите се използват при разгръщане на центъра за експлоатация и поддръжка на организация, която може да се нарече NOC център. Цялото отдалечено оборудване е свързано с централно местоположение чрез оптичен кабел чрез рутери, което също осигурява резервиране, като работи в основната връзка и топологията на защитната връзка.
- Поддържа бърза скорост на предаване на данни, тъй като използва STM връзки с висока честотна лента за свързаност, използвана по този начин както за жична, така и за безжична комуникация.
- Софтуерните тестери също използват рутери за WAN комуникации. Да предположим, че мениджърът на софтуерна организация се намира в Делхи, а нейният ръководител е разположен на различни други места като Бангалор и Ченай. След това ръководителите могат да споделят своите софтуерни инструменти и други приложения с мениджъра си чрез рутери, като свързват компютрите си с рутера, използвайки WAN архитектура .
- Съвременните рутери имат функцията на USB портове, вградени в хардуера. Те имат вътрешна памет с достатъчен капацитет за съхранение. Външните устройства за съхранение могат да се използват в комбинация с рутери за съхранение и споделяне на данни.
- Рутерите имат функцията за ограничаване на достъпа. Администраторът конфигурира рутера по такъв начин, че само няколко клиента или човек да имат достъп до общите данни на рутера, докато други могат да имат достъп само до тези данни, които са определени за тях да търсят.
- Освен това маршрутизаторите могат да бъдат конфигурирани по такъв начин, че само един човек да има права, т.е. собственикът или администраторът да извършва модифициране, добавяне или изтриване на функция в софтуерната част, докато други могат да имат само права за преглед. Това го прави изключително сигурен и може да се използва във военни операции и финансови компании, където поверителността на данните е основна грижа.
- В безжичните мрежи, с помощта на конфигуриране на VPN в рутери, тя може да се използва в модела клиент-сървър, чрез който да споделят отдалечени интернет, хардуерни ресурси, видео, данни и глас. Пример е показан на фигурата по-долу.
- Рутерите се използват широко от доставчика на интернет услуги за изпращане на данни от източник до местоназначение под формата на електронна поща, като уеб страница, глас, изображение или видео файл. Данните могат да се изпращат навсякъде по света, при условие че дестинацията трябва да има IP адрес.
Заключение
В този урок ние проучихме задълбочено различните функции, видове, работа и приложение на рутери. Също така видяхме работата и характеристиките на няколко вида маршрутизиращи протоколи, използвани от рутерите, за да открием най-добрия път за маршрутизиране на пакети данни към мрежата на местоназначението от мрежата източник.
Допълнително четене => Как да актуализирате фърмуера на рутера
Анализирайки всички различни аспекти на рутерите, ние осъзнахме факта, че рутерите играят много важна роля в съвременните комуникационни системи. Той се използва широко навсякъде, от малки домашни мрежи до WAN мрежи.
С използването на рутери комуникацията на дълги разстояния, независимо дали е под формата на данни, глас, видео или изображение, става по-надеждна, бърза, сигурна и рентабилна.
Препоръчително четене
- 7 слоя от модела OSI (Пълно ръководство)
- TCP / IP модел с различни слоеве
- Пълно ръководство за защитна стена: Как да изградим сигурна мрежова система
- Всичко за превключвателите на слой 2 и слой 3 в мрежовата система
- Ръководство за Subnet Mask (Subnetting) & IP Subnet Calculator
- LAN срещу WAN срещу MAN: Точна разлика между видовете мрежи
- Какво е Wide Area Network (WAN): Примери за WAN мрежа на живо
- IPv4 срещу IPv6: Каква е точната разлика