Объединение сетей на основе сетевого уровня

Еще раз отметим ограничения мостов и коммутаторов:

1. Не допускаются петлевидные связи в сети, которые могут использоваться как для повышения надежности сети (резервные), так и для повышения пропускной способности сети (параллельная передача).

2. Слабая защита от широковещательных штормов. Поскольку коммутаторы передают кадры с широковещательными МАС адресами на все порты (во все подсети), то в большой коммутируемой сети он может занимать значительную часть ее полосы пропускания и снижать производительность сети. При использовании механизма VLAN получаются полностью изолированные подсети, которые не могут взаимодействовать между собой.

3. Сложность создания пользовательских фильтров, осуществляющих фильтрацию на основании полей вышележащих протоколов. При этом необходимо иметь дело с двоичным содержимым полей данных, так как содержимое пакетов сетевого и транспортного уровней на канальном уровне не обрабатывается.

4. Недостаточно гибкая система адресации. MAC- адреса жестко связаны с сетевыми адаптерами.

5. Возможностью трансляции протоколов канального уровня LAN обладают не все коммутаторы, и они не могут фрагментировать кадры со слишком большим полем данных.

В функции сетевого уровня, на котором работают маршрутизаторы, входит решение следующих задач:

1. Передача пакетов между узлами в составных сетях, построенных на разных технологиях канального уровня (в том числе LAN и WAN).

2. Выбор для передачи пакетов одного из нескольких маршрутов, который был бы наилучшим по некоторому заданному критерию.

3. Фрагментация и последующая сборка пакетов, которые передаются из подсети с большей допустимой длиной поля данных в подсеть с меньшей допустимой длиной (например, из сети FDDI в сеть Ethernet).

4. Фильтрация пакетов по полям сетевого транспортного уровня.

5. Изоляция широковещательного трафика внутри подсетей. Считается, что если широковещательный трафик в сети превышает 20% от общего трафика, то подсети необходимо разделить маршрутизатором.

Протоколы сетевого уровня обычно реализуются в виде программных модулей на конечных узлах (хостах) и промежуточных узлах - маршрутизаторах.

Маршрутизаторы могут быть реализованы в виде самостоятельных специальных устройств и на базе универсальной PC с несколькими сетевыми картами и соответствующим программным обеспечением (хотя сейчас оно входит в стандартные поставки популярных ОС).