Функции и технические характеристики маршрутизаторов

В разделе 7.3.2. были рассмотрены основные функции маршрутизаторов, которые состоят в составлении таблицы маршрутизации и организации передачи данных на основе этой таблицы через сложную составную сеть, состоящую из подсетей, построенных по разным локальным и глобальным технологиям.

Основными характеристиками маршрутизаторов являются: общая производительность в пакетах в секунду, набор поддерживаемых сетевых протоколов и протоколов маршрутизации, набор поддерживаемых сетевых интерфейсов глобальных и локальных сетей.

К числу дополнительных функций маршрутизаторов относятся одновременная поддержка сразу нескольких сетевых протоколов и нескольких протоколов маршрутизации, возможность приоритетной обработки трафика, разделение функций построения таблиц маршрутизации и продвижения пакетов между маршрутизаторами разного класса на основании готовых таблиц маршрутизации. Это примеры тех функции, которые расширяют возможности основных функций, связанных с маршрутизацией трафика. Однако, современные аппаратные IP- маршрутизаторы снабжаются целым рядом дополнительных функций, которые превращают его в многофункциональное устройство по обработке трафика. Это автоматическая настройка стека TCP/IP на компьютерах сети по протоколу DHCP, средства защиты сети от внешних атак – межсетевые экраны и анализаторы вторжений, технологии трансляции сетевых адресов NAT, поддержка защищенных внешних соединений VPN, организация группового вещания по протоколу IGMP и многое другое.

С технической точки зрения типичный аппаратный маршрутизатор представляет собой сложный специализированный компьютер, работающий под управлением специализированной операционной системы, оптимизированной для выполнения операций построения таблиц маршрутизации и перемещения пакетов на основе этих таблиц. Многие такие системы в свое время разрабатывались на основе UNIX.

Маршрутизатор часто строится по многопроцессорной схеме, причем используется симметричная многопроцессорность. Наиболее рутинные операции обработки пакетов выполняются программно и аппаратно специализированными процессорами или чисто аппаратно большими интегральными схемами (БИС/АSIC). Более высокоуровневые действия выполняют программно универсальные процессоры.

По конструктивному исполнению наиболее часто встречаются маршрутизаторы с фиксированным количеством портов и модульные.

По областям применения маршрутизаторы делятся на: магистральные маршрутизаторы, маршрутизаторы региональных подразделений, маршрутизаторы удаленных офисов и маршрутизаторы локальных сетей – коммутаторы третьего уровня.

Магистральные маршрутизаторы – это наиболее мощные устройства, способные обрабатывать сотни тысяч или миллионы пакетов в секунду, оснащенные большим количеством интерфейсов локальных и глобальных сетей. Чаще всего магистральный маршрутизатор конструктивно выполняется по модульной схеме на основе шасси с большим количеством слотов – до 12-14. Большое внимание в магистральных маршрутизаторах уделяется надежности и отказоустойчивости маршрутизатора, которая достигается за счет системы терморегуляции, избыточных источников питания, модулей «горячей замены» (hot-swap) и симметричной многопроцессорности.

Маршрутизаторы региональных отделений – это обычно несколько упрощенные версии магистральных маршрутизаторов. Количество слотов в его шасси – обычно до 4-5. Возможны и решения с фиксированным количеством портов. Поддерживаемые интерфейсы локальных и глобальных сетей – менее скоростные.

Маршрутизаторы удаленных офисов соединяют, как правило, единственную локальную сеть удаленного офиса с центральной сетью или региональным отделением по глобальной связи, поэтому имеют небольшое фиксированное количество портов.. Маршрутизатор удаленного офиса в качестве резервной связи для выделенного канала может поддерживать работу по коммутируемой телефонной линии. Существует очень много типов маршрутизаторов удаленных офисов. Их производительность обычно составляет от 5 до 20-30 тысяч пакетов в секунду.

Маршрутизаторы локальных сетей (коммутаторы третьего уровня) предназначены для разделения крупных локальных сетей на подсети. Основное требование, предъявляемое к ним – высокая скорость маршрутизации, так как в такой сети все порты – скоростные, не менее 10 Мб/с.