Směrovač je hardware nebo software , který předává pakety na základě informací o IP adrese v paketech, které přijímá. Nejběžnější je trasy pakety na základě informací o cílové adrese IP , ale některé směrovače lze nakonfigurovat pro trasy paketů na základě zdrojových informací o IP.
Směrovače vykonávají většinu své práce v síťové vrstvě (vrstva 3) modelu OSI . Zatímco směrovače mohou fungovat v jednom rozhraní (jednoručený směrovač), mají obecně alespoň dvě síťová rozhraní, ale mohou mít mnohem více fyzických a/nebo logických rozhraní .
Směrovací tabulky
Měli byste mít tendenci si myslet, že směrovače jsou velmi složitá síťová zařízení, ale ve skutečnosti se síťové směrovače trasají na základě některých jednoduchých pravidel, která jsou načtena v paměti . Tato pravidla závisí na jejich místních směrovacích tabulkách. Směrování začíná, když pakety přicházejí do routeru. Směrovač odstraňuje informace o vrstvě 2 z rámců, které přijímá.
Pokud je router nakonfigurován na trasu na základě cílových informací o IP (což je nejběžnější forma směrování), router kontroluje cílovou IP adresu každého paketu a poté odešle paket na správný port. Směrovač používá směrovací tabulku k tomuto rozhodnutí. V podstatě to je úplný proces v kostce. Směrovací tabulka je klíčem k procesu předávání paketů do jejich správného cíle.
Každý řádek ve směrovací tabulce definuje jednu trasu . Každý sloupec identifikuje specifická kritéria , aby směrovač mohl odpovídat nejlepší trase pro paket, který se snaží předat.
- Cíle sítě: Všechna síťová rozhraní, místní podsítky a vzdálené podsítě, o kterých router ví, budou uvedeny uvedeny.
- Netmask: Masky podsítě se používají ve spojení s IP informacemi k určení ID sítě a ID hostitele v rámci IP adresy. Směrovač používá tyto informace k určení, zda existuje shoda mezi paketem, který kontroluje, a jakoukoli položkou uvedenou v tabulce směrování. Pokud existuje shoda , sloupec rozhraní ve směrovací tabulce sdělte routeru, které rozhraní pro odeslání paketu.
- Výchozí trasa: První položka zobrazující cíl sítě
0.0.0.0je považován za výchozí trasu routeru. Pokud nelze porovnat žádné jiné položky ve směrovací tabulce, směrovač odešle paket do výchozí brány . Výchozí trasa je velmi důležitá , protože to říká routeru přesně, co dělat s každým příchozím paketem, pokud router nemůže udělat shodu s jinou položkou v směrovací tabulce.
Směrovače nejsou jediná zařízení, která používají směrovací tabulky. Všichni hostitelé TCP/IP v síti mají směrovací tabulky. Počítače s jedním NIC mají velmi jednoduché směrovací tabulky. Mají několik položek o podsíti, ke které jsou připojeni, a záznam pro výchozí trasu. Některé počítače však mohou mít více než jedno síťové připojení . Proto, stejně jako směrovače, počítače používají stejný proces k určení, který síťový port má použít k odesílání IP paketů.
U zařízení, která mají více než jeden síťový adaptér , jsou známá jako systémy s více homety. Možná jste si také všimli, že směrovací tabulka má metrický sloupec. Metrika je relativní hodnota, která definuje náklady na použití této trasy .
Pokud má TCP/IP k dispozici více než jednu trasu k dosažení cílového uzlu, použije trasu s nejnižší metrikou . Pokud uzel TCP/IP určí, že jedna z jeho tras není k dispozici, buď upraví metriku, nebo odstraní trasu z jejího stolu .
Statické a dynamické směrování
Směrovací tabulky jsou naplněny dvěma metodami . Informace jsou buď zadány ručně (statické) , nebo se mohou učit (dynamické) o trasách z jiných zdrojů, jako jsou sousední směrovače. Zatímco statické směrování funguje naprosto dobře, na velkých sítích může být obtížné tyto tabulky udržovat, zejména pokud se rozložení sítě běžně změní.
V plné topologii sítě mohou odkazy klesnout, změna síťových zařízení a další faktory mohou přidat ke zvýšenému řízení síťového směrovače. S dynamickým směrováním umožňujete routerům spravovat své vlastní směrovací tabulky.
Směrování internetu
Směrovače na veřejném internetu nesdílejí směrovací informace s směrovacími protokoly, jako je RIP nebo OSPF . Používají koncept nazývaný autonomní systém (AS) . Autonomní systémy používají celosvětově jedinečné číslo autonomního systému ( ASN ) přiřazené IANA.
Stejně jako byste přiřadili IP adresu rozhraní routeru, nakonfigurujete router tak, aby používal ASN přiřazený IANA. Autonomní systémy spolu komunikují pomocí protokolu EGP (EGP).
Sítě v rámci AS komunikují s protokoly známými jako protokol IGP (IGP) . Pro veřejný internet se komunita usadila na jednom protokolu pro komunikaci mezi každou AS, známým jako protokol Border Gateway (BGP) .
Směrování vektoru vzdálenosti
Protokoly směrování vektoru vzdálenosti byly první, které se objevily ve světě směrování TCP/IP. Protokoly směrování vektoru vzdálenosti se obvykle používají na směrovačích LAN . Základem všech směrovacích protokolů vektoru vektoru je určitá forma nákladů. Náklady na trasu jsou tvořeny počtem hop, což je počet rozhraní mezi zdrojovou a cílovou síť.
Pokud byste měli router jeden hop od sítě, náklady na tuto trasu by byly 1. RIP nebo směrovací informační protokol , je příkladem směrovacího protokolu vektoru vzdálenosti. Zatímco protokoly směrování vektoru vzdálenosti lze snadno implementovat a spravovat, mají svá omezení .
Například můžete mít více cest k cílové síti. Cesta se dvěma chmelemi může být nakonfigurována s velmi rychlými odkazy, zatímco cesta s jedním chmelem je velmi pomalý odkaz. Z tohoto důvodu jsou metriky přiřazeny k trasám, takže je lze vypočítat jako součást celkových nákladů na trasu.
Rychlejší odkazy jsou přiřazeny nižší metriky než pomalejší odkazy, aby se zajistilo, že router si vybere nejrychlejší cestu k cílové síti. Protokoly směrování vektoru vzdálenosti vypočítají celkové náklady, abyste se dostali do konkrétní sítě, a porovnávají tyto náklady s celkovými náklady na všechny ostatní trasy, aby se dostaly do stejné sítě. Směrovač si poté vybere trasu s nejnižšími náklady . Směrovače pomocí směrovacího protokolu vektoru vzdálenosti si vyměňují své směrovací tabulky mezi sebou.
Směrování stavu odkazu
Vzhledem k některým omezením směrování vektoru vzdálenosti byly vyvinuty novější optimálnější směrovací protokoly. Protokol dynamického směrování stavu propojení je lepší volbou pro sítě, které mají velké množství směrovačů, které si dynamicky vyměňují své směrovací tabulky.
Směrování stavu Link State odesílá informace pouze při změnách sítě a odesílá změny pouze než odesílá celou směrovací tabulku v zadaných intervalech. Otevřená nejkratší cesta First (OSPF) je nejčastěji používaná IGP. OSPF se dramaticky konverguje a je mnohem efektivnější než RIP. Na rozdíl od RIP je OSPF složitým protokolem pro směrovače.
