Презентация, доклад по дисциплине компьютерные сети

работающие на канальном уровне стека протоколов, а именно - мосты и коммутаторы.
Структуризация сети возможна также на основе маршрутизаторов, которые для выполнения этой задачи привлекают протоколы сетевого уровня. Каждый способ структуризации - с помощью канального протокола и с помощью сетевого протокола - имеет свои преимущества и недостатки.
В современных сетях часто используют комбинированный способ логической структуризации - небольшие сегменты объединяются устройствами канального уровня в более крупные подсети, которые, в свою очередь, соединяются маршрутизаторами.

двух типов - мостов (bridge) и/или коммутаторов (switch, switching hub).
Мост и коммутатор - это функциональные близнецы. Оба эти устройства продвигают кадры на основании одних и тех же алгоритмов.

Мосты и коммутаторы используют два типа алгоритмов: алгоритм прозрачного моста (transparent bridge),описанного в стандарте IEEE 802. ID, либо алгоритм моста с маршрутизацией от источника (source routing bridge) компании IBM для сетей Token Ring. Эти стандарты были разработаны задолго до появления первого коммутатора, поэтому в них используется термин «мост».

работают по алгоритму Source Routing, характерному для мостов IBM.

Основное отличие коммутатора от моста заключается в том, что мост обрабатывает кадры последовательно, а коммутатор - параллельно. Это обстоятельство связано с тем, что мосты появились в те времена, когда сеть делили на небольшое количество сегментов, а межсегментный трафик был небольшим. Сеть чаще всего делили на два сегмента, поэтому и термин был выбран соответствующий - мост.

они самостоятельно строят специальную адресную таблицу, на основании которой можно решить, нужно передавать пришедший кадр в какой-либо другой сегмент или нет. Сетевые адаптеры при использовании прозрачных мостов работают точно так же, как и в случае их отсутствия, т.е. не предпринимают никаких дополнительных действий, чтобы кадр прошел через мост.

Алгоритм работы прозрачного моста

в которой устанавливается мост, поэтому прозрачные мосты Ethernet работают точно так же, как прозрачные мосты FDDI.
Прозрачный мост строит свою адресную таблицу на основании пассивного наблюдения за трафиком, циркулирующим в подключенных к его портам сегментах. При этом мост учитывает адреса источников кадров данных, поступающих на порты моста. По адресу источника кадра мост делает вывод о принадлежности этого узла тому или иному сегменту сети.

колец Token Ring и FDDI, хотя для этих же целей могут использоваться и прозрачные мосты. Маршрутизация от источника (Source Routing, SR) основана на том, что станция-отправитель помещает в посылаемый в другое кольцо кадр всю адресную информацию о промежуточных мостах и кольцах, которые должен пройти кадр перед тем, как попасть в кольцо, к которому подключена станция-получатель.

Мосты с маршрутизацией от источника

маршрутизации в строгом понимании этого термина здесь нет, т.к. мосты и станции по-прежнему используют для передачи кадров данных только информацию МАС - уровня, а заголовки сетевого уровня для мостов данного типа по-прежнему остаются неразличимой частью поля данных кадра.

Таблица 1. Преимущества и недостатки мостов с маршрутизацией от источника

организация доставки пакетов по назначению.
Рассмотрим принципы маршрутизации на примере составной сети, изображенной на рис.1.
Маршрутизаторы имеют по несколько портов (не менее двух), к которым присоединяются сети. Каждый порт маршрутизатора можно рассматривать как отдельный узел сети: он имеет собственный сетевой адрес и собственный локальный адрес в той подсети, которая к нему подключена.

к портам;
М1(1), М1(2), М1(3) – сетевые адреса этих портов;
Порт М1(1) имеет локальный адрес в сети S1;
Порт М1(2) имеет локальный адрес в сети S2;
Порт М1(3) имеет локальный адрес в сети S3;
 S1, S2, … S5 – номера сетей, соединенных маршрутизаторами.

которых входит в свою сеть. Как единое устройство маршрутизатор не имеет отдельного сетевого или локального адреса.

Маршрут – это последовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет. В сложных сетях обычно существует несколько альтернативных маршрутов.

Каждый маршрутизатор выбирает маршрут дальнейшего следования пакета. Для этого он использует таблицу маршрутизации и указанный критерий выбора маршрута.

эффективности. Маршрут выбирается на основании имеющейся у маршрутизаторов информации о конфигурации (топологии) сети, длин очередей в узлах коммутации, интенсивности входных потоков и других факторов, а также на основании заданного критерия выбора маршрута.
Алгоритмы маршрутизации включают процедуры:
измерение и оценивание параметров сети;
принятие решения о рассылке служебной информации;
построение таблиц маршрутизации;
реализация принятых маршрутных решений.

Протоколы маршрутизации.

и дополняться вручную. Для автоматического построения таблиц маршрутизаторы обмениваются информацией о связях в сети. При этом используются специальные служебные протоколы, называемые протоколами маршрутизации.

Протоколы маршрутизации помещают свои служебные пакеты в поле данных пакетов сетевого или транспортного уровня, то есть используют соответствующие протоколы для транспортировки своих сообщений. Формально эти протоколы можно отнести к более высокому уровню, чем сетевой.

канального уровня. Для этого могут быть использованы некоторые типы мостов и коммутаторов. Однако применение средств канального уровня для создания сложных сетей имеет существенные ограничения и недостатки.

В табл. 2 проводится сравнение маршрутизаторов и коммутаторов (мостов) с точки зрения их применения для объединения подсетей.

алгоритмов, отличающихся способами построения таблиц маршрутизации, способами выбора наилучшего маршрута и др.

Одношаговые алгоритмы маршрутизации

Каждый маршрутизатор определяет только один шаг маршрута – только следующий (ближайший) маршрутизатор. Окончательный маршрут складывается в результате работы всех маршрутизаторов, через которые проходит данный пакет.
Одношаговые алгоритмы, в зависимости от способа формирования таблиц маршрутизации делятся на три класса:
алгоритмы фиксированной (статической) маршрутизации;
алгоритмы простой маршрутизации;
алгоритмы адаптивной (динамической) маршрутизации.

загрузке и используется без изменений, пока ее не отредактируют вручную (если, например, отказал какой-нибудь маршрутизатор);
виды таблиц
одномаршрутные таблицы, в которых для каждого адресата задан один путь;
многомаршрутные таблицы, определяющие альтернативные пути для каждого адресата. Должно быть задано правило выбора одного из маршрутов;
приемлем в небольших сетях с простой топологией или для работы на магистралях крупных сетей (с простой структурой).

либо строится без участия протоколов маршрутизации.

Выделяют три типа простой маршрутизации:
случайная маршрутизация, когда прибывший пакет посылается в случайном направлении, кроме исходного;
лавинная маршрутизация, когда пакет широковещательно посылается по всем возможным направлениям, кроме исходного;
маршрутизация по предыдущему мосту, когда маршрут выбирается по таблице, но таблица строится, как у моста, путем анализа адресных полей, поступающих пакетов.

после изменения конфигурации сети;
 обычно задается интервал времени, в течение которого данный маршрут будет оставаться действительным. Это время называется временем жизни маршрута;
сбор топологической информации распределен между всеми маршрутизаторами, хотя наметилась тенденция использования сервера маршрутов – протокол NHRP.
обеспечение достаточно рационального маршрута;
простые алгоритмы без использования большого объема сетевых ресурсов;
обладание свойством сходимости – получение однозначного результата за приемлемое время.

– векторного типа каждый маршрутизатор периодически и широковещательно рассылает по сети вектор, компонентами которого являются расстояния от данного маршрутизатора до всех известных ему сетей. Каждый маршрутизатор наращивает расстояния до указанных в векторе сетей на расстояние до данного соседа. В полученный вектор маршрутизатор добавляет к нему информацию об известных ему других сетях, а затем снова рассылает новое значение вектора по сети. В конце концов, узнает обо всех имеющихся сетях и о расстояниях до них через соседние маршрутизаторы.

больших сетях генерируют интенсивный широковещательный трафик;

изменения конфигурации могут отрабатываться не всегда корректно, так как маршрутизаторы не владеют точной топологией, а располагают только обобщенной информацией – вектором дистанций.

Наиболее распространенным протоколом, основанным на  дистанционно – векторном алгоритме, является RIP (Routing Internet Protocol).

связей сети.

Все маршрутизаторы работают с одинаковыми графами. Вершинами графа являются как маршрутизаторы, так и объединяемые ими сети, Имеется широковещательный трафик, но только при изменении состояния связей и пакетами меньшего объема, чем для алгоритма RIP. В надежных сетях связи изменяются не часто.

Одним из протоколов, основанным на алгоритме состояния связей является протокол OSPF (OpenShortest Path First) стека TCP/IP.