Если ваша сеть больше и больше разрастается, то в некий момент времени для вас необходимо будет опять добавлять в нее мосты, и обычный способ "прозрачных мостов" наиболее не будет эффективен. Внедрение огромного количества мостов может привести к зацикливанию мостов, т. е. такому состоянию, при котором на мост поступит две копии 1-го и такого же пакета, что приведет к кавардаку в его работе. Неувязка в том, что в данном случае мост не знает, какой сектор инициировал пришедший к нему пакет, и потому не сумеет корректно обновить свою таблицу МАС-адресов. Неувязка еще больше утежеляется в случае, если меж секторами существует наиболее 1-го пути. К примеру, пусть комп Aries размещен в секторе Andromeda, имеющем два моста: Gamma и Beta. Мост Gamma подключен к сектору Cassiopeia, a Beta к Bonham.

Каждый раз опосля перезагрузки, когда ПК Aries отправляет пакет ПК Bonzo, в секторе Bonham происходит несколько событий.

В секторе Andromeda есть два моста, ни один из которых "не слышал" компа Aries со времени его загрузки. Таковым образом, и они будут вовлечены в поиск пути с по-мощью широковещательного запроса ARP, и оба выполнят лавинообразную маршрутизацию пакета для компа Bonzo по своим секторам. Это плохо по двум суждениям.

Комп Bonzo получит две копии пакета ARP от компа Aries (и всех остальных пакетов), что приведет к непродуктивному использованию полосы пропускания.

Наиболее суровым будет то, что мост Beta "слышит" пакет ARP, поступающий сразу с 2-ух направлений: частей Andromeda и Cassiopeia. Потому он не сумеет решить, в каком секторе находится комп Aries, чтоб корректно занести его характеристики в свои таблицы МАС-адресов.

Для предотвращения неправильной работы электрического оборудования, нужно выполнить определенного рода логическое упорядочение сети, и это как раз тот вариант, когда употребляются методы организации работы моста. Эти методы организуют сетевой трафик таковым образом, что каждому пакету, посылаемому по сети, для заслуги его места предназначения будет доступен лишь один путь.

Метод связывающего дерева Метод связывающего (остовного) дерева (STA — Spanning Tree Algorithm) позво-ляет мостам определять лучший маршрут к обозначенному сектору сети, а потом блокировать все остальные вероятные маршруты, применение которых наименее лучше. Ясно, что так как сейчас при поиске маршрута к хоть какому сектору будет доступен лишь один путь, то зацикливания моста не произойдет.

При помощи метода STA каждый мост в сети идентифицируется у согласовании с его МАС-адресом. Вприбавок каждый порт имеет идентификатор, создаваемый сетевым админом и состоящий из 3-х компонент: ценность моста, стоимость и идентификационный номер. Эта информация дозволяет наиболее гибко делать поиск пути в сети, так как один из путей можно сделать желаемым. Если он будет разрушен, станут доступными остальные, наименее действенные пути.

Примечание В Стоимость является функцией числа транзитных участков, проходимых в процессе заслуги пакетом места предназначения. Наименьшее количество транзитных участков значит наименьшую стоимость пути.

Когда сеть врубается, все мосты начинают широковещательную передачу мостовых протокольных единиц данных (BPDU — Bridge Protocol Data Units), содержащих ин-формацию о их адресах и относительных ценностях. Она длится до того времени, пока не будет распознан мост с самым низким ценностью, который становится корневым (главным) мостом (root bridge). (Если два моста имеют идентично маленький ценность, то корневым становится мост с минимальным МАС-адресом.) Все остальные мосты определяют свои свойства по отношению к корневому мосту. При использовании данного алгоритма в сети появляется (логически) топологическая древовидная структура.

Один мост становится корневым мостом, один порт каждого моста становится корневым портом, избираемым на основании цены его подсоединения к корневому мосту. Точно так же, если два порта имеют схожую стоимость пути к корневому мосту, то корневым, либо направляющим портом (forwarding port) данного моста становится порт с минимальным ценностью. Таковым образом, для каждого сектора сети определяется путь к меньшей стоимостью доступа к корневому мосту, и конкретно, этот путь употребляется до того времени, пока это может быть. Остальные вероятные пути блокируются (это значит, что надлежащие порты не будут передавать пакеты) до того времени, пока путь, с направляющим портом, станет труднодоступным. В данном случае мост может установить какому-либо ранее блокированному порту (выбрав его из-за низкой цены либо высочайшего приоритета) статус направляющего.

Так как большая часть характеристик "ранжирования" сети при использовании метода связывающего дерева задаются вручную (номер порта, его ценность и стоимость пути), чрезвычайно принципиально кропотливо избрать путь при конфигурировании моста. При построении пути следует гарантировать его наивысшую эффективность. Если сделать это недостаточно кропотливо, то можно оборвать пересылку пакетов к местам их предназначения, использовав сегменты, которые никогда не следует проходить, так как это не приведя к каким или повреждениям сети, станет предпосылкой неоправданного повышение трафика в этих секторах.

Маршрутизаторы являются устройствами, работающими на сетевом уровне, которые разрешают связывать сети с обширно всераспространенными маршрутизируемыми сетевыми протоколами. Если у вас есть удаленный доступ к Internet, то вы уже имеете некое представление о том, как пакеты передвигаются в маршрутизируемую сеть. Если для этого употребляется какая-либо версия Windows, то при конфигурировании удаленного доступа для вас потребовалось указать шлюз, применяемый по дефлоту. Этот шлюз практически и является маршрутизатором. Он не отправляет пакеты впрямую по их адресу, но делает широковещательную передачу в вашу локальную сеть. Как это будет кратко описано дальше в разделе "Шлюзы для мэйнфреймов", шлюз решает, адресован пакет узлу локальной сети, либо нет. Если это так, то маршрутизатор игнорирует его. Если не так, -направляет его в последующую сеть, где происходит то же самое. Так будет до того времени, пока пакет не достигнет конечного места предназначения.

Примечание Так как маршрутизаторы соединяют разные сети, соответственная терминология незначительно усложняется. Все сети, связанные маршрутизаторами, имеют собирательное заглавие интерсеть (internetwork), под которым можно осознавать Internet в качестве более известного примера.

Но сначала выясним некие детали. Во-1-х, в данном разделе внимание сфо-кусировано на маршрутизации в сетях TCP/IP, так как это более обширно применяемый протокол. Во-2-х, термин "маршрутизатор" относится к устройству,. выполняющему задачки, описанные дальше. Сиим устройством может быть темный ящик с мигающими индикаторами (аппаратный маршрутизатор), либо комп с обилием установленных сетевых плат, работающий под управлением операционной системы типа Windows NT, поддерживающей маршрутизацию (программный маршрутизатор). В обоих вариантах главные функции маршрутизатора остаются теми же.

Разглядим обычный пример, в каком узел Argus в секторе 1 желает отправить, данные узлу Cameron в секторе 3. Соответственный процесс производится приблизительно так.

Все связи в интерсети создаются на базе маршрутизаторов, а не на отдельных узлах. Сети же соединены мостами, в каких организация связи базируется на использовании личных адресов, а мосты предоставляют информацию, помогающую пакету достигнуть конечного места предназначения. Любая область сети, отделенная от остальных областей маршрутизаторами, именуется сектором сети.

Узел Argus делает широковещательную передачу данных в собственный локальный сектор, где его "слышат" все остальные узлы сектора. Его также "слышит" маршрутизатор 1, являющийся шлюзом по дефлоту для данного сектора.

Примечание Сеть может иметь наиболее 1-го маршрутизатора, присоединенного к иным сетям, но какой-то из них должен быть определен как шлюз по дефлоту, и он будет управлять передачей данных. Единственное исключение из этого правила - вариант, когда шлюз по дефлоту работает неправильно. При всем этом в работу врубается другой шлюз, если, естественно, он определен.

Маршрутизатор 1 инспектирует адресок места предназначения пакета и ассоциирует его с содержимым таблицы маршрутизации (routing table), содержащей перечень адресов, расположенных в локальном секторе. Он спрашивает себя: "Предназначен ли этот пакет кому-либо тут?". Если ответом будет "Нет", то маршрутизатор 1 повторно упаковывает пакет и передает его в сектор 2 — последующий сектор, обрабатывающий пакет типа SEP (Somebody Else's Problem - чьи-то чужие трудности).

При широковещательной передаче пакета в сектор 2, маршрутизатор 2 слышит широковещательную передачу и инспектирует адресок места предназначения пакета. Опять-таки, так как место предназначения размещено не в секторе 2, маршрутизатор 2 повторно упаковывает пакет и отправляет его в сектор 3.

В секторе 3 происходит то же самое, но сейчас маршрутизатор 3, являющийся шлюзом по дефлоту сектора 3, находит адресок места предназначения в таблице маршрутизации. Отныне маршрутизатор 3 наиболее не несет ответственности за судьбу пакета. Сейчас производится широковещательная передача пакета в сектор. Узел Cameron слышит его и конфискует для себя. Все счастливо заканчивается.

В прошлом примере маршрутизатору было нетрудно сделать собственный выбор. В каждом секторе есть один маршрутизатор, соединенный с одним из остальных частей, потому данные могут путешествовать по прямой полосы к месту предназначения. Но почти все маршрутизированные сети устроены не так просто. Internet представляет собой красивый пример очень сложной, маршрутизированной сети.

Как следует, маршрутизация сложной сети просит решения 2-ух заморочек.

Если меж источником и конечным местом предназначения есть некоторое количество доступных для использования путей, по какому аспекту следует выбирать какой-то из них?

Каким образом можно получить информацию о маршрутизации, и кто отвечает за ее хранение?

Поиск лучшего пути Одним из принципиальных моментов работы маршрутизированной сети является управление трафиком. Ясно, что широковещательную передачу пакетов и какие-либо сегменты, не содержащие конечного места предназначения,. следует делать с минимизацией сетевого трафика. Не будем забывать, что в каждый момент времени передавать данные в сети будут сходу несколько узлов. Идеальнее всего было бы отыскать как можно наиболее маленький (либо самый резвый) путь, чтоб высвободить сеть так скоро, как это может быть. Потому при выбирании пути с минимальным числом транзитных участков итоговый путь пикета может отклоняться от некоей средней полосы, для того, чтоб скомпенсировать конфигурации в трафике либо работоспособности сети. Сиим маршрутизированные сети различаются от сетей с мостами, в каких путь предопределяется сначала передачи данных и предназначается для использования в процессе всей передачи, независимо от того, сколько задержек в работе сети при всем этом возникнет. Маршрутизация является наиболее гибким средством.

К примеру, пусть узел Argus пробует связаться с узлом Diana, размещенным в сети 5. Для перехода из сети 1 в сеть 5 пакет должен пройти через маршрутизаторы 1—4.

Но когда пакет добивается маршрутизатора 2, этот маршрутизатор в силах оценить ситуацию и прийти к выводу: "Отлично, я могу передавать пакет на маршрутизатор 3, но на этот момент он перегружен. Почему бы мне заместо этого не передать его прямиком на маршрутизатор 5 в надежде, что этот путь сработает?". Таковой другой путь практически включает большее число транзитных участков, но он наиболее эффективен, чем начальный путь, так как пакеты не посылаются на занятый на этот момент маршрутизатор.

Этот пример указывает, что маршрутизация потенциально может для незначительно больше, чем организация работы мостов, так как она 6олее эластичная. Но следует учитывать одно обычное суждение: потому что всякий раз при встрече пакета с маршрутизатором нужно определять состояние сети, то время, затраченное на это, обязано быть добавлено ко времени "путешествия" пакета. Потому маршрутизация просит компромиссных решений. Если маршрутизатор может найти состояние сети для уменьшения лишнего сетевого трафика, либо для поиска менее занятого пути меж источником и местом предназначения, то все это чрезвычайно отлично, так как прирастит общую производительность сети. Но растущее время ожидания значит, что было бы, в общем, хорошо минимизировать количество транзитных участков на пути пакета.

Кто позаботится о хранимой инфы Какая информация употребляется при определении пути пакета к месту предназначения и кто отвечает за выбор этого пути? Все зависит от сетевых установок, от средств, поддерживаемых сетью данного типа и ее оборудованием.

Информация о маршрутизации может быть получена на основании данных о узлах. При всем этом начальный путь определяется информацией, лежащей в передающем узле, либо на основании данных о маршрутизаторах. Путь определяется при помощи инфы, лежащей в сетевых маршрутизаторах.

Примечание Сети TCP/IP поддерживают узловую маршрутизацию. Сети IPX/SPX ее не поддерживают.

Узловая маршрутизация.

Для передачи пакета в сеть при помощи узловой маршрутизации, узел поначалу должен установить соответствие имени узла (к примеру, Argus) интерсетевому адресу (к примеру, 12.45.2.15), используя таблицу, получаемую с сервера, хранящего перечень соответствия имя/адресок. В сетях TCP/IP эту таблицу предоставляет сервер DNS, (Domain Name Service - служба имен домена). Интерсетевой адресок идентифицирует сеть, в какой размещен узел места предназначения, также предоставляет личный локатор самого узла, применяемый опосля того, как будет найдена сеть.

Опосля того, как интерсетевой адресок будет определен, либо разрешен (resolved), хост-компьютер (host) ассоциирует адреса, принадлежащие части сети, с адресом места предназначения. При всем этом (в случае сети TCP/IP) хост-компьютер просматривает адресок места предназначения через свою маску сабсети. Если источник и место предназначения находятся в одной и той же сети, то источник может отправить пакет в место предназначения впрямую.

Если же они находятся в различных сетях, то у узла имеются две способности.

Отправить пакет маршрутизатору сети и дозволить ему действовать с данной отправной точки самому.

Самому найти полный путь к сети места предназначения.

В первом случае хост-компьютер отправляет пакет на промежный маршрутизатор, выбрав его (если доступны несколько) при помощи 1-го из инструментов.

Хотя этот прием применяется не чрезвычайно нередко, но у узла имеется техно возможность не только лишь избрать маршрутизатор для посылки пакета, да и указать весь путь от источника до места предназначения. Таковая возможность известна как маршрутизация по источнику (source routing). К примеру, в согласовании с протоколом IP, посылающий узел показывает весь маршрут, предоставляя все интерсетевые адреса маршрутизаторов, которые должны быть применены. В каждом таком маршрутизаторе адресок места предназначения IP-дейтаграммы будет обновляться и указывать на последующий маршрутизатор, куда дейтаграмма обязана быть послана.

Обеспечить весь путь к каждому месту предназначения в сети существенно труднее, чем обеспечить путь к маршрутизатору, который направляет пакет по требуемому пути. Начальный узел должен или уже знать путь и пользоваться им, или выполнить поиск пути, как это делается и SR организации работы мостов. Роль маршрутизаторов в данном случае подобна мостам: они отвечают за хранение и направление пакетов, но не заносят каких-то конфигураций в их путь.

Примечание Способ организации работы мостов с маршрутизацией по источнику (SR) и способ узловой маршрутизации по источнику - разные способы, так как маршрутизация по источнику базируется на МАС-адресах канального уровня, а маршрутизация, описанная в этом разделе, основывается на IP- и IPX-адресах сетевого уровня.

Так как описанная выше маршрутизация по источнику просит интенсивного трафика и работает медлительно, она употребляется не чрезвычайно нередко, кроме случаев, когда сетевой админ пробует отыскать отказавший маршрутизатор, либо какую-либо часть сети.

Маршрутизация, базирующаяся на маршрутизаторах. Даже при использовании маршрутизации, базирующейся на узлах маршрутизации, используются маршрутизаторы, вовлекаемые в нее тем либо другим методом. Как пакет покидает посылающий узел, маршрутизатор становится ответственным за обеспечение прохождения пакета к месту его предназначения. Если узел места предназначения находится в той же сети, к которой маршрутизатор подсоединен, его работа ординарна - маршрутизатор адресует пакет к узлу места предназначения - и все в порядке. Если же это не так, маршрутизатор должен "проконсультироваться" с таблицей маршрутизации, чтоб из "соседей" избрать маршрутизатор к которому он подключен, и который при всем этом смотрится лучшим кандидатом на передачу пакета.

Маршрутизаторы строят свои таблицы в процессе типичного "исследования". Составим протокол отказа от заключения контракта в Санкт-Петербурге.