Выбор наиболее эффективного маршрута

Структура многих сетевых комплексов, даже сравнительно небольших, содержит множество маршрутизаторов, которые обеспечивают резервные пути к заданным участкам сети. Таким образом, при создании сетевого комплекса, состоящего из нескольких соединенных группой маршрутизаторов ЛВС, может быть более практична ячеистая конфигурация, как показано на рис. 6.8. В этом случае, если один из маршрутизаторов выйдет из строя, все системы по-прежнему смогут передавать трафик любой другой системе в любой сети. Когда сетевой комплекс разработан подобным образом, другая важная часть процесса маршрутизации состоит в выборе лучшего маршрута к заданному месту назначения. Применение в сети динамической маршрутизации обычно приводит к тому, что все возможные маршруты к заданной сети будут занесены в таблицу маршрутизации. Каждый маршрут включает метрику, указывающую, сколько транзитов требуется для достижения данной сети. В большинстве случаев эффективность определенного маршрута определяется значением метрики, так как каждый транзит включает обработку пакетов другим маршрутизатором, что вносит небольшую задержку. Когда маршрутизатор направляет пакет сети, представленной несколькими записями в таблице маршрутизации, он выбирает маршрут с меньшим значением метрики.

Выбор наиболее эффективного маршрута

Структура многих сетевых комплексов, даже сравнительно небольших, содержит множество маршрутизаторов, которые обеспечивают резервные пути к заданным участкам сети. Таким образом, при создании сетевого комплекса, состоящего из нескольких соединенных группой маршрутизаторов ЛВС, может быть более практична ячеистая конфигурация, как показано на рис. 6.8. В этом случае, если один из маршрутизаторов выйдет из строя, все системы по-прежнему смогут передавать трафик любой другой системе в любой сети. Когда сетевой комплекс разработан подобным образом, другая важная часть процесса маршрутизации состоит в выборе лучшего маршрута к заданному месту назначения. Применение в сети динамической маршрутизации обычно приводит к тому, что все возможные маршруты к заданной сети будут занесены в таблицу маршрутизации. Каждый маршрут включает метрику, указывающую, сколько транзитов требуется для достижения данной сети. В большинстве случаев эффективность определенного маршрута определяется значением метрики, так как каждый транзит включает обработку пакетов другим маршрутизатором, что вносит небольшую задержку. Когда маршрутизатор направляет пакет сети, представленной несколькими записями в таблице маршрутизации, он выбирает маршрут с меньшим значением метрики.

Фрагментация пакетов

Маршрутизаторы могут соединять сети значительно отличающихся типов, и процесс передачи дейтаграмм от одного протокола Канального уровня к другому может требовать дополнительных действий, помимо простого удаления одного заголовка и добавления нового. Самая большая проблема, которая может возникнуть во время процесса преобразования, это случай, когда один протокол поддерживает кадры большего размера, чем другой. Например, если маршрутизатор соединяет сети Token Ring и Ethernet, он должен принимать 4500-байтовые дейтаграммы из одной сети и затем передавать их через сеть, которая может переносить только 1500-байтовые дейтаграммы. Маршрутизаторы определяют максимальный передаваемый блок (MTU, maximumtransferunit) определенной сети, опрашивая интерфейс к ней. Чтобы сделать возможной такую передачу, маршрутизатор разбивает дейтаграмму на фрагменты подходящего размера и затем инкапсулирует каждый фрагмент в правильный заголовок протокола Канального уровня. В зависимости от количества и типа сетей, задействованных при передаче, описанный процесс фрагментации может повторяться несколько раз. К примеру, пакет, созданный в сети Token Ring, может быть разбит на фрагменты по 1500 байт для того, чтобы подстроиться к маршруту через сеть Ethernet, а затем каждый из этих более маленьких пакетов, в свою очередь, будет разделен на фрагменты по 512 байт для передачи через Интернет. Заметим однако, что, несмотря на то, что маршрутизаторы фрагментируют пакеты, они никогда не дефрагментируют их. Даже если дейтаграмма размером 576 байт передается через сеть Ethernet, приближаясь к своему месту назначения, маршрутизатор никогда не соберет ее обратно в 1500-байтовую дейтаграмму.

Виртуальные ЛВС

Виртуальная ЛВС (VLAN, virtualLAN) — это группа систем в сети с коммутацией, которая функционирует как подсеть и взаимодействует с другими виртуальными ЛВС через маршрутизаторы. Физическая сеть остается все еще коммутированной, однако, виртуальные ЛВС существуют как надстройка над коммутирующей структурой (рис. 6.18). Администраторы сети создают виртуальные ЛВС, указывая МАС-адреса, порты или IP-адреса систем, которые будут частью каждой подсети. Широковещание в виртуальной ЛВС ограничено ее пределами, подобно маршрутизируемым сетям. Так как виртуальные ЛВС не зависят от физической структуры сети, системы в определенных подсетях могут быть расположены где угодно, и одна система даже может быть членом нескольких виртуальных ЛВС. Несмотря на тот факт, что все компьютеры виртуальных ЛВС соединены коммутаторами, для взаимодействия систем в различных виртуальных ЛВС все еще необходимы маршрутизаторы. Виртуальные сети, основанные исключительно на коммутации уровня 2, то есть такие, которые используют для определения систем-членов конфигурацию порта или МАС-адреса, должны иметь порт, выделенный для соединения с маршрутизатором. Для этого типа виртуальных ЛВС администратор сети либо выбирает определенные порты коммутатора для назначения членам виртуальной сети, либо создает список МАС-адресов рабочих станций. По причине необходимости дополнительной обработки пакетов маршрутизация медленнее, чем коммутация. Существует обобщающее правило, акцентирующее это отличие и звучащее как "коммутируйте, где можете, — маршрутизируйте, где должны", поскольку маршрутизация применяется только для взаимодействия между виртуальными ЛВС, а внутри последних все взаимодействия коммутируемые. Данное правило достаточно эффективно до тех пор, пока основной сетевой трафик (от 70 до 80 процентов) проходится на системы в одной виртуальной ЛВС. Скорость передачи в пределах виртуальной сети максимальна — в этом заключается ценность внутреннего взаимодействия. Когда возникает слишком большой трафик между системами в различных подсетях, маршрутизация сильно замедляет процесс передачи и скорость коммутаторов становится по большей части излишней.