Totul despre Routere: tipuri de routere, tabel de rutare și rutare IP

rolul și semnificația routerelor în sistemul de rețele de calculatoare:

tutorialul nostru anterior din această serie completă de instruire în rețea ne-a explicat în detaliu despre comutatoarele Layer 2 și Layer 3. În acest tutorial, vom vedea despre Routere în detaliu.

routerele sunt utilizate pe scară largă peste tot în viața noastră de zi cu zi, deoarece acestea conectează diferitele rețele răspândite pe distanțe lungi.

deoarece numele este auto-explicativ, routerele își dobândesc nomenclatura din munca pe care o efectuează, înseamnă că fac rutarea pachetelor de date de la capătul sursă la un capăt de destinație folosind un algoritm de rutare în sistemele de rețele de calculatoare.

ce sunt routerele?

Dacă u a avut o companie de telecomunicații care are o sucursală în Bangalore și altul în Hyderabad, apoi pentru a stabili o conexiune între ele vom folosi routere la ambele capete, care au fost conectate prin cablu de fibră optică prin lățime de bandă mare STM link-uri sau DS3 link-uri.

prin acest scenariu, traficul sub formă de date, voce sau video va curge de la ambele capete dedicat între ele fără interferența vreunui al treilea trafic nedorit. Acest proces este rentabil și eficient în timp.

de asemenea, acest router joacă, de asemenea, un rol cheie pentru a stabili conexiuni între testerii de software, Acest lucru îl vom explora în continuare în tutorial.

mai jos este diagrama unei rețele de router în care două routere și anume R1 și R2 conectează trei rețele diferite.

în acest tutorial, vom studia diferitele aspecte, caracteristici și aplicații ale routerelor.

tipuri de routere

există practic două tipuri de routere:

Routere Hardware: Acestea sunt hardware-ul cu competențe software distincte încorporate furnizate de producători. Ei folosesc abilitățile lor de rutare pentru a efectua rutare. Ei au unele caracteristici mai speciale, de asemenea, în plus față de caracteristica de rutare de bază.

Cisco 2900 router, ZTE zxt1200, routere ZXT600 sunt exemplul routere hardware utilizate în mod obișnuit.

Routere Software: funcționează în același mod ca și routerele hardware, dar nu au nicio cutie hardware separată. Poate că este un server window, Netware sau Linux. Toate acestea au abilități de rutare încorporate.

deși routerele software sunt utilizate în general ca gateway-uri și firewall-uri în sistemele mari de rețele de calculatoare, ambele tipuri de routere au propriile caracteristici și semnificație.

routerele software au un port limitat pentru conectivitatea WAN și alt port sau suport pentru carduri conectivitate LAN, prin urmare, nu pot lua locul routerelor hardware.

Datorită caracteristicilor încorporate ale rutării, toate cardurile și porturile vor efectua rutarea WAN și altele, de asemenea, în funcție de configurația și capacitatea sa.

caracteristicile routerelor

• funcționează pe stratul de rețea al modelului de referință OSI și comunică cu dispozitivele vecine cu privire la conceptul de adresare IP și subnetting.
• principalele componente ale routerelor sunt unitatea centrală de procesare (CPU), memoria flash, memoria RAM nevolatilă, memoria RAM, Placa de interfață de rețea și consola.
• routerele au un alt tip de porturi multiple, cum ar fi portul Fast-Ethernet, gigabit și portul STM link. Toate porturile acceptă conectivitate de rețea de mare viteză.
• în funcție de tipul de port necesar în rețea, utilizatorul le poate configura în consecință.
• routerele efectuează procesul de încapsulare și decapsulare a datelor pentru a filtra interferențele nedorite.
• routerele au inteligența încorporată pentru a direcționa traficul într-un sistem de rețea mare, tratând sub-rețelele ca o rețea intactă. Ei au capacitatea de a analiza tipul de link-ul următor și hop conectat cu ea, ceea ce le face superioare altor dispozitive layer-3, cum ar fi switch și poduri.
• routerele funcționează întotdeauna în modul master și slave, oferind astfel redundanță. Ambele routere vor avea aceleași configurații la nivel de software și hardware dacă maestrul eșuează, atunci sclavul va acționa ca maestru și își va îndeplini toate sarcinile. Astfel salvează eșecul complet al rețelei.

rutare IP

este procedura de transmitere a pachetelor de la dispozitivul final al unei rețele la dispozitivul final la distanță al unei alte rețele. Acest lucru este realizat de routere.

routerele inspectează adresa IP finală a destinației și adresa următoare și în funcție de rezultate vor transmite pachetul de date către destinație.

tabelele de rutare sunt utilizate pentru a afla următoarele adrese hop și adresele de destinație.

Gateway implicit: un gateway implicit nu este altceva decât un router în sine. Acesta este implementat în rețea în cazul în care o gazdă dispozitiv final nu are intrare traseu next-hop a unor rețele de destinație explicite și nu pot face în mod de a ajunge la acea rețea.

prin urmare, dispozitivele gazdă sunt configurate astfel încât pachetele de date care sunt direcționate către rețeaua de la distanță să fie destinate în primul rând gateway-ului implicit.

apoi gateway-ul implicit va furniza ruta către rețeaua de destinație către dispozitivul gazdă final sursă.

tabel de rutare

routerele au memoria internă numită RAM. Toate informațiile colectate de un tabel de rutare vor fi stocate în memoria RAM a routerelor. Un tabel de rutare identifică calea pentru un pachet prin învățarea adresei IP și a altor informații conexe din tabel și redirecționează pachetul către destinația sau rețeaua dorită.

următoarele sunt entitățile conținute într-un tabel de rutare:

1. adresele IP și masca de subrețea a gazdei de destinație și a rețelei
2. adresele IP ale tuturor acelor routere care sunt necesare pentru a ajunge la rețeaua de destinație.
3. informații despre interfața extrovertită

Există trei proceduri diferite pentru popularea unui tabel de rutare:

• subrețele conectate direct
• rutare statică
• rutare dinamică

rute conectate: în modul ideal, toate interfețele routerelor vor rămâne în starea ‘down’. Deci interfețele pe care utilizatorul va implementa orice configurație, în primul rând schimba starea de la ‘jos’ la ‘Sus’. Următorul pas de configurare va fi atribuirea adreselor IP tuturor interfețelor.

acum routerul va fi suficient de inteligent pentru a direcționa pachetele de date către o rețea de destinație prin interfețe active conectate direct. Subrețele sunt, de asemenea, adăugate în tabelul de rutare.

rutare statică: prin utilizarea rutării statice, un router poate aduna ruta către rețeaua de capăt îndepărtat care nu este conectată fizic sau direct la una dintre interfețele sale.

rutare se face manual se execută o anumită comandă, care este utilizat la nivel global.

comanda este după cum urmează:

IP route destination_network _IP subnet_mask_ IP next_hop_IP_address.

acesta este, în general, utilizat în rețele mici doar ca nevoie de o mulțime de configurare manuală și întregul proces este foarte lungă.

un exemplu este următorul:

routerul 1 este conectat fizic cu routerul 2 pe interfața Fast Ethernet. Router 2 este, de asemenea, conectat direct la subrețea 10.0.2.0/24. Ca subrețea nu este conectat fizic cu Router-ul 1, prin urmare, nu face modul de a ruta de pachete la subrețea destinație.

Acum trebuie să-l configurăm manual, care este după cum urmează:

• accesați promptul de comandă al routerului 1.
• Enter afișare traseu IP, tabelul de rutare are tipul de mai jos de configurare.

Router# arată ruta IP

C 192.164.0.0/24 este conectat direct, FastEthernet0 / 0, C standuri pentru conectat.

• acum folosim comanda rutei statice pentru configurare, astfel încât routerul 1 să poată ajunge la subrețea 10.0.0.0/24.

Router # conf t

Router ( config) # IP route 10.0.0.0 255.255.255.0 192.164.0.2

Router (config) # exit

Router # show ip route

10.0.0.0/24 1 subrețele

S 10.0.0.0 via 192.164.0.2

C 192.164.0.0/24 este conectat direct , FastEthernet0/0

S reprezintă static.

notă: Promptul de comandă al routerului are și alte informații, dar am explicat aici doar acea comandă și informații care sunt relevante pentru subiect.

rutare dinamică: acest tip de rutare funcționează cu cel puțin un tip de protocol de rutare este facilitat cu acesta. Un protocol de rutare este practicat de routere, astfel încât să poată partaja informațiile de rutare între ele. Prin acest proces, fiecare dintre routerele din rețea poate învăța aceste informații și le va implementa în construirea propriilor tabele de rutare.

Protocolul de rutare funcționează în așa fel încât, dacă o legătură se duce în jos pe care a fost de rutare de date, se schimba dinamic calea lor de rutare de pachete care, la rândul lor, le face rezistente la erori.

rutare dinamică, de asemenea, nu are nevoie de nici o configurație manuală care economisește timpul și sarcina de administrare.

trebuie doar să definim rutele și subrețele lor corespunzătoare pe care routerul le va folosi, iar restul este îngrijit de protocoalele de rutare.

distanța administrativă

mai mare decât un protocol de rutare poate fi practicat de rețea, iar routerele pot aduna informații despre traseu despre rețea din diverse surse. Routere sarcina principală este de a căuta cea mai bună cale. Numărul distanței Administrative este practicat de routere pentru a descoperi ce cale este cea mai potrivită pentru a direcționa traficul. Protocolul care indică un număr mai mic distanța administrativă este cel mai potrivit pentru utilizare.

Metric

luați în considerare faptul că router afla două căi distincte pentru a ajunge la gazda destinație a aceleiași rețele din același protocol, atunci trebuie să ia decizia de a alege cea mai bună cale de trafic traseu și stocarea în tabelul de rutare.

metrica este un parametru de măsurare care este implementat pentru a fixa cea mai bună cale adecvată. Din nou mai mic va fi numărul de metrice mai bine va fi calea.

tipuri de protocoale de rutare

există două tipuri de protocoale de rutare:

1. vector de distanță
2. stare de legătură

ambele tipuri de protocoale de rutare de mai sus sunt protocoale de rutare interioare (IGP) care denotă că au folosit pentru a tranzacționa date de rutare în interiorul unui sistem de rețea autonom. În timp ce Border gateway protocol (BGP) este un tip de protocol de rutare exterior (EGP) care denotă că este utilizat pentru a tranzacționa date de rutare între două sisteme de rețea diferite de pe internet.

protocol vector distanță

RIP (Routing Information protocol): RIP este un fel de protocol vector distanță. Conform numelui, protocolul de rutare vectorială la distanță folosește distanța pentru a obține calea cea mai potrivită pentru a ajunge la rețeaua de la distanță. Distanța este, în principiu numărul de routere există în-între timp ce se apropie de rețea la distanță. RIP are două versiuni, dar versiunea 2 este folosită cel mai popular peste tot.

versiunea 2 are capacitatea de a prezenta măști de subrețea și practici multicast pentru a trimite actualizări de rutare. Numărul de hamei este practicat ca metrică și are numărul administrativ de 120.

RIP versiunea 2 lansa tabelele de rutare în fiecare interval de 30 de secunde astfel o mulțime de lățime de bandă este utilizată în acest proces. Utilizează adresa multicast 224.0.0.9 pentru a lansa informații de rutare.

EIGRP (Enhanced interior gateway routing protocol): este un tip progresiv de protocol vectorial la distanță.

diferitele tipuri de aspecte de rutare pe care le susține sunt:

• rutare fără clase și VLSM
• echilibrarea încărcării
• actualizări incrementale
• sumarizarea rutei

routerele care utilizează EIGRP ca protocol de rutare practică adresa multicast 224.0.0.10. Routere EIGRP menține trei tipuri de tabele de rutare, care are toate informațiile necesare.

distanța administrativă a EIGRP este 90 și determină metrica utilizând lățimea de bandă și întârzierea.

protocol de stare a legăturii

obiectivul Protocolului de stare a legăturii este, de asemenea, similar cu cel al protocolului vectorial la distanță, pentru a localiza o cale cea mai potrivită către o destinație, dar pentru a implementa tehnici distincte pentru a o efectua.

Link state protocol nu lansează tabelul general de rutare, în locul său, lansează informațiile referitoare la topologia rețelei, ca urmare a faptului că toate routerele care utilizează link state protocol ar trebui să aibă statistici similare de topologie a rețelei.

acestea sunt dificil de configurat și necesită multă memorie de stocare și memorie CPU decât protocolul vectorial la distanță.

Aceasta funcționează mai repede decât cea a protocoalelor vectoriale la distanță. Ei mențin, de asemenea, tabelul de rutare de trei tipuri și de a efectua cea mai scurtă cale primul algoritm pentru a afla cea mai bună cale.

OSPF este un fel de protocol de stare de legătură.

OSPF (deschide mai întâi calea cea mai scurtă):

• este un protocol de rutare fără clase și susține VLSM, actualizări incrementale, sumarizarea manuală a rutelor și echilibrarea sarcinii cu costuri egale.
• numai costul interfeței este utilizat ca parametru metric în OSPF. Numărul distanței administrative este setat la 110. IP Multicast implementat pentru actualizări de rutare sunt 224.0.0.5 și 224.0.0.6.
• legătura dintre routerele vecine care utilizează protocolul OSPF este configurată mai întâi înainte de a partaja actualizările de rutare. Deoarece este un protocol de stare de legătură, astfel încât routerele să nu plutească întregul tabel de rutare, ci doar să partajeze statisticile privind topologia rețelei.
• apoi, fiecare router efectuează algoritmul SFP pentru a determina calea superlativă și o include în tabelul de rutare. Prin utilizarea acestui proces posibilitatea de eroare buclă de rutare este puțin.
• routerele OSPF trimit pachetele hello pe multicast IP 224.0.0.5 pentru a configura legătura cu vecinii. Apoi, atunci când link-ul este stabilit, atunci începe plutitoare actualizări de rutare la vecini.
• un router OSPF trimite pachete hello în fiecare 10 secunde în rețea. Dacă nu primește pachetul de salut de întoarcere de la un vecin în 40 de secunde, atunci va proclama acel vecin ca Jos. Routerele pentru a deveni vecini ar trebui să aibă unele câmpuri la fel de comune ca ID-ul de subrețea, ID-ul zonei, cronometrele Hello și dead interval, autentificarea și MTU.
• OSPF are procesul de autentificare fiecare mesaj. Acest lucru este folosit pentru a evita routere pentru a transmite informații false de rutare. Informațiile false pot duce la refuzul atacului de serviciu.
• există două metode de autentificare, MD5, și autentificare text clar. MD5 este cel mai frecvent utilizat. Aceasta susține procesul de rezumare manual de rute în timp ce plutesc în tabele de rutare.

BGP (Protocolul gateway-ului de frontieră):

până în prezent am discutat despre protocoalele de rutare interioare care sunt utilizate pentru rețelele mici. Dar pentru rețelele la scară largă, BGP este utilizat deoarece are capacitatea de a gestiona traficul pe internet pentru rețelele mari.

• industriile care utilizează BGP au un număr de sistem autonom exclusiv care este partajat cu o altă rețea pentru a stabili conexiunea dintre cele două sisteme autonome (sisteme autonome).
• cu ajutorul acestui joint-venture, industriile și furnizorii de servicii de rețea, cum ar fi operatorii de telefonie mobilă, pot furniza rutele comandate de BGP și, din această cauză, sistemele obțin viteza și eficiența internetului amplificate cu redundanță superioară.
• construiește evaluarea rutării pe baza politicilor de rețea, a setului de reguli configurate și a căilor de rutare și, de asemenea, participă la luarea principalelor concluzii de rutare de bază.
• BGP își face vecinii prin configurare manuală între routere pentru a construi o sesiune TCP pe portul 179. Un prezentator BGP trimite mesaje de 19 octeți la fiecare 60 de secunde vecinilor săi pentru a stabili conexiunea.
• mecanismul Route-map gestionează fluxul de rute în BGP. Nu este altceva decât un set de reguli. Fiecare regulă explică, pentru rutele echivalente criterii specificate, ce decizie să fie puse în aplicare. Decizia este de a arunca traseul sau de a face modificări ale câtorva atribute ale traseului înainte de a-l stoca în cele din urmă în tabelul de rutare.
• criteriile de selecție a căii BGP sunt diferite de altele. Mai întâi află atributele căii pentru rutele sincronizate fără buclă pentru a ajunge la destinație în modul următor.

funcționarea routerului

• în partea hardware a routerului, conexiunile fizice sunt realizate prin porturi de intrare; păstrează și copia tabelului de redirecționare. Țesătura de comutare este un fel de IC (circuit integrat) care spune routerului pe care dintre portul de ieșire ar trebui să transmită pachetul.
• Routing processor salvează tabelul de rutare în cadrul acestuia și implementează mai multe protocoale de rutare care vor fi utilizate în redirecționarea pachetelor.
• portul de ieșire transmite pachetele de date înapoi la locul său.

lucrul este împărțit în două planuri diferite,

• planul de Control: routerele mențin tabelul de rutare care stochează toate rutele statice și dinamice care vor fi utilizate pentru a destina pachetul de date către gazda de la distanță. Planul de control este o logică care fabrică o bază de informații de redirecționare (FIB) pentru a fi utilizată de planul de redirecționare și, de asemenea, are informații cu privire la interfața fizică routerele care urmează să fie conectate.
• plan de redirecționare: pe baza informațiilor pe care le colectează din planul de control pe baza înregistrărilor din tabelele de rutare, acesta transmite pachetul de date pentru a corecta gazda rețelei la distanță. De asemenea, are grijă de conexiunile fizice interioare și exterioare corecte.
• redirecționare: după cum știm că scopul principal al routerelor este conectarea rețelelor mari, cum ar fi rețelele WAN. Pe măsură ce funcționează pe layer-3, ia decizia de redirecționare pe baza adresei IP de destinație și a măștii de subrețea stocate într-un pachet direcționat pentru rețeaua de la distanță.

• conform figurii, routerul A poate ajunge la routerul C prin două căi, una este direct prin subrețea B și alta este prin routerul B folosind subrețeaua a și, respectiv, subrețeaua C. În acest fel, rețeaua a devenit redundantă.
• atunci când un pachet ajunge la router-l mai întâi lookout în tabelul de rutare pentru a găsi calea cea mai potrivită pentru a ajunge la destinație și odată ce acesta devine adresa IP a next hop încapsulează pachetul de date. Pentru a afla cel mai bun protocol de rutare cale este utilizat.
• traseul este învățat prin colectarea de informații din antetul asociat cu fiecare pachet de date ajunge la fiecare nod. Antetul conține informațiile despre adresa IP a următorului hop al rețelei de destinație.
• pentru a ajunge la o destinație, mai multe căi sunt menționate în tabelul de rutare; prin utilizarea unui algoritm menționat se folosește cea mai bună cale adecvată pentru a transmite date.
• se verifică, de asemenea, că interfața pe care pachetul este gata pentru a fi înainte este accesibil sau nu. Odată ce colectează toate informațiile necesare, atunci trimite pachetul în funcție de ruta decisă.
• routerul supraveghează, de asemenea, congestia atunci când pachetele ating orice speranță a rețelei într-un ritm mai mare decât este capabil să proceseze routerul. Procedurile utilizate sunt o scădere a cozii, detectarea timpurie aleatorie (roșu) și detectarea timpurie aleatorie ponderată (WRED).
• ideea din spatele acestora este router picătură pachetul de date atunci când dimensiunea cozii este depășită ceea ce este predefinit în timpul configurării și pot fi stocate în tampoane. Astfel, routerul aruncă pachetele de intrare nou sosite.
• în afară de acest router ia decizia de a alege ce pachet să fie transmis mai întâi sau la ce număr atunci când există mai multe cozi. Acest lucru este implementat de parametrul QoS (calitatea serviciului).
• efectuarea rutării bazate pe politici este, de asemenea, o funcție a routerelor. Acest lucru se face prin ocolirea tuturor regulilor și rutelor definite în tabelul de rutare și realizarea unui nou set de reguli, pentru a redirecționa pachetul de date imediat sau cu prioritate. Acest lucru se face pe baza cerințelor.
• prin efectuarea diferitelor sarcini din cadrul routerului, utilizarea procesorului este foarte mare. Deci, unele dintre funcțiile sale sunt îndeplinite de circuite integrate specifice aplicației (ASIC).
• porturile Ethernet și STM sunt utilizate pentru a conecta cablul de fibră optică sau un alt suport de transmisie pentru conectivitate fizică.
• portul ADSL este utilizat pentru a conecta routerul la ISP utilizând cablurile CAT5 sau CAT6.

aplicațiile routerelor

• routerele sunt blocurile de construcție ale furnizorilor de servicii de telecomunicații. Acestea sunt utilizate pentru conectarea echipamentelor hardware de bază, cum ar fi MGW, BSC, SGSN, IN și alte servere la rețeaua de locație la distanță. Astfel, funcționează ca o coloană vertebrală a operațiunilor Mobile.
• routerele sunt utilizate în implementarea Centrului de operare și întreținere al unei organizații care poate fi numită Centrul NOC. Toate echipamentele de capăt îndepărtat sunt conectate cu locația centrală prin cablu optic prin routere, care oferă, de asemenea, redundanță prin operarea în topologia legăturii principale și a legăturilor de protecție.
• suportă rata rapidă de transmitere a datelor, deoarece utilizează legături STM cu lățime mare de bandă pentru conectivitate, astfel utilizate atât pentru comunicații prin cablu, cât și fără fir.
• testerele Software folosesc și routere pentru comunicații WAN. Să presupunem că managerul unei organizații software este situat în Delhi, iar executivul său este situat în diverse alte locații, cum ar fi Bangalore și Chennai. Apoi, directorii își pot partaja instrumentele software și alte aplicații cu managerul lor prin routere, conectând PC-urile la router folosind arhitectura WAN.
• routerele moderne au caracteristica porturilor USB încorporate în hardware. Au memorie internă cu o capacitate de stocare suficientă. Dispozitivele de stocare externe pot fi utilizate în combinație cu routerele pentru stocarea și partajarea datelor.
• routerele au caracteristica restricției de acces. Administratorul configurează routerul în așa fel încât doar câțiva clienți sau persoane pot accesa datele generale ale routerului, în timp ce alții pot accesa numai acele date care le sunt definite pentru a căuta.
• în afară de acest routere pot fi configurate în așa fel încât doar o singură persoană are drepturile adică proprietarul sau administratorul pentru a efectua modifica, adăuga sau șterge funcția în partea de software în timp ce altele pot avea doar drepturile de vizualizare. Acest lucru îl face extrem de sigur și poate fi utilizat în operațiuni militare și companii financiare în care confidențialitatea datelor este o preocupare principală.
• în rețelele fără fir, cu ajutorul configurării VPN în routere, acesta poate fi utilizat în modelul client-server prin care pot partaja internet, resurse hardware, video, date și voce fiind departe. Un exemplu este prezentat în figura de mai jos.

• routerele sunt utilizate pe scară largă de către furnizorul de servicii internet pentru a trimite date de la sursă la destinație sub formă de e-mail, ca pagină web, voce, imagine sau fișier video. Datele pot fi trimise peste tot în lume, cu condiția ca destinația să aibă o adresă IP.

concluzie

în acest tutorial, am studiat în profunzime despre diferitele caracteristici, tipuri, de lucru, și aplicarea de routere. De asemenea, am văzut funcționarea și caracteristicile mai multor tipuri de protocoale de rutare utilizate de routere pentru a afla cea mai bună cale pentru rutarea pachetelor de date către rețeaua de destinație din rețeaua sursă.

lecturi suplimentare =>cum se actualizează Firmware-ul pe Router

analizând toate diferitele aspecte ale routerelor, am realizat faptul că routerele joacă un rol foarte important în sistemele de comunicații moderne. Este utilizat pe scară largă aproape peste tot, de la rețele mici de acasă la rețele WAN.

cu ajutorul routerelor, comunicarea pe distanțe lungi, indiferent dacă este sub formă de date, voce, video sau imagine, devine mai fiabilă, mai rapidă, mai sigură și mai rentabilă.

tutorial anterior / Tutorial următor