Сетевое оборудование

При конфигурировании карты сетевого адаптера могут быть доступны следующие параметры:

· номер линии запроса на аппаратное прерывание IRQ

· номер канала прямого доступа к памяти DMA (если поддерживается)

· базовый адрес ввода/вывода

· базовый адрес памяти ОЗУ (если используется)

· поддержка стандартов автосогласования дуплекса/полудуплекса, скорости

· поддержка теггрированных пакетов VLAN (801.q) с возможностью фильтрации пакетов заданного VLAN ID

· параметры WON (Wakeup on LAN)

В зависимости от мощности и сложности сетевой карты она может реализовывать вычислительные функции (преимущественно подсчёт и генерацию контрольных сумм кадров) аппаратно либо программно (драйвером сетевой карты с использованием центрального процессора).

Серверные сетевые карты могут поставляться с двумя (и более) сетевыми разъёмами. Некоторые сетевые карты (встроенные на материнскую плату) также обеспечивают функции межсетевого экрана (например, nforce).

Функции и характеристики сетевых адаптеров

Модем (слово, произошедшее от сокращенного «модулятор -- демодулятор») -- устройство, предназначенное для передачи данных от одного компьютера к другому через посредство телефонных линий. Он превращает цифровой поток данных, идущих от компьютера, в аналоговый, слышимый человеческим ухом сигнал, который способны передавать телефонные линии. И наоборот.

На самом деле эта характеристика относится лишь к части модемов. А именно к простым, аналоговым модемам. Именно такими устройствами, подключаемыми к обычным телефонным линиям, пользуется подавляющее большинство компьютеровладельцев.

Но существуют еще и другие модемы -- кабельные, цифровые. Этим важным господам нет нужды заниматься преобразованиями -- сигнал они посылают по цифровым каналам (волоконно-оптические кабели или линии кабельного телевидения). Но при этом по-прежнему называются модемами. Правда, устройства этого класса в России покамест не вошли в повсеместный обиход -- с цифровыми каналами связи у нас туго...

Передача компьютерных данных -- лишь часть того, что умеет современный модем. Есть у него и другие возможности. Большинство современных модемов (точнее -- факс-модемов) может автоматически пересылать подготовленные на вашем компьютере документы на факс (или несколько факсов, причем компьютер все сделает без вашего участия), а также выполнять обратную операцию, прием факсов. Могут работать автоответчиком, определителем номера... Но все это лишь побочные функции, наличие которых отнюдь не должно сказываться на главном: передаче данных от компьютера к компьютеру. Устроен любой модем достаточно просто. Его основой являются несколько микросхем, отвечающих за выполнение трех ключевых задач:

Цифровой сигнальный процессор (DSP) руководит всем процессом подготовки компьютерной информации к передаче -- ее разбивку на «пакеты» в соответствии с одним из поддерживаемых протоколов. Именно в его ведении находится поддержка протоколов, а также программная «начинка» модема -- BIOS, который чаще называют просто «прошивкой».

Пройдя через DSP, информация передается специальной микросхеме контроллера, отвечающей за сжатие информации, а заодно и за коррекцию ошибок.

Наконец, за полностью готовые к отправке данные берется кодек (Digital-Analog Coder-Decoder), чьей работой является перевод цифровых сигналов в аналоговые, которые и отправляются в путешествие по телефонным линиям. Информация, поступающая на ваш компьютер через Интернет, проходит через обратное преобразование, из аналоговых сигналов-в цифровые, и затем передается для обработки контроллеру и процессору DSР.

Типы модемов

Сегодня по описанной абзацем выше классической схеме изготавливаются далеко не все модемы. Если дорогие и качественные модели содержат в себе все три микросхемы, то в самых дешевых, внутренних устройствах может отсутствовать одна или даже две из трех ключевых микросхем.

К примеру, в так называемых «софтмодемах» (softmodem) микросхемы контроллера нет -- вся работа по сжатию и коррекции ошибок ложится на центральный процессор. Последнему дополнительная нагрузка никакого дискомфорта не доставляет, ну а падения производительности в пару процентов пользователь и не заметит.

И уж совсем «безмозглыми» выглядят «винмодемы» (Winmodem): у этих устройств отсутствует модемный мозг, микросхема DSP. А «думает» вместо нее специальное программное обеспечение, предназначенное для работы под операционной системой Windows (отсюда и название). Конечно, по стабильности работы ни софт, ни винмодем не смогут конкурировать с модемом полноценным. Однако низкая цена (15--30 долларов) с лихвой компенсирует эти недостатки. Вот почему именно «урезанные» модемы и используют все без исключения сборщики типовых, «домашних» компьютеров.

Форм-фактор. Мы уже говорили о двух типах исполнения модемов -- внешние, подключающиеся к последовательному (СОМ) порту или к порту USB и внутренние, которые вам придется поселить в свободный PCI-разъем на вашей материнской плате. Кстати, вопреки распространенному мнению, внутренние модемы отнюдь не обязательно принадлежат к «урезанным» модификациям -- попадаются среди них и нормальные полноценные устройства, которые легко отличить по цене.

И у того, и у другого типа множество достоинств и недостатков. Внешний модем занимает место на столе, требует отдельной розетки, однако он предоставляет вам возможность контролировать все параметры его работы с помощью сигнальных лампочек-индикаторов. Работа внешнего модема более стабильна, -- как-никак внутренний модем подвержен воздействию многочисленных помех. И последнее -- внешний модем можно выключить, не выключая компьютера.

У внутренних модемов -- свои козыри. Прежде всего -- низкая цена: так, внутренний U.S. Robotics Courier стоит на несколько десятков долларов дешевле внешнего. И, конечно же, уже упоминавшаяся компактность, отсутствие претензий на дополнительное место на столе.

Существуют и другие классификации модемов, -- например, обычные и голосовые модемы, снабженные разъемами для подключения наушников и микрофона. С помощью голосовых модемов удобно общаться по сети Интернет в режиме «интернет-телефона» -- правда, при отсутствии у вашего модема «голосовых» функций вы всегда можете подключить наушники и микрофон к звуковой карте.

Наконец, по типу обработки данных модемы подразделяются на полноценные и «программные». В полноценных модемах работу по поддержке протоколов связи и коррекции ошибок выполняет специальный чип, а дешевые «программные» модели (softmodem или winmodem) перекладывают эту работу на центральный процессор. Стабильность работы у «софтмодемов» чуть ниже, зато и стоят они буквально копейки (до 15-20 долларов). К сожалению, при их установке нередки конфликты с другими PCI-устройствами -- например, со звуковой картой.

Протокол и скорость

Протокол можно сравнить с языком, на котором договариваются беседовать друг с другом два модема при установке связи. Язык этот, в частности, определяет и скорость, и тип передачи данных. Естественно, что за свою 20-летнюю историю модемы стали настоящими полиглотами -- каждый из них способен поддерживать добрый десяток протоколов. Хотя на практике используется лишь несколько:

* v.34, позволяющий принимать данные со скоростью до 33 600 бит в секунду (bps).

* v.90, x2 и k56flex, поддерживающие работу на скорости 57 600 бит/с. Первый протокол является универсальным, поддерживаемым модемами разных фирм, в то время как его предшественники х2 и k56flex представляют собой «приватные» разработки отдельных фирм.

* v.92 -- новый, принятый в 2000 году протокол; отличается от своего предшественника v.90 лишь скоростью передачи данных (57 600 бит/с против 28 800).

Конечно же, для нас, конечных пользователей, тип протокола, которым пользуется ваш модем, и даже тип его аппаратной структуры совершенно не важны. Это -- личное, внутреннее дело самих устройств. Единственный волнующий нас показатель -- скорость. Причем не та скорость, которую обманщик-модем показывает при соединении, а реальная скорость приема и передачи данных. Прежде всего, скорость приема: известно, что объем отправляемой с компьютера информации при работе в Интернет в 8--10 раз ниже, чем объем информации принятой.

Увы, даже на самых совершенных аналоговых модемах при идеальных условиях связи скорость работы все равно будет на Уровне черепашьей. Так, на предельной скорости 57 600 бит/с мегабайтный файл будет передаваться около 3--5 минут. Так что 12--15 мегабайт в час -- это, увы, предел... Для сравнения: даже самые простые кабельные модемы обеспечивают скорость вдвое большую, реальный же выигрыш в производительности при переходе на волоконно-оптическую связь -- десять и более раз! Такое же ускорение дает и использование асинхронных технологий передачи с использованием спутниковой связи: за последнюю пару лет этот сервис стал безумно популярным в крупных городах России.

Однако в том случае, если выбирать не приходится, мы будем довольствоваться тем, что сможет нам обеспечить аналоговый модем. Но в установленных жизнью пределах можно быть и привередой.

Для работы в Интернет минимальной является скорость в 28 800 бит/с. А большинство имеющихся в продаже модемов поддерживают протокол связи v.90 и, стало быть, теоретически способны работать на скорости в 57600 бит/с.

Устойчивость и качество работы

Ведь мало соединиться на хорошей скорости, главное, чтобы после этого ваш модем не падал в обморок от качества отечественных телефонных линий. А для того, чтобы обеспечить устойчивость связи, модему приходится запасаться дополнительными микросхемами, отвечающими за коррекцию ошибок, регулировку уровня сигнала и так далее. И, естественно, не стоит забывать программную «начинку», которая также отвечает за качество работы модема. У аппаратных модемов она «зашита» в микросхеме BIOS и может быть легко обновлена с помощью специальных программ-«прошивок» (их вы всегда можете найти на интернет-странице производителя), а софт-модемы, не обладающие такой роскошью, хранят ее в оперативной памяти компьютера.

Фирмы-производители. Не секрет, что многие модемы, обладающие хорошими характеристиками по скорости и вполне пригодные для эксплуатации, скажем, в США, в России просто отказываются работать или же теряют связь через минуту-другую после соединения. Стабильно работающих, надежных в условиях российского телефонного «бездорожья», а сверх того имеющих сертификат российской Минсвязи (Государственного комитета РФ по связи и информатике) модемов немного. Фактически, можно говорить о продукции лишь нескольких фирм: из класса «хай энд» -- U. S. Robotics, Zyxel и IDC (Inpro). Из более дешевых, но качественных -- AVAKS и Асогр.

Если же марка модема вам не известна, стоит обратить внимание на то, какой набор микросхем лежит в основе этого устройства. Выбор не слишком велик: большинство модемов среднего класса содержат в своем нутре начинку от Rockwell, а практически все софтмодемы оснащены чипсетом от Lucent. В любом случае, обязательно обращайте внимание на наличие сертификата Минсвязи, русскоязычной документации, а еще лучше -- пометки, что данный модем изготовлен с учетом специфики российских телефонных линий.

И последнее. Старайтесь подключать модем к основной телефонной розетке в доме: телефон при этом включайте не параллельно модему, а после него, через специальный телефонный выход-розетку на самом модеме. Это помешает кому-нибудь из ваших домашних не вовремя прервать вашу связь с Интернет, подняв трубку телефона и, сверх того, может существенно улучшить качество соединения.

Гиперссылки могут присутствовать на страничке и в Я1 ном виде -- так, набранные в тексте материала адреса друга страничек неизменно оказываются гиперссылками. Что выгодно отличает Интернет от любого печатного издания -- даже такого полезного, как эта книга.

сетевой компьютерный модем процессор

Сеансовое подключение

В этом режиме работы пользователь не подключен к Сети постоянно, соединяясь с ней через посредство телефонной линии лишь на относительно короткое время. Оплата взимается за каждый час вашей работы в Сети. Данные в Сеть передаются в аналоговом виде.

Постоянное подключение. Ваш компьютер подключен к постоянному и быстрому каналу для доступа в Интернет, при этом данные передаются в Сеть в цифровом виде. Оплата взимается только за трафик -- объем принятых вашим компьютером данных.

Эти два вида отличаются не только временем пребывания пользователя в Сети, но и скоростью работы. А также тем, что при постоянном доступе ваш компьютер получает полноценную «прописку» в Интернет и собственный цифровой IP-адрес, по которому к вашему компьютеру (точнее -- к открытой для доступа части жесткого диска) может подключиться любой пользователь Интернет. Это необходимо, если ваш компьютер «по совместительству» работает в качестве сервера Сети и содержит ваш сайт или архив файлов.

В случае сеансового доступа IP-адрес присваивается компьютеру только на время работы, выбираясь наудачу из бесчисленного множества свободных адресов. Потому и называется он динамическим IP-адресом.

Сеансовое подключение

Коммутируемый доступ по телефонной линии (Dial- Up)

Самая старая и популярная схема работы с Сетью -- через посредство телефонной линии и обычного, аналогового модема. Скорость приема данных в этом случае зависит от трех составляющих: типа модема, качества телефонной линии на «последней миле» (от вашей квартиры до телефонного узла АТС) и от типа самой АТС. В самом благоприятном случае она составит около 56 кбит/с (около 7 кб/с, 420 кб/мин или 25 Мб/час) -- именно такую скорость приема данных обеспечивают современные модемы. Скорость передачи информации будет несколько ниже -- около 33 кбит/с. Да, скорость при работе в Dial-Up не назовешь космической, -- забудьте о столь модных нынче штучках, как просмотр фильмов по Сети -- да что там фильмы, обычная музыка с хорошим качеством требует вдвое больших скоростей. Зато этот вид доступа относительно недорог, -- от 0,3 до 1 доллара в час, -- не требует приобретения дорогостоящей аппаратуры и доступен от Москвы до самых до окраин. Именно поэтому, в отличие от Запада, в России подавляющее большинство пользователей использует именно Dial-Up.

Асинхронное подключение через спутник

Один из самых «молодых» видов доступа, ставший за последний год необычайно популярным в столице. При этом типе соединения с Интернет используется два канала связи: в режиме при передаче информации, в том числе команд и запросов на открытие страниц или файлов, пользователь работает через обычный модем в стандартном Dial-Up-режиме. А вот для приема информации используется быстрый спутниковый канал, скорость потока данных в котором превышает модемную в 4--8 раз (256-512 кбит/с)!

Такая организация доступа весьма рациональна, поскольку при работе в Интернет на компьютер поступает примерно в 10 раз больше данных, чем уходит с него. При этом для приема больших «кусков» информации совершенно не обязательно «висеть» на телефонной линии -- входящий сигнал со спутника доступен вам постоянно! На некоторые странички и файлы можно даже «подписаться» -- они будут поступать на ваш компьютер через определенные промежутки времени.

Кроме приема информации из Интернет, спутниковый канал даст вам возможность просматривать десятки и даже еот-ни(!) бесплатных каналов спутникового телевидения. И не просто просматривать -- понравившиеся программы можно записать на жесткий диск компьютера.

Расписав достоинства «спутникового Интернета», взглянем на обратную сторону медали. Сколько стоит это удовольствие? Само по себе пользование спутниковым каналом связи обойдется недорого -- 20-30 долларов в месяц при отсутствии всяких ограничений на объем скачиваемой информации. Примерно столько же понадобится на оплату услуг Dial-Up канала. А вот комплект аппаратуры, необходимой для приема информации со спутника -- PCI-карта тюнера (в нашей стране широко распространены изделия с маркой SkyStar), спутниковая тарелка (90--120 см) с принимающей головкой и так далее, -- обойдется не дешевле 300--400 долларов. Если же, помимо открытых телеканалов, вы захотите принимать еще и платные, придется раскошелиться еще не менее чем на 100--150 долларов на приобретение дополнительного оборудования. Правда, в начале 2002 года пользователи SkyStar получили неожиданный подарок в виде программ MultiDec и ProgDVB, которые позволяют декодировать некоторые платные, «закрытые» каналы, обходясь при этом без всяких дополнительных устройств -- и уж тем более дорогостоящих «карточек доступа» - Пиратство в чистом виде, конечно... Но именно благодаря появлению этих программ спрос на «спутниковые» платы вырос столь стремительно, что сегодня впору уже говорить о наетоящем «буме».

Еще один, не менее серьезный «минус» спутникового доступа -- существенные задержки в прохождении сигнала. На то, чтобы посланный вами запрос добрался до сервера провайдера, а результаты его обработки -- до вашего компьютера, уходит порой до десятка секунд, что в значительной мере снижает преимущества скоростного спутникового канала.

Но если 5-10-секундная пауза при просмотре страниц Интернет -- всего лишь маленькое неудобство, то на некоторых интерактивных сервисах Сети эта задержка просто ставит крест. Практически невозможно становится болтать в чатах или общаться по интернет-телефону, а уж про «командные» игры в виртуальном пространстве Сети и говорить не приходится. Кроме того, при работе со спутниковым доступом вам придется существенно ограничить круг используемых вами программ. Общение со спутником не придется по сердцу столь любимой всеми пользователями Сети «аське» -- интернет-пейджеру ICQ, да и электронную почту во многих случаях придется принимать обычным путем. Наконец, не слишком велика выгода и для любителей WWW-серфинга. Конечно, странички будут загружаться на ваш компьютер в два раза быстрее, -- однако это далеко не 8--10-кратный выигрыш, который вы можете получить при скачивании файлов.

Однако недостатки спутникового доступа не перекрывают его главного достоинства -- относительной доступности вкупе с хорошим пакетом дополнительных услуг. И неудивительно, что с каждым годом этот вид подключения будет становиться все более популярным в нашей стране...

Провайдеров спутникового Интернет сегодня в России не так уж мало -- однако подавляющее их большинство просто перепродает услуги европейской компании EuropeOnline

Постоянное подключение

Асинхронный доступ по телефонной линии (ADSL)

Эта технология произвела настоящую революцию в цифровой связи. Как вы помните, при работе с Dial-Up и частично со спутниковым доступом мы имеем дело с медленной аналоговой связью, зависимой от качества линии. Куда более перспективной выглядит-связь цифровая, -- и именно она используется при передаче данных по Сети. Однако организация цифрового канала «последней мили», от провайдера до пользователя, обойдется последнему в хорошую копеечку (точнее -- в сотни и даже тысячи долларов).

Технология ADSL предлагает пользователю неплохой компромисс: хотя для передачи и приема данных по-прежнему используется телефонная линия, ваш телефон во время этого процесса остается свободным. Значит, вам нет никакой необходимости отключаться от Сети -- вы находитесь в ней постоянно. Существенно вырастает и скорость передачи данных: до 8 Мбит/с в режиме приема и до 1,5 Мбит/с -- при передаче информации. А это, напомним, в 3--4 раза быстрее спутникового доступа и более чем в 30 раз -- модемного! Реальная скорость работы, правда, несколько отличается от заявленных величин -- в среднем стабильная работа возможна на 300--512 кбит/с, что уже сравнимо с доступом через спутник.

Подключение к ADSL-каналу и комплект необходимого для этого оборудования пока еще слишком дороги -- от 300 до 500 долларов. Месяц работы в Интернет обойдется в 120--150 долларов, при этом объем скачанных вами данных не должен превышать 1 Гб (а такой объем информации на скорости ADSL вы сможете скачать всего за 5 часов беспрерывной работы). За каждый последующий мегабайт будет взиматься дополнительная плата, -- как правило, от 5 до 7 центов.

Дорого, -- но не будем забывать, что ADSL в России до сих пор не вышел из младенческого возраста. Вероятно, уже через пару лет этот вид доступа серьезно потеснит обычный Dial-Up, пока же он может быть рекомендован только для пользователей с достатком выше среднего. Зато если вы объединитесь с парой-тройкой соседей в небольшую локальную сеть, совместная работа в ADSL-режиме сможет стать хорошим решением.

Синхронный доступ по выделенному каналу

В отличие от ADSL, скорость передачи данных здесь одинакова всегда, независимо от количества пользователей и качества линии. Вы можете арендовать себе выделенный канал связи, рассчитанный на определенную скорость работы (от 64 кбит/с до нескольких мегабит в секунду).

Виды канала тоже могут быть различными: например, вы можете использовать свободную телефонную линию или протягивать до вашего дома или офиса оптический канал, используя цифровую линию ISDN (Integrated Services Digital Network). He так давно именно ISDN-технология, позволявшая за сравнительно небольшие деньги обзавестись каналом со скоростью доступа до 128 кбит/с, возглавляла «хит-парад» популярности видов «постоянного подключения», однако сегодня все больше пользователей присматривается к различным представителям технологического семейства xDSL, позволяющего использовать как новые, так и уже имеющиеся каналы связи. Включая, конечно же, уже существующие телефонные линии.

Наконец, различаются и цены, однако в любом случае этот вид доступа -- слишком дорогое удовольствие для частного пользователя. Установка выделенного канала доступа может обойтись вам в 500-1000 долларов, а ежемесячная абонентская плата за него -- превысить 200-400 долларов. Как и в случае с

ADSL, вам придется оплачивать каждый мегабайт информации, скачанный вами с превышением месячной нормы (в зависимости от провайдера, -- от 5 до 10 центов).

Подключение к Интернет через локальную сеть

Достоинствами выделенного канала необязательно пользоваться в одиночку: через него можно подключить к Сети не только один компьютер, но и целую локальную сеть. А ведь в крупных городах нередка ситуация, когда в одном доме проживает несколько десятков обладателей ПК. В таком случае нет ничего проще, чем, объединив все компьютеры с помощью сетевых карт и кабелей, подключить к Интернет всю связку целиком! Точнее -- к Интернет, используя любой из имеющихся в вашем регионе видов доступа (спутниковый канал, ISDN, ADSL и так далее), подключается главный компьютер вашей локальной сети -- сервер. Остальные же станции используют его в качестве «шлюза», перекачивая к себе нужные данные по локальной сети.

Этот вид доступа не требует от пользователей больших затрат на оборудование (максимум -- 100--150 долларов с человека, что сравнимо с ценой хорошего модема). Невелика и абонентская плата -- от 10 до 20 долларов в месяц. Однако основные траты связаны с оплатой входящего трафика -- так, за каждый принятый мегабайт пользователю приходится платить от 8 до 10 центов. Нетрудно подсчитать, что даже при сравнительно скромном объеме трафика (до 10 Мб в день) ежемесячная оплата услуг такого «корпоративного» Интернет составит не меньше 50 долларов.

При всем изобилии видов доступа старый добрый Dial-Up по-прежнему остается в России вне конкуренции -- по вполне понятным финансовым соображениям. Отечественные пользователи готовы пожертвовать такими, вне всякого сомнения, нужными вещами, как прием по Сети телепрограмм и радиопередач, видеоконференции с друзьями -- лишь бы стоимость работы не слишком ударяла по карману. Так что примем за аксиому, что, по крайней мере, на первое время вы выберете именно Dial-Up.

Маршрутизаторы

Довольно часто в компьютерной литературе дается следующее обобщенное определение маршрутизатора: “Маршрутизатор - это устройство сетевого уровня эталонной модели OSI, использующее одну или более метрик для определения оптимального пути передачи сетевого трафика на основании информации сетевого уровня”. Из этого определения вытекает, что маршрутизатор, прежде всего, необходим для определения дальнейшего пути данных, посланных в большую и сложную сеть. Пользователь такой сети отправляет свои данные в сеть и указывает адрес своего абонента. И все. Данные проходят по сети и в точках с разветвлением маршрутов поступают на маршрутизаторы, которые как раз и устанавливаются в таких точках. Маршрутизатор выбирает дальнейший наилучший путь. То, какой путь лучше, определяется количественными показателями, которые называются метриками. Лучший путь - это путь с наименьшей метрикой. В метрике может учитываться несколько показателей, например, длина пути, время прохождения и т.д.

Маршрутизаторы реализуются по разному. Маршрутизаторы делят на устройства верхнего, среднего и нижнего классов.

Высокопроизводительные маршрутизаторы верхнего класса служат для объединения сетей предприятия. Они поддерживают множество протоколов и интерфейсов, причем не только стандартных, но, подчас, и весьма экзотических. Устройства данного типа могут иметь до 50 портов локальных или глобальных сетей.

С помощью маршрутизаторов среднего класса формируются менее крупные сетевые объединения масштаба предприятия. Стандартная конфигурация включает два-три порта локальных сетей и от четырех до восьми портов глобальных сети. Такие маршрутизаторы поддерживают наиболее распространенные протоколы маршрутизации и транспортные протоколы.

Маршрутизаторы нижнего класса предназначаются для локальных сетей подразделений; они связывают небольшие офисы с сетью предприятия. Типичная конфигурация: один порт локальной сети (Ethernet или Token Ring) и два порта глобальной сети, рассчитанные на низкоскоростные выделенные линии или коммутируемые соединения. Тем не менее, подобные маршрутизаторы пользуются большим спросом у администраторов, которым необходимо расширить имеющиеся межсетевые объединения.

Маршрутизаторы для базовых сетей и удаленных офисов имеют разную архитектуру, поскольку к ним предъявляются разные функциональные и операционные требования. Маршрутизаторы базовых сетей обязательно должны быть расширяемыми. Маршрутизаторы локальных сетей подразделения, для которых, как правило, заранее устанавливается фиксированная конфигурация портов, содержат только один процессор, управляющий работой трех или четырех интерфейсов. В них используются примерно те же протоколы, что и в маршрутизаторах базовых сетей, однако программное обеспечение больше направлено на облегчение инсталляции и эксплуатации, поскольку в большинстве удаленных офисов отсутствуют достаточно квалифицированные специалисты по сетевому обслуживанию.

Маршрутизатор базовой сети состоит из следующих основных компонентов: сетевых адаптеров, зависящих от протоколов и служащих интерфейсами с локальными и глобальными сетями; управляющего процессора, определяющего маршрут и обновляющего информацию о топологии; основной магистрали. После поступления пакета на интерфейсный модуль он анализирует адрес назначения и принимает команды управляющего процессора для определения выходного порта. Затем пакет по основной магистрали маршрутизатора передается в интерфейсный модуль, служащий для связи с адресуемым сегментом локальной или глобальной сети.

В роли маршрутизатора может выступать рабочая станция или сервер, имеющие несколько сетевых интерфейсов и снабженные специальным программным обеспечением. Маршрутизаторы верхнего класса - это, как правило, специализированные устройства, объединяющие в отдельном корпусе множество маршрутизирующих модулей.

По определению, основное назначение маршрутизаторов - это маршрутизация трафика сети. Процесс маршрутизации можно разделить на два иерархически связанных уровня:

Уровень маршрутизации. На этом уровне происходит работа с таблицей маршрутизации. Таблица маршрутизации служит для определения адреса (сетевого уровня) следующего маршрутизатора или непосредственно получателя по имеющемуся адресу (сетевого уровня) и получателя после определения адреса передачи выбирается определенный выходной физический порт маршрутизатора. Этот процесс называется определением маршрута перемещения пакета. Настройка таблицы маршрутизации ведется протоколами маршрутизации. На этом же уровне определяется перечень необходимых предоставляемых сервисов;

Уровень передачи пакетов. Перед тем как передать пакет, необходимо: проверить контрольную сумму заголовка пакета, определить адрес (канального уровня) получателя пакета и произвести непосредственно отправку пакета с учетом очередности, фрагментации, фильтрации и т.д. Эти действия выполняются на основании команд, поступающих с уровня маршрутизации.

Определение маршрута передачи данных происходит программно. Соответствующие программные средства носят названия протоколов маршрутизации. Логика их работы основана на алгоритмах маршрутизации. Алгоритмы маршрутизации вычисляют стоимость доставки и выбирают путь с меньшей стоимостью. Простейшие алгоритмы маршрутизации определяют маршрут на основании наименьшего числа промежуточных (транзитных) узлов на пути к адресату. Более сложные алгоритмы в понятие “стоимость” закладывают несколько показателей, например, задержку при передаче пакетов, пропускную способность каналов связи или денежную стоимость связи. Основным результатом работы алгоритма маршрутизации является создание и поддержка таблицы маршрутизации, в которую записывается вся маршрутная информация. Содержание таблицы маршрутизации зависит от используемого протокола маршрутизации. В общем случае таблица маршрутизации содержит следующую информацию:

Действительные адреса устройств в сети;

Служебную информацию протокола маршрутизации;

Адреса ближайших маршрутизаторов.

Основными требованиями, предъявляемыми к алгоритму маршрутизации являются:

Оптимальность выбора маршрута;

Простота реализации;

Устойчивость;

Быстрая сходимость;

Гибкость реализации.

Оптимальность выбора маршрута является основным параметром алгоритма, что не требует пояснений.

Алгоритмы маршрутизации должны быть просты в реализации и использовать как можно меньше ресурсов

Алгоритмы должны быть устойчивыми к отказам оборудования на первоначально выбранном маршруте, высоким нагрузкам и ошибкам в построении сети.

Сходимость - это процесс согласования между маршрутизаторами информации о топологии сети. Если определенное событие в сети приводит к тому, что некоторые маршруты становятся недоступны или возникают новые маршруты, маршрутизаторы рассылают сообщения об этом друг другу по всей сети. После получения этих сообщений маршрутизаторы производят переназначение оптимальных маршрутов, сто в свою очередь может породить новый поток сообщений. Этот процесс должен завершиться, причем достаточно быстро, иначе в сетевой топологии могут появиться петли, или сеть вообще может перестать функционировать. Алгоритмы маршрутизации должны быстро и правильно учитывать изменения в состоянии сети (например, отказ узла или сегмента сети).

Достоинства гибкой реализации не требуют комментариев.

Алгоритмы маршрутизации могут быть:

Статическими или динамическими;

Одномаршрутными или многомаршрутными;

Одноуровневыми или многоуровневыми;

Внутридоменными или междоменными;

Одноадресными или групповыми.

Для статических (неадаптивных) алгоритмов маршруты выбираются заранее и заносятся вручную в таблицу маршрутизации, где хранится информация о том, на какой порт отправить пакет с соответствующим адресом. Протоколы, разработанные на базе статических алгоритмов, называют немаршрутизируемыми. Примерами немаршрутизируемых протоколов могут служить LAT (Local AreaTransport, транспортный протокол для канальных областей) фирмы DEC, протокол подключения терминала и NetBIOS. Обычно с этими протоколами работают мосты, так как они не различают протоколы сетевого уровня.

При использовании динамических алгоритмов таблица маршрутизации автоматически обновляется при изменении топологии сети или трафика в ней. Динамические алгоритмы различаются по способу получения информации о состоянии сети, времени изменения маршрутов и используемым показателям оценки маршрута.

Одномаршрутные протоколы определяют только один маршрут. Он не всегда оказывается оптимальным. Многомаршрутные алгоритмы предлагают несколько маршрутов к одному и тому же получателю. Такие алгоритмы позволяют передавать информацию по нескольким каналам одновременно, что означает повышение пропускной способности сети.

Алгоритмы маршрутизации могут работать в сетях с одноуровневой или иерархической архитектурой. В одноуровневой сети все ее фрагменты имеют одинаковый приоритет, что, как правило, обусловлено схожестью их функционального назначения. Иерархическая сеть содержит подсети (фрагменты сети). Маршрутизаторы нижнего уровня служат для связи фрагментов сети. Маршрутизаторы верхнего уровня образуют особую часть сети, называемую магистралью (опорная часть). Маршрутизаторы магистральной сети передают пакеты между сетями нижнего уровня.

Иерархическая структура в больших и сложных сетях позволяет значительно упростить процесс управления сетью, облегчает изоляцию сегментов сети и т.д. Например, логическая изоляция сегментов сети допускает установку брандмауэров.

Некоторые алгоритмы маршрутизации действуют только в пределах своих доменов (внутридоменная маршрутизация), а другие - как в пределах своих доменов, так и в смежных с ними (междоменная маршрутизация). В данном случае домен означает область маршрутизации, в которой работает один или несколько протоколов. В разных доменах работают разные протоколы. Если необходима связь доменов, используется междоменная маршрутизация.

Одноадресные алгоритмы маршрутизации предназначены для передачи конкретной информации (по одному или нескольким маршрутам) только одному получателю. Многоадресные (или групповые) алгоритмы способны передавать информацию многим получателям одновременно.

Когда маршрутизатор получает пакет, он считывает адрес назначения и определяет, по какому маршруту отправить пакет. Обычно маршрутизаторы хранят данные о нескольких возможных маршрутах. Выбор маршрута зависит от нескольких факторов, в том числе:

Применяемой системы измерения длины маршрута (его метрики);

Маршрутизируемого протокола высокого уровня;

Коммутатор

Когда появились первые устройства, позволяющие разъединять сеть на несколько доменов коллизий (по сути фрагменты ЛВС, построенные на hub-ах), они были двух портовыми и получили название мостов (bridge-ей). По мере развития данного типа оборудования, они стали многопортовыми и получили название коммутаторов (switch-ей). Некоторое время оба понятия существовали одновременно, а поздее вместо термина "мост" стали применять "коммутатор".

Обычно, проектируя сеть, с помощью коммутаторов соединяют несколько доменов коллизий локальной сети между собой. В реальной жизни в качестве доменов коллизий выступают, как правило, этажи здания, в котором создается сеть. Их обычно более 2-х, а в результате обеспечивается гораздо более эффективное управление трафиком чем у прародителя комутатора - моста. По меньшей мере, он может поддерживать резервные связи между узлами сети.