Принцип роботи маршрутизатора. Таблиця маршрутизації.

Принцип роботи маршрутизатора.

Маршрутизатори працюють на мережному рівні моделі OSI: можуть пересилати пакети з однієї мережі до іншої. Для того, щоб надіслати пакети в потрібному напрямку, маршрутизатор використовує таблицю маршрутизації, що зберігається у пам'яті.

Зазвичай маршрутизатор використовує адресу одержувача, вказану в пакетах даних, і визначає за таблицею маршрутизації шлях, за яким слід передати дані. Якщо в таблиці маршрутизації для адреси немає описаного маршруту, пакет відкидається.

Існують і інші способи визначення маршруту пересилки пакетів, коли, наприклад, використовується адреса відправника, використовувані протоколи верхніх рівнів і інша інформація, що міститься в заголовках пакетів мережевого рівня. Нерідко маршрутизатори можуть здійснювати трансляцію адрес відправника і одержувача, фільтрацію транзитного потоку даних на основі певних правил з метою обмеження доступу, шифрування/дешифрування переданих даних тощо.

Таблиця маршрутизації.

Таблиця маршрутизації (англ. routing table) — електронна таблиця (файл) або база даних, що зберігається на маршрутизаторі або мережевому комп'ютері, що описує відповідність між адресами призначення і інтерфейсами, через які слід відправити пакет даних до наступного маршрутизатора. Є найпростішою формою правил маршрутизації.

Таблиця маршрутизації містить інформацію, на основі якої маршрутизатор приймає рішення про подальшу пересилку пакетів. Таблиця складається з деякого числа записів — маршрутів, в кожному з яких міститься наступна інформація:

• Адресу мережі або вузла призначення, або вказівку, що маршрут є маршрутом за замовченням (default route);
• Маску мережі призначення (для IPv4-мереж маска / 32 (255.255.255.255) дозволяє вказати одиничний вузол мережі);
• Шлюз, що позначає адресу маршрутизатора в мережі, на яку необхідно надіслати пакет, що прямує до вказаної адреси призначення;
• Інтерфейс (залежно від системи це може бути порядковий номер, GUID або символьне ім'я пристрою);
• Метрику — числовий показник, що задає перевагу маршруту. Чим менше число, тим кращий маршрут (інтуїтивно представляється як відстань).

У таблиці може бути один, а в деяких операційних системах і кілька шлюзів за замовченням. Такий шлюз використовується для мереж для яких немає більш конкретних маршрутів в таблиці маршрутизації. Метрики записів в таблиці грають роль в обчисленні найкоротших маршрутів до різних одержувачів.

Залежно від моделі маршрутизатора і використовуваних протоколів маршрутизації, в таблиці може міститися деяка додаткова службова інформація.

Таблиця маршрутизації може складатися двома способами:

Статична маршрутизація (static routing) виконується вручну. Її здійснює мережевий адміністратор, вносячи зміни в конфігурацію маршрутизатора. Адміністратор повинен змінювати цю інформацію про маршрути кожного разу, коли змінюється мережева топологія. Статична маршрутизація зменшує кількість переданої службової інформації, оскільки в цьому випадку не надсилається інформація про зміни в маршрутному розкладі (у разі використання протоколу RIP це потрібно робити кожні 30 секунд).

У великих мережах, які містять велику кількість з'єднаних одна з одною підмереж, вручну прописувати маршрути доставки пакетів на всіх маршрутизаторах досить важко. До того ж такі маршрути є статичними, тобто при кожній зміні конфігурації мережі потрібно буде проробляти велику роботу, перероблюючи систему IР-маршрутизації. Щоб уникнути цього, потрібно налаштувати маршрутизатори так, щоб вони обмінювалися один з одним інформацією про маршрути. Для цього в мережах використовують динамічні протоколи маршрутизації.

З іншого боку, він є найстабільнішим і таким, що вимагає мінімуму апаратних ресурсів маршрутизатора для обслуговування таблиці.

Динамічна маршрутизація — коли записи в таблиці оновлюються автоматично за допомогою одного або кількох протоколів маршрутизації — RIP, OSPF, EIGRP, BGP, та ін. Крім того, маршрутизатор будує таблицю оптимальних шляхів до мереж призначення на основі різних критеріїв — кількості проміжних вузлів, пропускної спроможності каналів, затримки передачі даних тощо. Критерії обчислення оптимальних маршрутів найчастіше залежать від протоколу маршрутизації, а також задаються конфігурацією маршрутизатора. Такий спосіб побудови таблиці дозволяє автоматично тримати таблицю маршрутизації в актуальному стані і обчислювати оптимальні маршрути на основі поточної топології мережі. Проте динамічна маршрутизація надає додаткове навантаження на пристрої, а висока нестабільність мережі може приводити до ситуацій, коли маршрутизатори не встигають синхронізувати свої таблиці, що приводить до суперечливих відомостей про топологію мережі в різних її частинах і втрати даних, що передаються.

Статична маршрутизація має кілька переваг. Вона дозволяє адміністраторові вказати, яка службова інформація буде передаватися по мережі. З міркувань безпеки адміністратор може приховати деякі частини мережі. Динамічна маршрутизація має тенденцію до повної відкритості всієї інформації про мережу.