Маршрутизация и коммутация Коммутация - экономичное продвижение пакетов на основании локального адреса (MAC-адрес, номер виртуального канала) 1.Обеспечивается продвижение пакета между «соседями»: -одной локальной сети (не разделенной маршрутизаторами) -по каналу «точка-точка» глобальной сети 2.Таблицы коммутации небольшого размера – учитываются только адреса активно взаимодействующих «соседей» 3.Пакет при продвижении не модифицируется – экономия действий, стоимость скорости

Коммутация в локальных сетях FCSData MAC2 Порт 4 Порт 3 Порт 2 Порт 1 FCSData MAC2 3 Передача в выходной порт MAC7 Порт 2 MAC8 Порт 1 MAC2 Порт 3 2 Поиск МАС-адреса в таблице продвижения FCSData MAC2 1 Прием в буфер, проверка контрольной суммы SWITCH

Маршрутизация Порт 4 Порт 3 Порт 2 Порт 1 3 Проверка контрольной суммы заголовка IP-пакета Отдельный процесс -построение таблицы маршрутизации по RIP, OSPF или BGP Поиск в таблице маршрутизации 2 Извлечение IP-пакета из кадра Data IP FCSData MAC2 IP 1 Прием в буфер, проверка контрольной суммы канального уровня FCSData MAC2 IP 5 Подсчет КС кадра, формирование кадра и передача на выходной порт FCSData MAC7 IP ROUTER

Коммутация в глобальных сетях - техника виртуальных каналов Порт 3 Порт 2 Порт 1 Порт 4 Порт 3 Порт Новый виртуальный канал Пакет Setup Адрес узла Адрес назначенияПорт Таблица маршрутизации Входная метка Входной порт Выходная метка Выходной порт Таблица коммутации Порт 1

Коммутация в глобальных сетях - техника виртуальных каналов Порт 4 Порт 3 Порт 2 Порт 1 Порт 4 Порт 3 Порт 2 Порт DLCI Кадр Виртуальный канал

Коммутация в глобальных сетях - техника виртуальных каналов Порт 4 Порт 3 Порт 2 Порт 1 Порт 4 Порт 3 Порт 2 Порт К1К2 Таблица коммутации К Входная метка Входной порт Выходная метка Выходной порт

Сравнение коммутаторов и маршрутизаторов Коммутаторы + Работают на канальном уровне, прозрачны для протоколов верхнего уровня + Быстрые устройства - обрабатывают кадры со скоростями, близкими к предельным (wire speed) Не могут фильтровать трафик для защиты от несанкционированного доступа или ошибок (широковещательный шторм) Не могут объединять сети с разными технологиями

Маршрутизаторы + Способны объединять сети с разными технологиями (составные сети) + Защищают и изолируют сети от проблем в одной из сетей (широковещательный шторм, нежелательный доступ) + Осуществляют баланс и приоритезацию трафика - Обрабатывают пакеты медленней, чем мосты (количество этапов при обработке больше в 2- 3 раза)

Концентраторы 1.Рабочие группы – 10 Мбит/с, standalone, $8-10 за порт 2.Рабочие группы – 100 Мбит/с, standalone, $15-20 за порт 3.Стековые – 10 Мбит/с, Примерная стоимость сетевых устройств 1.Gigabit Ethernet TP - $200 2.Gigabit Ethernet FO - $ /100 TP – $20-30 Сетевые адаптеры

Коммутаторы 3 уровня Порты 10/100 TP с поддержкой QoS – $250 – 300 Порты GE TP - $1000 Порты GE SX - $2000 Коммутаторы 2 уровня 1.10 Мбит/с Standalone – $ /100 TP Standalone – $30 – Стековые 10/100 - $

Пути преодоления недостатков маршрутизаторов и коммутаторов 1. Отказ от маршрутизации - «плоские» сети плохо масштабируются: любой ошибочный трафик может парализовать сеть - популярность IP не допускает такого решения 2. Ускорение работы маршрутизаторов за счет тесной интеграции с коммутаторами - уменьшение числа промежуточных операций маршрутизаторов NHRP, MPOA - совмещние функций маршрутизации и коммутации в одном устройстве - MPLS 3. Ускорение выполнения операций маршрутизации - отделение функций продвижения от составления таблиц маршрутизации (управление) - использование ASIC для быстрого продвижения (forwarding & filtering в силиконе – рутинные операции, топология и построение таблиц – в универсальном CPU)

Взаимодействие слоев маршрутизаторов и коммутаторов в современных сетях Традиционный способ - сеть коммутаторов используется для связи с территориально соседним маршрутизатором Результат - большое число хопов - медленное продвижение пакета

Взаимодействие слоев маршрутизаторов и коммутаторов в современных сетях – обычное одноуровневое представление

Взаимодействие слоев маршрутизаторов и коммутаторов в современных сетях Ускоренная маршрутизация - пакет передается маршрутизатору, ближайшему к адресу назначения – один хоп между маршрутизаторами Происходит «прокол» сети коммутаторов до ближайшего к узлу назначения маршрутизатора

Основная проблема - как определить канальный адрес ближайшего к адресу назначения маршрутизатора ? VCI?

1 вариант – использование PVC Создается полносвязная (mesh) топология – каждый маршрутизатор связан PVC с каждым Недостаток – плохо масштабируемая сеть – слишком много виртуальных каналов, трудно поддерживать и модифицировать Сети с виртуальными каналами

1 вариант – использование PVC – логическая структура Каждый виртуальный канал – отдельный логический интерфейс (subinterface) – fr0/0, fr0/1, fr0/2, … Сети с виртуальными каналами

1 вариант – использование PVC – логическая структура Пример конфигурирования Сети с виртуальными каналами interface fr0/0 ip address ip ospf network [point-to-point] encapsulation frame-relay neighbour frame-relay map ip interface fr0/1 ip address ip ospf network [point-to-point] encapsulation frame-relay neighbour frame-relay map ip

1 вариант – использование PVC – крупная сеть - неполносвязная Сети с виртуальными каналами Недостаток – большое число промежуточных хопов

2 вариант – использование SVC Каждый маршрутизатор может связяться с каждым – установив SVC и разорвав соединение, когда данные долго не поступают в данном направлении. Аналог полносвязных PVC, лучше масштабируется Недостаток – долгое время установления соединения Плохо для кратковременных потоков Сети с виртуальными каналами

net вариант – использование SVC Пример конфигурирования Сети с виртуальными каналами Router A Router C Router B net atm11.111… atm33.33……33 Логический интерфейс atm33.33…… Atm22.22…..22 Логический интерфейс

2 вариант – использование SVC Пример конфигурирования (продолжение 1) Router A Interface ATM0/0 ip address map-group a Atm nsap-address Router ospf 1 network area 0 neighbour Map-list a ip atm-nsap Сети с виртуальными каналами

2 вариант – использование SVC Пример конфигурирования (продолжение 2) Router B Interface ATM0/0 ip address map-group a Atm nsap-address Router ospf 1 network area 0 neighbour Map-list a ip atm-nsap Сети с виртуальными каналами

2 вариант – использование SVC Пример конфигурирования (продолжение 3) Router C Interface ATM0/0.1 ip address map-group a Atm nsap-address Interface ATM0/0.2 ip address map-group b Atm nsap-address Router ospf 1 network area 0 neighbour neighbour Map-list a ip atm nsap-address Map-list b ip atm nsap-address

Основная проблема SVC - как определить канальный адрес ближайшего к адресу назначения маршрутизатора: -без ручного конфигурирования всех соседей -с учетом логической структуризации (неполносвязности) сети коммутаторов (VLAN в локальных сетях, ELAN – в сетях АТМ)

NHRP - кратчайшая связь между LIS через «усеченные» маршрутизаторы NBMA NBMA NBMA NBMA-2 Клиент NHC - только IP forwarding NBMA-1 NHRP-запрос прямого пути Прямой путь Клиент NHC - только IP forwarding Сервер NHS

Вопрос Протокол NHRP заменяет протокол Classical IP или дополняет его?

Технология IP Switching компании Ipsilon - тесная интеграция IP с АТМ IP-маршрутизация АТМ-коммутация IP-маршрутизация АТМ-коммутация IP-маршрутизация АТМ-коммутация IP-маршрутизация АТМ-коммутация Долговременный поток Кратковременный поток Значения VPI/VCI в коммутаторах расставляет специальный протокол распределения меток, работающий по указаниям IP Метки могут быть расставлены заранее - перед передачей данных