Routování směrovač. směrovač

Routování směrovač 1

Routování – směrovač Předmět:

Počítačové sítě a systémy

Téma hodiny:

Routování – směrovač _

Třída:

Autor: Software:

3. a 4. ročník SŠ technické

Ing. Fales Alexandr SMART Notebook 11.0.583.0

Obr. 1 Síťové prvky ­ Ing. Fales Alexandr

2

Routování – směrovač Router: FTP klient

protokol FTP

FTP server

protokol TCP

TCP

TCP protokol IP

IP

protokol IP

IP

IP

ovladač

MAC ovladač

ovladač

MAC ovladač

Ethernetu

Ethernetu

Token Ring

Token Ring

směrovač

Schéma ­ směrovač propojující 2 sítě

3

Routování – směrovač Router: Jedná se o aktivní prvek sítě, sloužící k propojení  homogenních sítí (stejného protokolu). Propojuje  mezi sebou sítě. Provádí filtraci, fragmentaci a  směrování paketů. Vytváří si routovací (směrovací)  tabulku s cestami s nejlepší "cenou" do jemu  známých sítí, Blokuje broadcast. Snižuje TTL (dobu  života paketu) o 1. Zahazuje pakety a generuje  ICMP. Pracuje na třetí (síťové) vrstvě referenčního  ISO/OSI modelu. Jedná se o vyšší zařízení s určitou  inteligencí. Jde o most s možností volby směru toku  dat k cíli, přičemž se rozhoduje na základě IP adres.  Používá se při připojování sítí k Internetu. Klasický  malý router je dnes součástí kombinovaného  zařízení v domácnostech. 

4

Routování – směrovač Router: Základní funkce: ­ zajišťuje a vybírá tu nejlepší cestu v PC síti ­ rozhoduje se o (ne)směrování na základě směro­ vací (routovací) tabulky, obsahující záznamy o do­ stupných sítích vč. metriky cesty, vycházející z logi­ ckého uspořádání PC sítě, k portům směrovače jsou  přiřazeny známé sítě s cestou a metrikou ­ jedním z rozhodovacích faktorů je délka prefixu  cílové IP adresy ­ blokuje broadcast (všesměrové vysílání) ­ paket s neznámou cílovou adresou sítě je buď  zničen s následným vygenerováním ICPM zprávy  nebo je zaslán na port s implicitní sběrnou sítí ­ vnitřně přepíná pakety ze vstup. portu na výstupní

5

Routování – směrovač Router: Základní funkce: ­ provádí fragmentaci paketů, a to v případě, že má  přijatý paket větší délku než povolená maximální  přenosová jednotka (MTU) na vybraném portu.  Paket je fragmentován (rozdělen) na fragmenty  (části) odpovídající velikosti a jednotlivým částem  jsou přidělena čísla a informace pro opětovné  složení pakety z všech fragmentovaných částí.  Určující je i skutečnost "0" nebo "1" v bitu nesoucí  info o možnostech fragmentace. V případě "1" jde o  "Don´t fragment", což znamená, že paket nesmí být  fragmentován, proto bude zahozen a následně  vygenerovaná ICMP pro zdrojovou stanici. Na ní je  už zda fragmentaci provede nebo pošle paket jinam.

6

Routování – směrovač Router: Základní funkce: ­ jednou z hlavních činností je snižování hodnoty  pole TTL (Time to Live), což je doba života paketu.  Toto pole zabraňuje bloudění paketů v sítí do  nekonečna vlivem cyklického nebo nepřesného  směrování, apod. Pro jednoduchost se jedná o počet  hopů (směrovačů) na cestě k cíli, kterými může  paket projít, než bude zahozen (zničen). Každý  router, kterým paket projde, sníží toto pole o "1",  dokud není pole nulové. V případě, že dojde paketu  život, pole TTL se dostane na "0" dřív než dosáhne  cíle, je buď zahozen s následným vygenerováním  ICMP zprávy nebo, nachází­li se směrovač v cílové  síti, je dále do cílové cítě směrován.

7

Routování – směrovač Router: Základní funkce: ­ aby měly směrovače aktuální informace ve svých  směrovacích tabulkách o okolních sítích a metrice,  musí si mezi sebou vyměňovat informace nezbytné  pro směrování. Také musí pružně reagovat na  změny v topologii sítě, ať už výpadkem spoje,  směrovač či celé sítě, nebo připojením nového  směrovače do sítě. Směrovače udržují konvergenci,  jde o jakousi logickou mapu sítě se správnými  cestami pro přesné směrování. V případě její změny  či ztráty musí obnovení proběhnout co nejrychleji.  Pro výměnu těchto informací mezi směrovači slouží  směrovací protokoly.

8

Routování – směrovač Router: Základní funkce: ­ provádí inteligentní filtrování paketů ze směrova­ cích informací na základě protokolů a IP adres ­ zvyšuje průchodnost sítě díky frontám, což  znamená vytvoření ne jedné vstupní a proti ní  výstupní frontě na každém portu, ale řady front v  závislosti na prioritách paketu dle daných protokolů ­ podporuje rozložení zátěže na jednotlivé porty ve  smyslu paralelních cest ­ výkonný směrovač s vnitřní páteřní sběrnicí může  nahradit páteřní síť ­ využívá přenosové linky pouze v případě potřeby ­ dnešní směrovače mají autokonfiguraci nebo  dálkovou konfiguraci prostřednictvím serveru

9

Routování – směrovač Konvergence: Velmi důležitá je vzájemná spolupráce směrovačů: 1) komunikují spolu o aktuální situaci cest v síti  (pakety mohou v sítí putovat různými cestami) 2) informují zdrojovou stanici v případě problému s  doručováním (posláním) paketu k cíli. Rychlá konvergence je asi nejdůležitějším úkolem  směrovačů a směrovacích protokolů. Konvergenci  sítě si lze představit jako náhled směrovačů na  celou síť, který spolu sdílejí a díky tomu směrují dle  aktuálního stavu a především správně. Dojde­li k  výpadku spoje nebo směrovače, nastává ztráta  konvergence a směrovače musí rychle distribuovat  směrovací informace o aktuálním stavu, čímž si  zaktualizují i směrovací (routovací) tabulky.

10

Routování – směrovač Protokoly: Směrovatelné protokoly ­ jde o protokoly, jejichž  pakety lze směrovat. Jedná se hlavně o protokoly  síťové vrstvy, komunikační jako je IP, dále firemní  protokoly DECnet, AppleTalk, Novell, XNS, aj., tyto  protokoly používají logické adresy, díky nimž mohou  směrovače jejich pakety směrovat (přepojovat) k cíli.

Směrovací protokoly ­ jde o protokoly sloužící ke  zjištění vhodné cesty k cílové stanici (adrese) pro  směrované pakety dle určitého algoritmu. Současné směrovače jsou multiprotokolové, resp.  podporují více různých síťových protokolů, kdy  každý směrovatelný protokol má právě 1 směrovací  tabulku.

11

Routování – směrovač MAC adresa: Směrovač využívá jak síťovou vrstvu, tak i spojovou  vrstvu. Na svých rozhraních podporuje spojový  protokol, resp. MAC (fyzickou) adresaci a také  zapouzdření rámce. V okamžiku určení cesty pro  paket si zjišťuje mapováním (protokolem ARP) mezi  cílovou IP adresou paketu a MAC adresou, na kterou  paket po zapouzdření do rámce pošle. Cílová IP adresa se v paketu směrovaném PC sítí  nikdy nemění, oproti tomu se cílová MAC adresa  mění skok od skoku, a to vždy na hodnotu MAC  adresy rozhraní dalšího směrovače/cílové stanice v  síti. Zdrojová IP adresa se také nemění, ale MAC  adresa odchozího rozhraní se mění dle aktuálního  odesílatele, resp. souseda dalšího skoku.

12

Routování – směrovač Výhody a nevýhody: Výhody: ­ zvýšení bezpečnosti a průchodnosti v síti díky  inteligentní filtraci paketů na základě IP adres a  směrovacích informací ­ zvýšení průchodnosti sítě díky inteligenci podpory  frontových mechanismů (ke každému portu lze  konfigurovat několik front dle priority paketů) ­ segmentace sítí pro zamezení průchodu chybných  paketů, broadcastů a paketů na neznámou adresu ­ možnost užívat linky jen v případě potřeby

13

Routování – směrovač Výhody a nevýhody: ­ náhrada páteřní sítě výkonným směrovačem se  „sdruženou“ vnitřní páteřní sběrnicí ­  dle výrobce podpora automatické konfigurace  směrovače a konfigurace na dálku přes server ­ podpora rozložení zatížení do paralelních cest Nevýhody: ­ náročnost na správu a management v síti ­ náročnost na konfiguraci

14

Routování – směrovač

15

Routování – směrovač

16

Routování – směrovač

17

Routování – směrovač

18

Routování – směrovač

19

Routování – směrovač

20

Routování – směrovač Přibližte aplikaci směrovače z hlediska routování:

Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.

21

Routování – směrovač Popište jednotlivé funkce směrovače v PC sítích:

Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.

22

Routování – směrovač Přibližte konvergenci a objasněte otázku protokolů:

Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.

23

Routování – směrovač Klasifikujte výhody a nevýhody použití směrovače:

Nad výsledky odborně diskutejte s vyučujícím.

24

Dotazy Děkuji za pozornost. Ing. Fales Alexandr

Obr. 1 Síťové prvky ­ Ing. Fales Alexandr

25

Zdroje informací Literární publikace: PUŽMANOVÁ, R. Moderní komunikační sítě od A do  Z. 2. akt. vyd. Brno: Computer Press, 2006. ISBN:  80­251­1278­0. s. 430 HORÁK, J. ­ KERŠLÁGER, M. Počítačové sítě pro  začínající správce. 5. akt. vyd. Brno: Computer Press, 2013. ISBN: 978­80­251­3176­3. s. 303 Fotografie a obrázky: Autorem fotografií a obrázků, není­li  uvedeno jinak, je Ing. Fales Alexandr Obr. 1 Síťové prvky ­ Ing. Fales Alexandr

26