Пример составной сети и основные принципы маршрутизации

Важнейшей задачей сетевого уровня является маршрутизация – передача пакетов между двумя конечными узлами в составной сети. Пакеты инкапсулированы в поле данных передаваемых в соответствии с используемой сетевой технологией кадров (frame).

Основные принципы маршрутизации рассмотрим на следующем примере составной сети:  

В этой сети 20 маршрутизаторов объединяют 18 сетей в общую сеть. «S1», «S2»,..., «S20» – это номера сетей. Маршрутизаторы имеют по несколько портов (по крайней мере, по два), к которым присоединяются сети. Каждый порт маршрутизатора можно рассматривать как отдельный узел сети: он имеет собственный сетевой адрес и собственный локальный адрес в той подсети, которая к нему подключена. Например, маршрутизатор №1 имеет три порта, к которым подключены сети «S1», «S2», «S3». На рисунке сетевые адреса этих портов обозначены как «М1(1)», «M1(2)» и «М1(3)». Порт «М1(1)» имеет локальный адрес в сети с номером «S1», порт «M1(2)» – в сети «S2», а порт «М1(3)» – в сети «S3». Таким образом, маршрутизатор можно рассматривать как совокупность нескольких узлов, каждый из которых входит в свою сеть. Как единое устройство маршрутизатор не имеет ни отдельного сетевого адреса, ни какого-либо локального адреса.

Замечание: Если маршрутизатор имеет блок управления (например, SNMP-управления), то этот блок имеет собственные локальный и сетевой адреса, по которым к нему обращается центральная станция управления, находящаяся где-то в составной сети.

В составных сетях почти всегда существует несколько маршрутов для передачи пакетов между двумя конечными узлами. Маршрут – это последовательность маршрутизаторов, которые должен пойти пакет от отправителя до узла назначения. Так пакет, отправленный из узла «A» в узел «B», может пройти через маршрутизаторы №17, №12, №5, №4, №1 или №17, №13, №7, №6, №3.

Задачу выбора маршрута из нескольких возможных решают совместными усилиями маршрутизаторы и конечные узлы. Маршрут выбирается на основании имеющийся у этих устройств информации о текущей конфигурации сети (составной сети), а также на основании критерия выбора маршрута. Обычно в качестве критерия выступает задержка прохождения маршрута отдельным пакетом или средняя пропускная способность маршрута для последовательности пакета. Часто также используется весьма простой критерий, учитывающий только количество пройденных в маршруте промежуточных маршрутизаторов (хопов).