Коаксиальный кабель представляет собой медный проводник, покрытый диэлектриком и окруженный свитой из тонких медных проводников экранирующей защитной оболочкой.
Основу волоконно-оптического кабеля составляют «внутренние подкабели» – стеклянные или пластиковые волокна диаметром от 5 (одномодовые) до 100 (многомодовые) микрон, окруженные твердым заполнителем и помещенные в защитную оболочку диаметром 125–250 мкм. В одном кабеле может содержаться от одного до нескольких сотен таких «внутренних подкабелей»). Кабель, в свою очередь, окружен заполнителем и покрыт более толстой защитной оболочкой, внутри которой положен один или несколько силовых элементов, принимающих на себя обеспечение механической прочности кабеля.
Радиоканал – это беспроводной канал связи, прокладываемый через эфир. Система передачи данных (СПД) по радиоканалу включает в себя радиопередатчик и радиоприемник, настроенные на один и тот же радиоволновой диапазон, который определяется частотной полосой электромагнитного спектра, используемой для передачи данных. Высокоскоростной доступ предоставляет пользователям каналы со скоростью передачи 2 Мбит/с. и выше./15/
2.3 Анализ протоколов маршрутизации в компьютерных сетях
Маршрутизация (Routing) – это способ направления сообщений по различным сетям, посредством которого устройства доставляют сообщения получателям. Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты). Статическими маршрутами могут быть:
– маршруты, не изменяющиеся во времени;
– маршруты, изменяющиеся по расписанию;
– маршруты, изменяющиеся по ситуации – административно в момент возникновения стандартной ситуации.
Существуют два основных типа протоколов маршрутизации: протоколы внутренних маршрутизаторов (IGP – interior gateway protocol), для маршрутизаторов, находящихся внутри автономной системы (autonomous system), и протоколы внешних маршрутизаторов (EGP – exterior gateway protocol), для маршрутизаторов, которые общаются с маршрутизаторами в других автономных системах.
2.3.1 Протокол RIP
RIP (Routing Information Protocol) – один из наиболее распространенных протоколов маршрутизации в небольших компьютерных сетях. Алгоритм маршрутизации RIP (алгоритм Беллмана – Форда) был впервые разработан в 1969 году, как основной для сети ARPANET./1/
Протокол RIP предназначен для автоматического обновления таблицы маршрутов, при этом используется информация о состоянии сети, которая рассылается маршрутизаторами (routers). В соответствии с протоколом RIP любая машина может быть маршрутизатором. При этом все маршрутизаторы делятся на активные и пассивные. Активные маршрутизаторы сообщают о маршрутах, которые они поддерживают в сети. Пассивные маршрутизаторы читают эти широковещательные сообщения и исправляют свои таблицы маршрутов, но при этом сами информацию в сеть не предоставляют. Обычно в качестве активных маршрутизаторов выступают шлюзы, а в качестве пассивных – обычные машины (hosts).
В основу алгоритма маршрутизации по протоколу RIP положена простая идея: чем больше шлюзов надо пройти пакету, тем большевреми требуется для прохождения маршрута. При обмене сообщениями маршрутизаторы сообщают в сеть IP – номер сети и число «прыжков» (hops), которое надо совершить, пользуясь данным маршрутом. Надо сразу заметить, что такой алгоритм эффективен только для сетей, которые имеют одинаковую скорость передачи по любому сегменту сети./16/
Недостатки RIP. Во-первых, RIP не имеет представления о делении на подсети. Если обычный 16-битный идентификатор хоста в адресе класса В ненулевой, RIP не может определить, принадлежит ли ненулевая часть идентификатору подсети или IP адрес – это целиком адрес хоста. Некоторые реализации используют маску подсети того интерфейса, через который пришла RIP информация, однако такой способ не всегда корректен.
Во-вторых, для RIP требуется очень много времени, чтобы восстановить функционирование сети, после того как вышел из строя маршрутизатор или канал. Время обычно составляет несколько минут. В это время могут возникнуть петли маршрутизации. В современных реализациях RIP существует множество рекомендаций, которые позволяют избавляться от петель маршрутизации и увеличить скорость сходимости сетей./17/
2.3.2 Протокол OSPF
OSPF (англ. OpenShortestPathFirst) – протокол динамической маршрутизации, основанный на технологии отслеживания состояния канала (link-statetechnology) и использующий для нахождения кратчайшего пути Алгоритм Дейкстры (Dijkstra’salgorithm). Протокол OSPF был разработан IETF в 1988 году. Последняя версия протокола представлена в RFC 2328./17/
OSPF также отличается от RIP (как и многие другие протоколы маршрутизации) тем, что OSPF использует непосредственно IP. Это означает, что он не использует UDP или TCP. OSPF имеет собственную величину, которая устанавливается в поле протокола (protocol) в IP заголовке.
К тому же, так как OSPF это протокол состояния канала, а не протокол вектора расстояний.
2.3.3 Протокол BGP
BGP (протокол граничных маршрутизаторов (Border Gateway Protocol)) – это протокол внешних маршрутизаторов, предназначенный для связи между маршрутизаторами в различных автономных системах. BGP заменяет собой старый EGP, который использовался в ARPANET.
Системы, поддерживающие BGP, обмениваются информацией о доступности сети с другими BGP системами. Эта информация включает в себя полный путь по автономным системам, по которым должен пройти траффик (поток данных), чтобы достичь этих сетей. Эта информация адекватна построению графа соединений AS (автономных систем). При этом возникает возможность легко обходить петли маршрутизации, а также упрощается процесс принятия решений о маршрутизации.
BGP отличается от RIP или OSPF тем, что BGP использует TCP в качестве транспортного протокола. Две системы, использующие BGP, устанавливают TCP соединения между собой и затем обмениваются полными таблицами маршрутизации BGP. Обновления представляются в виде изменений таблицы маршрутизации (таблица не передается целиком).
BGP это протокол вектора расстояний, однако, в отличие от RIP (который объявляет пересылки к пункту назначения), BGP перечисляет маршруты к каждому пункту назначения (последовательность номеров автономных систем к пункту назначения). При этом исчезают некоторые проблемы, связанные с использованием протоколов вектора расстояний./18/
2.3.4 Протокол IGRP
Протокол IGRP предназначен для определения маршрутов, которые расположены внутри автономных систем и относится, поэтому, к классу протоколов Interior Gateway Protocol. По способу сбора информации о маршрутах внутри автономной системе этот протокол относится к типу distant–vector.
Этот протокол был разработан специалистами компании Cisco в середине 1980-х годов. В отличие от наиболее популярного протокола маршрутизации RIP, который также является алгоритмом типа distant – vector, протокол IGRP обладал существенными отличиями.
Наиболее существенным отличием протокола IGRP от первой версии протокола RIP являлось наличие комплексного критерия оценки качества маршрута – метрики.
Использование протокола маршрутизации IGRP позволяет определять и обслуживать несколько параллельных маршрутов, которые связывают одну пару источник – приемник. Существенной особенностью данного протокола маршрутизации является то, что эти маршруты не обязательно должны иметь одинаковую метрику для того, чтобы быть использованными в качестве компонентов единого интегрального канала.
2.3.5 Протокол EIGRP
Протокол маршрутизации EnhancedIGRP был разработан специалистами компании Cisco, и представляет собой дальнейшее развитие принципов, которые были заложены в IGRP. В частности, по отношению к протоколу IGRP обеспечиваются следующие дополнительные возможности:
• Поддержка внеклассовых IP сетей;
• Передача частичных обновлений таблицы маршрутов;
• Поддержка различных протоколов сетевого уровня.
Формально протокол EIGRP относится к алгоритмам маршрутизации типа distant – vector, однако этот протокол сочетает в себе лучшие качества протокола типа link – state и поэтому может быть отнесен к особому типу протоколов маршрутизации – к гибридным протоколам./18/
2.3.6 Протокол IS-IS
Протокол маршрутизации OSI под названием «протокол обмена данными между промежуточными системами IS-IS» (Intermediate System – to – Intermediate System) использует тот же принцип маршрутизации по состоянию каналов, что и рассмотренный выше протоколOSPF. Но если OSPF является разработкой IETF, то протокол IS-IS был создан ISO (International Standard Organization).
Как раз в терминологии ISO маршрутизаторы называются «промежуточными системами» (Intermediate System, IS), а хосты – «конечными системами» (End System, ES). Существует также протокол ES-IS, с помощью которого маршрутизаторы узнают о подключенных к ним хостах, а хосты – о маршрутизаторах.
Оказалось, что протокол IS-IS очень хорошо работает в весьма больших сетях, содержащих более 500 маршрутизаторов.
Подобно OSPF, протокол IS-IS разделяет сеть на области, чтобы не распространять информацию о маршрутах среди всех маршрутизаторов сети, обеспечивая разумные размеры их таблиц маршрутизации, а тем самым – быструю сходимость поиска маршрута.
Названное преимущество протокола IS-IS – в то же время и его существенный недостаток. Этот недостаток связан с так называемой лавинной рассылкой пакетов (flooding), вызываемой внезапным изменением состояния каналов (либо канал неожиданно стал недоступен, либо, наоборот, возобновил свою работу после перерыва). Flooding характеризуется обменом между маршрутизаторами огромным количеством служебных пакетов, т. к. каждый маршрутизатор, соседний с данным, приняв очередное извещение об изменении состояния каналов и обновив свои таблицы маршрутизации, пересылает его дальше../19/