Vi bygger et hjemmenettverk. Ruter

I dag er de fleste enheter utstyrt med spesialiserte radiomoduler som kan kommunisere med ulike andre enheter ved hjelp av Wi-Fi-teknologi. Men hovedformålet med denne modulen er å få tilgang til Internett i høy hastighet.

Til tross for utviklingen av moderne teknologier, tilbyr leverandørene fortsatt Internett via kablet teknologi. Det er derfor kablede rutere er erstattet av rutere som bruker Wi-Fi-teknologi. Disse enhetene gir samtidig tilgang til én Internett-kanal for flere enheter.

Ruterdefinisjon

En ruter (eller ruter) er egentlig en slags minidatamaskin. Den utfører funksjonen å distribuere Internett-kanalressurser. Dekningsområdet til en Wi-Fi-ruter kan være veldig forskjellig, alt avhenger av modellen og typen.

Ruteren brukes som et tilgangspunkt, som utfører følgende funksjoner:

• videresending av datapakker mellom individuelle segmenter av samme nettverk;
• kobler forskjellige nettverk til hverandre (hvert nettverk kan ha sin egen arkitektur);
• kan videresende ulike opplysninger basert på topologien til nettverksarkitekturen.

Det er noen likheter mellom en ruter og en hub. Den ligger i de forskjellige nettverkslagene der disse to enhetene opererer. Ruteren opererer på den tredje nettverksmodellen kalt OSI. Navet opererer på 1. nivå eller på 2. nivå.

Hensikten med ruteren

En Wi-Fi-ruter er designet for å organisere nettverksplass. Dessuten brukes den ikke bare som en bro for å opprette en forbindelse mellom en Internett-leverandør og ulike nettverksenheter, men også som en kobling mellom ulike lokale nettverksenheter.

Det er tre hovedformål med en Wi-Fi-ruter:

Hvordan ruteren fungerer

Driftsprinsippet for alle rutere av forskjellige typer (bærbare, hjemme, kablet og trådløse) er praktisk talt det samme. Den består i å finne adressen til mottakeren av de overførte dataene ved å bruke en spesiell tabell i ruterens minne. Hvis den nødvendige adressaten mangler, blir pakken ganske enkelt ikke behandlet og tilbakestilt.

Rutingtabellen ser omtrent slik ut:

Informasjon kan også overføres på andre måter ved å bruke:

• avsenders adresse;
• protokoller på ulike nivåer;
• innholdet i nettverkspakkeoverskrifter;
• diverse annen informasjon.

Mange rutere kan utføre følgende operasjoner:

• kringkastingsadresser til både mottaker og avsender;
• filtrere transittdatastrømmen;
• kryptere og dekryptere data.

Gjennomgang av rutere

Det finnes mange modeller av rutere av forskjellige typer.

Konvensjonelt kan alle deles inn i følgende kategorier:

Rutere er også delt inn etter tilkoblingstype:

En hjemmeruter er det vanligste hubalternativet. Dette nettverksutstyret har litt større totale dimensjoner enn andre typer (internt, mini og bil).

Men de har en rekke fordeler fremfor sine kolleger:

• stort dekningsområde;
• enkelt oppsett;
• brukervennlighet.

En utmerket hjemmerutermodell med en kompromisspris er TP-Link TL-WR841N. Driften er ganske stabil og kostnadene er lave.

Foto: optimalt forhold mellom pris og kvalitet

Bilrutere er den minste av alle varianter. De er ekstremt kompakte i størrelse. Også ganske ofte utstyrer produsentene den med et støtsikkert hus. Ulempene inkluderer et lite dekningsområde. Strøm tilføres vanligvis fra billedninger - der det er en spenning på 12 (V).

En av de vanligste modellene av 3G-rutere er UMTS ZTE MF60. Den er kompakt og holder batterilading ganske lenge.

Mini-rutere har svært beskjedne totaldimensjoner. De lar deg bruke den selv på steder hvor mengden ledig plass er svært begrenset. Denne typen nettverksenhet kalles også noen ganger en lomme Wi-Fi-ruter.

Rutere for TV er høyt spesialisert utstyr designet for å koble til en TV. Brukes med ulike modeller som er utstyrt med muligheten til å koble til Internett.

3G Wi-Fi-rutere er huber som har muligheten til å koble til et mobilnettverk ved hjelp av 3G-teknologi. De er utstyrt med en spesiell radiomodul som tillater kommunikasjon gjennom et vanlig SIM-kort fra en mobiloperatør. En av de mest populære ruterne av denne typen er H25A 3G WiFi.

Eksterne Wi-Fi-rutere er alle rutere plassert utenfor en personlig datamaskin. Interne rutere er vanligvis små brett som passer inn i systemenheten til en personlig datamaskin. Når det gjelder funksjonalitet, er de praktisk talt like. I noen tilfeller er interne rutere mer praktiske fordi de enkelt kan plasseres inne i dekselet. Og de tar ikke opp plass på skrivebordet ditt eller andre steder.

Rutere kan ikke være globalt forskjellige fra hverandre på noen måte. Driften av alle enheter er basert på samme prinsipp.

Ruter kostnadstabell

Rutere er delt inn i forskjellige kategorier, ikke bare etter type, men også etter pris. Dette gjør det mye enklere å velge riktig modell – du kan enkelt velge enten en veldig dyr modell med mange tilleggsfunksjoner eller den billigste.

Funksjoner og egenskaper til rutere

For å jobbe komfortabelt hjemme eller på kontoret trenger du en Wi-Fi-ruter som kan støtte en ganske bred kanal og som også har gode ytelsesegenskaper:

• En av de viktigste egenskapene til rutere er støtte for standarder som IEEE 802.11g, IEEE 802.11n. I det første tilfellet er datautveksling mulig med en hastighet på 54 Mbit/s gjennom gatewayen, i det andre tilfellet - opptil 600 Mbit/s;
• Det er ønskelig med en USB-port og muligheten til å bruke 3G-teknologi for å koble til Internett. Dette vil gjøre det mulig å unngå å ha et stort antall forskjellige ledninger under føttene;
• Det er ønskelig at ruteren støtter protokoller som L2TP og PPTP. Ellers vil det ganske enkelt være umulig å jobbe med noen Internett-leverandører (for eksempel med Beeline).

Video: anmeldelse av Wi-Fi-ruteren “Upvel UR-309BN”

Funksjoner og forskjeller på rutere

En Wi-Fi-ruter har mange funksjoner:

• De fleste modeller har muligheten til å koble til ikke bare ved hjelp av Wi-Fi, men også ved hjelp av en vanlig nettverkskabel (twisted pair). Dette lar deg kombinere PC-er til ett nettverk for å utveksle data mellom dem;
• ruteren tildeler en personlig IP-adresse fra DHCP-serveren til hver nettverksenhet;
• Internett-kanalen fra leverandøren kan koble til ruteren ved hjelp av WAN-grensesnittet;
• Mange rutere er utstyrt med USB-kontakter.

Noen rutere kan også skille seg fra sine kolleger i nærvær av forskjellige tilleggsfunksjoner:

• VoIP-modulen lar deg bruke IP-telefonitjenester (det er en spesiell kontakt på etuiet for å koble til en telefonlinje);
• Tilstedeværelsen av en USB-kontakt lar deg koble ulike enheter direkte til ruteren.

Vanligvis, jo dyrere rutermodellen er, jo flere muligheter har den. Mange mennesker vet ikke hvordan de skal bruke forskjellige tilleggsfunksjoner - all nødvendig informasjon er tilgjengelig i den medfølgende dokumentasjonen til enheten. Hvert år forenkler produsenten i økende grad teknologien for å sette opp og bruke enhetene sine, og gjør dermed Wi-Fi Internett mer og mer tilgjengelig for massene.

De fleste selv ikke veldig erfarne brukere har lenge visst hva uttrykket Wi-Fi-ruter betyr. Siden Internett og trådløs kommunikasjonsteknologi allerede har kommet inn i livene våre veldig tett. Det er derfor de fleste moderne hus og leiligheter har en enhet som utfører funksjonen å distribuere Internett mellom individuelle enheter.

Utbredelsen av Internett oppfordrer vanlige brukere til aktivt å delta i bruken av de nyeste teknologiene uten hjelp fra spesialistformidlere. Som praksis har vist, er det ikke lett å finne en ekte spesialist innen IT-teknologi, og tjenestene deres er ikke billige. En annen ting er overfloden av amatørkonsulenter. Og selv om de holder prisene for tjenestene sine på et høyt nivå, er kvaliteten og volumet på arbeidet de utfører ganske innenfor evnene til en vanlig bruker.

Problemer med å organisere et lokalt nettverk oppstår ikke bare for systemadministratorer for bedrifter og kontorer. Overfloden av digitale enheter som brukes av gjennomsnittsfamilien krever ufrivillig ikke bare deling av trafikk, men også inkludering i et felles nettverk. Den beste løsningen på dette problemet er å bruke en ruter.

Hva er en ruter? Med en spesialists ord er dette en enhet som fungerer som hovedlenken til et lokalt nettverk. En ruter er en høyteknologisk svitsj som, basert på informasjon om nettverkstopologien og visse regler, tar beslutninger om videresending av pakker mellom elementene som utgjør nettverket.

Driftsprinsippet til ruteren er basert på bruken av mottakeradressen som ligger direkte i datapakken, som bestemmes av enheten og velger dataoverføringsbanen. Hvis det ikke er noen rute for å beskrive adressen, blir pakken forkastet.

Andre metoder for å bestemme pakkevideresendingsruter kan bruke kildeadressen; for dette tas protokoller på øvre nivå og annen informasjon i pakkehodene til et spesifikt nettverkslag i betraktning. Ofte tar rutere på seg funksjonen med å oversette adressene til både mottakeren og avsenderen av transittdata, basert på visse regler for å begrense tilgangen.

For den gjennomsnittlige brukeren har spørsmålet om hva en ruter er et mye enklere svar. Faktisk er dette en kompakt enhet plassert ved inngangen til det lokale nettverket. Avhengig av type kan den overføre data både via ledninger og via trådløs kommunikasjonsteknologi.

Dynamisk ruting lar ruteren nettverke et stort antall elementer og til og med flere lokale kretser. Hva er en ruter i dette tilfellet? Dette er en enhet som går utover den vanlige koblingen. Med sin hjelp gjør det ikke bare arbeidet til systemadministratoren enklere, men gir også muligheten til å organisere et fullverdig lokalt nettverk av en vanlig bruker.

Vi trenger ikke lenger å bry oss med spesifikke konsepter og sjargong for spesialister; det er ikke nødvendig å fordype oss i klassifiseringen av protokoller. Det er nok å gå gjennom alle kravene i instruksjonene punkt for punkt, og som et resultat av noen få minutters arbeid står et lokalt nettverk med rikelig med muligheter til tjeneste.

Prosessen med å sette opp en ruter er så enkel at selv et skolebarn kan håndtere det. Noen inkonsekvenser kan oppstå når du bestemmer nettverksadressen til selve ruteren, men de kan løses enten automatisk eller manuelt (avhengig av typen enheter som brukes).

Hvis definisjonen av en ruter i utgangspunktet så veldig forvirrende ut på grunn av bruken av spesifikke termer, kan nå alle som har støtt på konfigurasjonen og installasjonen svare på spørsmålet om hva en ruter er. En enkel og rimelig enhet som letter prosessen med å organisere et nettverk finner en plass på kontoret og hjemme. Grensesnittet for å jobbe med det er enkelt og intuitivt. Fordelen til utviklerne av moderne rutere er å forenkle prosessen med å sette dem opp, noe som gjør dem veldig vanlige og tilgjengelige blant en bred kategori av moderne brukere.

Moderne digitale datanettverk har en ekstremt omfattende topologi, mange forbindelser og komplekse algoritmer for å adressere og omdirigere trafikkstrømmer. For å sikre jevn drift av dette systemet, brukes spesielle enheter som ruter informasjon og overvåker korrekt levering. Så hva er en ruter?

Så hva er en ruter? Det er en nettverksenhet som videresender datapakker på ett eller flere undernett i henhold til et forhåndsdefinert prinsipp. I motsetning til en hub (hub) og en switch (switch), som ganske enkelt kobler sammen datamaskiner med en fysisk linje, analyserer en ruter datapakker, bestemmer destinasjonen og velger en datarute basert på informasjonen som mottas. De første modellene kunne bare bestemme ruter basert på et kart spesifisert av administratoren, men moderne modeller er i stand til å analysere gjeldende nettverksytelse, overvåke topologiendringer og bestemme trafikkprioritetsklasser, og gir raskere kanaler og kortere ruter til interaktivt innhold på bekostning av mindre betydelige filstrømmer og for eksempel elektronisk post. I tillegg til profesjonelle rutere som er ansvarlige for funksjonen til nettverk av hele byer og regioner (de såkalte kjernenivårutere), er det også kompakte modeller designet for å kontrollere og distribuere trafikk i en separat leilighet eller kontor.

Ruter: enhet og operasjonsprinsipp

Hver ruter har én eller flere porter, minne for lagring av rutingtabeller og en prosessor som behandler pakker og annen tjenesteinformasjon.

Fra hver innkommende pakke trekker ruteren ut adresser, sjekker rutetabellen, og hvis den finner ut at det er en sti som destinasjonen kan nås langs, videresender den pakken gjennom riktig port. Men hvis adressen er angitt feil, ruten mangler, eller videresending er forbudt av sikkerhetsinnstillinger, blir pakken forkastet.

Sikkerhetssystemet inkluderer:

• Brannmur - noen adresser eller porter kan lukkes helt; ikke en eneste pakke vil noen gang komme inn i eller forlate nettverket hvis dette undersystemet er riktig konfigurert.
• VPN - virtuelle private nettverk. I dette tilfellet dannes et virtuelt kryptert segment inne (eller rettere sagt "på toppen") av nettverket, som har sitt eget adresseringssystem. Andres datamaskiner vil ikke kunne sende ondsinnede pakker med en slik trafikkorganisasjon.
• NAT - nettverksadresseoversettelse. Ruteren modifiserer pakkeoverskriften på en slik måte at den skjuler detaljer om den interne organisasjonen til nettverket for eksterne observatører. Enhver intern adresse oversettes til en spesifikk ekstern adresse, transparent for applikasjoner som bruker nettverket.

Ofte har rutere et system for automatisk å generere en rutingtabell i henhold til spesifiserte parametere, spesifisert enten av nettverksadministratoren gjennom et spesielt grensesnitt, ved å bruke en av de utviklede protokollene (RIP, OSPF, BGP), som beregner beregninger (ytelse og prioritet) av nettverk, pakkestørrelse, trafikkklasser og annen informasjon.

Teknologier til moderne rutere

Moderne rutere er i stand til å omdirigere trafikk ikke bare i kablede nettverk, men også kringkaste data mellom terrestriske og trådløse segmenter, noe som gir opphav til en hel klasse enheter kalt. Fiberoptiske linjer kan kobles til enkelte enheter på nøyaktig samme måte.

Ofte er det ikke bare en ruter i ett tilfelle, men også en DHCP-server som automatisk konfigurerer nettverksgrensesnittene til tilkoblede datamaskiner og legger dem til rutingtabellen, en utskriftsserver som gjenkjenner pakker beregnet på skriveren og kontrollerer den tilkoblede utskriftsenheten. til ruteren, en webserver for å organisere Internett-grensesnittet til kontrollkonsollen og (bilder, musikk, videoer) lagret på disker (teknologi som ligner på NAS).

En ruter kan ikke bare være en spesiell enhet, men også en datamaskin med spesifikk programvare og ett eller flere nettverkskort.

Eller inngangsport, er en nettverksnode med flere IP-grensesnitt (inneholder egen MAC-adresse og IP-adresse) koblet til forskjellige IP-nettverk, som, basert på å løse rutingproblemet, omdirigerer datagrammer fra et nettverk til et annet for levering fra avsender til mottaker.

De er enten spesialiserte datamaskiner eller datamaskiner med flere IP-grensesnitt, hvis drift styres av spesiell programvare.

Ruting i IP-nettverk

Ruting brukes til å motta en pakke fra én enhet og videresende den over nettverket til en annen enhet via andre nettverk. Hvis det ikke er noen rutere på nettverket, støttes ikke ruting. Rutere ruter (videre) trafikk til alle nettverk som utgjør internettverket.

For å rute en pakke, må ruteren ha følgende informasjon:

• Ankomstadresse
• En ruter i nærheten som den kan lære om eksterne nettverk fra
• Tilgjengelige stier til alle eksterne nettverk
• Den beste veien til hvert eksternt nettverk
• Metoder for vedlikehold og kontroll av ruteinformasjon

Ruteren lærer om eksterne nettverk fra naborutere eller fra nettverksadministratoren. Ruteren bygger deretter en rutetabell som beskriver hvordan du finner eksterne nettverk.

Hvis nettverket er koblet direkte til ruteren, vet det allerede hvordan pakken skal rutes til det nettverket. Hvis nettverket ikke er direkte tilkoblet, må ruteren lære (lære) tilgangsveier til det eksterne nettverket ved hjelp av statisk ruting (administratoren legger inn plasseringen til alle nettverk manuelt i rutingtabellen) eller ved hjelp av dynamisk ruting.

Dynamisk ruting er en rutingprotokollprosess som bestemmer hvordan en enhet kommuniserer med naborutere. Ruteren vil oppdatere informasjon om hvert nettverk den lærer. Hvis det skjer en endring i nettverket, informerer den dynamiske rutingsprotokollen automatisk alle rutere om endringen. Hvis statisk ruting brukes, må systemadministratoren oppdatere rutingtabellene på alle enheter.

IP-ruting er en enkel prosess som er den samme på nettverk av alle størrelser. For eksempel viser figuren prosessen med trinn-for-trinn-interaksjon mellom vert A og vert B på et annet nettverk. I eksemplet ber brukeren av vert A om IP-adressen til vert B ved å pinge. Ytterligere operasjoner er ikke så enkle, så la oss se på dem mer detaljert:

• På kommandolinjen angir brukeren ping 172.16.20.2. På vert A genereres en pakke ved hjelp av nettverkslagsprotokoller og ICMP.

• IP kaller ARP for å finne ut destinasjonsnettverket for pakken ved å se på IP-adressen og subnettmasken til vert A. Dette er en forespørsel til den eksterne verten, dvs. pakken er ikke bestemt for en vert på det lokale nettverket, så pakken må videresendes til ruteren for å bli videresendt til ønsket fjernnettverk.
• For at vert A skal sende en pakke til ruteren, må verten kjenne maskinvareadressen til rutergrensesnittet som er koblet til det lokale nettverket. Nettverkslaget sender pakke- og maskinvaredestinasjonsadressen til datalinklaget som skal rammes inn og videresendes til den lokale verten. For å få en maskinvareadresse, ser verten opp plasseringen av destinasjonen i sitt eget minne, kalt ARP-cachen.
• Hvis IP-adressen ennå ikke er nådd og ikke er til stede i ARP-cachen, sender verten en ARP-kringkasting for å slå opp maskinvareadressen på IP-adressen 172.16.10.1. Dette er grunnen til at den første Ping-forespørselen vanligvis vil tidsavbrytes, men de andre fire forespørslene vil lykkes. Når en adresse er bufret, er det vanligvis ingen tidsavbrudd.
• Ruteren svarer og rapporterer maskinvareadressen til Ethernet-grensesnittet som er koblet til det lokale nettverket. Nå har verten all informasjonen for å videresende pakken til ruteren over det lokale nettverket. Nettverkslaget sender pakken ned for å generere en ICMP ekkoforespørsel (Ping) ved datalinklaget, og legger til pakken med maskinvareadressen som verten skal sende pakken til. Pakken har kilde- og destinasjons-IP-adresser sammen med en indikasjon på pakketypen (ICMP) i nettverkslagsprotokollfeltet.
• Datalinklaget danner en ramme som innkapsler pakken sammen med kontrollinformasjonen som er nødvendig for videresending over det lokale nettverket. Denne informasjonen inkluderer kilde- og destinasjonsmaskinvareadressene, samt verdien i typefeltet angitt av nettverkslagsprotokollen (dette vil være typefeltet siden IP bruker Ethernet_II-rammer som standard). Figur 3 viser en ramme generert ved lenkelaget og videresendt over det lokale mediet. Figur 3 viser all informasjonen som er nødvendig for å kommunisere med ruteren: kilde- og destinasjonsmaskinvareadresser, kilde- og destinasjons-IP-adresser, data og ramme-CRC-sjekksummen plassert i FCS-feltet (Frame Check Sequence).
• Linklaget til vert A videresender rammen til det fysiske laget. Der blir nuller og enere kodet inn i et digitalt signal og deretter sendt over et lokalt fysisk nettverk.

• Signalet når ruterens Ethernet 0-grensesnitt, som er synkronisert med den digitale signalinnledningen for å hente fram rammen. Etter å ha konstruert rammen, kontrollerer rutergrensesnittet CRC, og på slutten av mottak av rammen sammenligner den mottatte verdien med innholdet i FCS-feltet. I tillegg sjekker den overføringsprosessen for mediefragmentering og konflikter.
• Destinasjonsmaskinvareadressen er sjekket. Siden det samsvarer med ruterens adresse, analyseres rammetypefeltet for å finne ut hva som skal gjøres videre med denne datapakken. Typefeltet spesifiserer IP-protokollen, så ruteren sender pakken til IP-protokollprosessen som kjører på ruteren. Rammen er slettet. Den originale pakken (generert av vert A) plasseres i ruterens buffer.
• IP-protokollen ser på destinasjons-IP-adressen i pakken for å finne ut om pakken er bestemt til selve ruteren. Siden destinasjons-IP-adressen er 172.16.20.2, bestemmer ruteren fra rutetabellen at nettverket 172.16.20.0 er direkte koblet til Ethernet-grensesnitt 1.
• Ruteren videresender pakken fra bufferen til Ethernet-grensesnitt 1. Ruteren må ramme den for å videresende pakken til destinasjonsverten. Ruteren sjekker først sin ARP-cache for å finne ut om maskinvareadressen allerede er løst under tidligere interaksjoner med det gitte nettverket. Hvis adressen ikke er i ARP-bufferen, sender ruteren en ARP-kringkastingsforespørsel til Ethernet-grensesnitt 1 for å slå opp maskinvareadressen for IP-adressen 172.16.20.2.
• Vert B svarer med maskinvareadressen til nettverksadapteren på ARP-forespørselen. Ruterens Ethernet 1-grensesnitt har nå alt det trenger for å videresende pakken til den endelige destinasjonen. Figuren viser en ramme generert av ruteren og sendt over det lokale fysiske nettverket.

Rammen som genereres av ruterens Ethernet 1-grensesnitt har en kildemaskinvareadresse fra Ethernet-grensesnitt 1 og en destinasjonsmaskinvareadresse for verts B-nettverksadapteren. Det er viktig å merke seg at, til tross for endringer i kilde- og destinasjonsmaskinvareadressene, på hver ruter grensesnittet som sendte pakken, IP-adressekilden og destinasjonen endres aldri. Pakken er ikke modifisert på noen måte, men rammene endres.

• Vert B mottar rammen og sjekker CRC. Hvis kontrollen er vellykket, forkastes rammen og pakken overføres til IP-protokollen. Den analyserer destinasjons-IP-adressen. Siden destinasjons-IP-adressen er den samme som adressen angitt i vert B, undersøker IP-protokollen protokollfeltet for å bestemme destinasjonen til pakken.
• Pakken vår inneholder en ICMP ekkoforespørsel, så vert B genererer et nytt ICMP ekkosvar med en kilde-IP-adresse lik Host B og en destinasjons-IP-adresse lik Host A. Prosessen starter på nytt, men i motsatt retning. Imidlertid er maskinvareadressene til alle enheter langs pakkens bane allerede kjent, så alle enheter vil kunne hente maskinvareadressene til grensesnittene fra sine egne ARP-cacher.

I store nettverk er prosessen lik, men pakken må reise flere hopp på vei til destinasjonsverten.

Rutingtabeller

I TCP/IP-stakken tar rutere og sluttnoder beslutninger om hvem de skal sende en pakke til for å lykkes med å levere den til destinasjonsnoden, basert på såkalte rutingtabeller.

Tabellen er et typisk eksempel på en rutetabell som bruker nettverkets IP-adresser for nettverket vist i figuren.

Rutetabell for ruter 2

Tabellen viser en rutetabell for flere ruter, siden den inneholder to ruter til nettverk 116.0.0.0. Når det gjelder å konstruere en rutetabell med én rute, er det nødvendig å spesifisere kun én vei til nettverk 116.0.0.0 basert på den laveste metriske verdien.

Som du lett kan se er flere ruter med ulike parametere definert i tabellen. Du må lese hver slik oppføring i rutetabellen som følger:

For å levere en pakke til nettverket med en adresse fra Network Address-feltet og en maske fra Network Mask-feltet, må du sende en pakke fra grensesnittet med IP-adressen fra Interface-feltet til IP-adressen fra Gateway Address-feltet , og "kostnaden" for slik levering vil være lik tallet fra feltet Metrics.

I denne tabellen angir kolonnen "Destinasjonsnettverksadresse" adressene til alle nettverk som denne ruteren kan overføre pakker til. TCP/IP-stakken tar i bruk den såkalte ett-hopp-tilnærmingen for å optimalisere pakkevideresendingsruten (neste-hopp-ruting) - hver ruter og sluttnode deltar i å velge bare ett pakkeoverføringstrinn. Derfor indikerer ikke hver linje i rutetabellen hele ruten som en sekvens av IP-adresser til ruterne som pakken må passere gjennom, men bare én IP-adresse - adressen til den neste ruteren som pakken må overføres til. Sammen med pakken overføres ansvaret for å velge neste rutehopp til neste ruter. One-hop-tilnærmingen til ruting betyr en distribuert løsning på rutevalgproblemet. Dette fjerner begrensningen på maksimalt antall transittrutere langs pakkens bane.

For å sende en pakke til neste ruter, kreves det kunnskap om dens lokale adresse, men i TCP/IP-stakken er det vanlig å kun bruke IP-adresser i rutingtabeller for å bevare deres universelle format, uavhengig av typen nettverk på Internett. For å finne en lokal adresse fra en kjent IP-adresse, må du bruke ARP-protokollen.

One-hop-ruting har en annen fordel - den lar deg redusere størrelsen på rutingtabeller i endenoder og rutere ved å bruke den såkalte standardruten (0.0.0.0), som vanligvis opptar den siste linjen i rutingtabellen, som destinasjonsnettverksnummer. Hvis det er en slik oppføring i rutetabellen, sendes alle pakker med nettverksnummer som ikke er i rutetabellen til ruteren som er angitt i standardlinjen. Derfor lagrer rutere ofte begrenset informasjon om Internett-nettverk i tabellene sine, og videresender pakker for andre nettverk til standardporten og ruteren. Standardruteren antas å videresende pakken til ryggraden, og rutere koblet til ryggraden har full kunnskap om Internetts sammensetning.

I tillegg til standardruten kan det være to typer spesielle oppføringer i rutingtabellen - en oppføring om en vertsspesifikk rute og en oppføring om adressene til nettverk som er direkte koblet til ruterportene.

En vertsspesifikk rute inneholder en full IP-adresse i stedet for et nettverksnummer, det vil si en adresse som ikke bare har nullinformasjon i nettverksnummerfeltet, men også i vertsnummerfeltet. Det antas at for en slik endenode bør ruten velges annerledes enn alle andre noder i nettverket den tilhører. I det tilfellet når tabellen inneholder forskjellige poster om videresending av pakker for hele nettverket N og dets individuelle node med adressen N,D, når en pakke adressert til node N,D ankommer, vil ruteren gi preferanse til posten for N,D.

Oppføringer i rutingtabellen knyttet til nettverk direkte koblet til ruteren inneholder nuller ("tilkoblet") i "Metrics"-feltet.

Rutingalgoritmer

Grunnleggende krav for rutingalgoritmer:

• nøyaktighet;
• enkelhet;
• pålitelighet;
• stabilitet;
• Rettferdighet;
• optimalitet.

Det finnes ulike algoritmer for å konstruere tabeller for ett-hopp-ruting. De kan deles inn i tre klasser:

• enkle rutingalgoritmer;
• faste rutingalgoritmer;
• adaptive rutingalgoritmer.

Uavhengig av algoritmen som brukes til å bygge rutetabellen, har resultatet av arbeidet deres et enkelt format. På grunn av dette, i samme nettverk, kan forskjellige noder bygge rutingtabeller i henhold til sine egne algoritmer, og deretter utveksle manglende data med hverandre, siden formatene til disse tabellene er faste. Derfor kan en ruter som bruker en adaptiv rutingalgoritme gi en endenode som bruker en fast rutingalgoritme med stiinformasjon til et nettverk som sluttnoden ikke vet noe om.

Enkel ruting

Dette er en rutingmetode som ikke endres når topologien og tilstanden til dataoverføringsnettverket (DTN) endres.

Enkel ruting leveres av forskjellige algoritmer, typiske for disse er følgende:

• Tilfeldig ruting er overføring av en melding fra en node i en hvilken som helst tilfeldig valgt retning, med unntak av retningene der meldingen ble mottatt av noden.
• Oversvømmelsesruting er overføring av en melding fra en node i alle retninger bortsett fra retningen som meldingen ankom noden. Denne rutingen garanterer kort pakkeleveringstid, på bekostning av gjennomstrømningsforringelse.
• Ruting basert på tidligere erfaringer - hver pakke har en teller for antall noder som er passert, i hver kommunikasjonsnode analyseres telleren og ruten som tilsvarer tellerens minimumsverdi huskes. Denne algoritmen lar deg tilpasse deg endringer i nettverkstopologi, men tilpasningsprosessen er treg og ineffektiv.

Generelt gir enkel ruting ikke retningsbestemt pakkeoverføring og har lav effektivitet. Dens største fordel er å sikre stabil drift av nettverket i tilfelle feil i ulike deler av nettverket.

Fast ruting

Denne algoritmen brukes i nettverk med en enkel tilkoblingstopologi og er basert på manuell kompilering av en rutetabell av nettverksadministratoren. Algoritmen fungerer ofte effektivt også for ryggraden i store nettverk, siden ryggraden i seg selv kan ha en enkel struktur med åpenbare beste stier for pakker å følge til undernettene som er knyttet til ryggraden; følgende algoritmer skilles:

• Enkeltveis fast ruting er når en enkelt vei etableres mellom to abonnenter. Et nettverk med slik ruting er ustabilt overfor feil og overbelastning.
• Flerveis fast ruting - flere mulige veier kan etableres og en veivalgsregel innføres. Effektiviteten til slik ruting avtar etter hvert som belastningen øker. Hvis en kommunikasjonslinje svikter, er det nødvendig å endre rutetabellen; for dette lagres flere tabeller i hver kommunikasjonsnode.

Adaptiv ruting

Dette er hovedtypen rutingalgoritmer som brukes av rutere i moderne nettverk med komplekse topologier. Adaptiv ruting er basert på at rutere med jevne mellomrom utveksler spesiell topologisk informasjon om nettverkene som er tilgjengelige på Internett, samt om forbindelsene mellom rutere. Vanligvis tas ikke bare topologien til lenker i betraktning, men også deres kapasitet og tilstand.

Adaptive protokoller lar alle rutere samle informasjon om topologien til tilkoblinger i nettverket, og behandler raskt alle endringer i tilkoblingskonfigurasjonen. Disse protokollene er distribuert i naturen, noe som kommer til uttrykk i det faktum at det ikke er noen dedikerte rutere i nettverket som vil samle inn og oppsummere topologisk informasjon: dette arbeidet er distribuert blant alle rutere, følgende algoritmer skilles:

• Lokal adaptiv ruting - hver node inneholder informasjon om lenketilstand, kølengde og rutingtabell.
• Global adaptiv ruting er basert på bruk av informasjon mottatt fra nabonoder. For å gjøre dette inneholder hver node en rutingtabell, som indikerer transitttiden for meldinger. Basert på informasjon mottatt fra nabonoder, beregnes tabellverdien på nytt under hensyntagen til kølengden i selve noden.
• Sentralisert adaptiv ruting - det er en sentral node som samler informasjon om tilstanden til nettverket. Dette senteret genererer kontrollpakker som inneholder rutingtabeller og sender dem til kommunikasjonsnoder.
• Hybrid adaptiv ruting er basert på bruk av en tabell som periodisk sendes av senteret og på å analysere kølengden fra selve noden.

Algoritmeindikatorer (metrikk)

Rutingtabeller inneholder informasjon som bytteprogram bruker for å velge den beste ruten. Hva kjennetegner konstruksjonen av rutetabeller? Hva er arten av informasjonen de inneholder? Denne delen om algoritmemålinger forsøker å svare på spørsmålet om hvordan en algoritme bestemmer om en rute er å foretrekke fremfor en annen.

Rutingalgoritmer bruker mange forskjellige beregninger. Komplekse rutingalgoritmer kan stole på flere beregninger når du velger en rute, og kombinerer dem på en slik måte at resultatet er én hybrid metrikk. Følgende er beregningene som brukes i rutingalgoritmer:

• Rutelengde.
• Pålitelighet.
• Forsinkelse.
• Båndbredde.

Rutelengde.

Rutelengde er den vanligste ruteberegningen. Noen rutingprotokoller lar nettverksadministratorer tilordne vilkårlige priser til hver nettverkskobling. I dette tilfellet er veilengden summen av kostnadene knyttet til hver kanal som ble krysset. Andre rutingprotokoller definerer en "hopptelling", en beregning som beskriver antall turer en pakke må gjøre på vei fra kilden til destinasjonen gjennom nettverksaggregeringselementer (som rutere).

Pålitelighet.

Pålitelighet, i sammenheng med rutingalgoritmer, refererer til påliteligheten til hver lenke i nettverket (vanligvis beskrevet i form av bit-til-feil-forhold). Noen nettverkskoblinger kan mislykkes oftere enn andre. Feil på noen nettverkskoblinger kan løses enklere eller raskere enn feil på andre koblinger. Ved tildeling av pålitelighetsvurderinger kan eventuelle pålitelighetsfaktorer tas i betraktning. Pålitelighetsvurderinger tildeles vanligvis nettverkskanaler av administratorer. Som regel er dette vilkårlige digitale verdier.

Forsinkelse.

Rutingforsinkelse refererer vanligvis til hvor lang tid det tar for en pakke å reise fra kilden til destinasjonen over et internettverk. Latency avhenger av mange faktorer, inkludert båndbredden til de mellomliggende lenkene i nettverket, køene ved porten til hver ruter langs pakkens bane, nettverkstopp på alle mellomkoblingene i nettverket, og den fysiske avstanden pakken må reise over. . Fordi det er en konglomerasjon av flere viktige variabler, er latens den vanligste og mest nyttige beregningen.

Båndbredde.

Båndbredde refererer til tilgjengelig trafikkkapasitet for en hvilken som helst kobling. Alt annet likt er en 10 Mbps Ethernet-kanal å foretrekke fremfor en hvilken som helst leid linje med en båndbredde på 64 KB/s. Selv om båndbredde er et estimat på den maksimalt oppnåelige kapasiteten til en kobling, er ikke ruter som går gjennom lenker med høyere båndbredde nødvendigvis bedre enn ruter som går gjennom langsommere lenker.