Meny

Alt om rutere: Typer rutere, rutetabell og IP-ruting

  • Hoved
  • Annen
  • Alt om rutere: Typer rutere, rutetabell og IP-ruting

all about routers types routers

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer

Rollen og betydningen av rutere i datanettverkssystem:

Vår forrige opplæring i dette Full opplæringsserie for nettverk forklarte oss om Lag 2 og lag 3 brytere i detalj. I denne opplæringen vil vi se om rutere i detalj.

Rutere brukes mye overalt i vårt daglige liv, da disse forbinder de forskjellige nettverkene samlet fordelt over lange avstander.

Ettersom navnet er selvforklarende, tilegner rutere nomenklaturen fra arbeidet de utfører, betyr at de gjør ruting av datapakker fra kildesiden til en destinasjon ved å bruke noen rutealgoritme i datanettverkssystemene.

gratis ansattes klokke nedlasting av programvare

Betydningen av rutere

Hva du vil lære:

Hva er rutere?

Hvis du hadde et teleselskap som har ett avdelingskontor i Bangalore og et annet i Hyderabad, så bruker vi rutere i begge ender som ble koblet til via fiberoptisk kabel gjennom STM-koblinger med høy båndbredde eller DS3-koblinger for å etablere en forbindelse.

I dette scenariet vil trafikken i form av data, tale eller video flyte fra begge ender dedikert mellom dem uten forstyrrelse fra tredje uønsket trafikk. Denne prosessen er kostnadseffektiv og tidseffektiv.

På samme måte spiller denne ruteren også en nøkkelrolle for å etablere forbindelser mellom programvaretestere, dette vil vi utforske videre i opplæringen.

Nedenfor er diagrammet over et ruternettverk der to rutere, nemlig R1 og R2, kobler sammen tre forskjellige nettverk.

Ruternettverk

I denne veiledningen vil vi studere de forskjellige aspektene, funksjonene og applikasjonene til rutere.

Typer rutere

Det er i utgangspunktet to typer rutere:

Maskinvare-rutere: Dette er maskinvaren med særegen innebygd programvarekompetanse levert av produsentene. De bruker rutingevner for å utføre ruting. De har noen flere spesielle funksjoner, i tillegg til grunnleggende rutefunksjon.

Cisco 2900-rutere, ZTE ZXT1200, ZXT600-rutere er eksemplet på vanlige maskinvarerutere.

Programvarerutere: De fungerer på samme måte som maskinvareruterne gjør, men de har ingen separat maskinvareboks. Det er kanskje et vindu, Netware eller Linux-server. Disse har alle innebygde ruteferdigheter.

Selv om programvareruterne vanligvis brukes som gateways og brannmurer i store datanettverkssystemer, har begge typer rutere sine egne funksjoner og betydning.

Programvareruterne har en begrenset port for WAN-tilkobling og annen port- eller kortstøtte LAN-tilkobling, derfor kan de ikke ta plass for maskinvarerutere.

På grunn av de innebygde funksjonene ved ruting vil alle kort og porter utføre WAN-ruting og andre, avhengig av konfigurasjon og kapasitet.

Funksjoner av rutere

Maskinvaretilkobling av grunnleggende Cisco Router

  • Fungerer på nettverkslaget til OSI-referansemodellen og kommuniserer med naboenheter om konseptet IP-adressering og subnetting.
  • Hovedkomponentene til rutere er den sentrale prosessorenheten (CPU), flashminne, ikke-flyktig RAM, RAM, nettverksgrensesnittkort og konsoll.
  • Rutere har en annen type flere porter som hurtig-Ethernet-port, gigabit og STM-koblingsport. Alle porter støtter høyhastighets nettverkstilkobling.
  • Avhengig av hvilken type port som trengs i nettverket, kan brukeren konfigurere dem deretter.
  • Rutere utfører datakapslingen og dekapsuleringsprosessen for å filtrere ut uønsket interferens.
  • Rutere har den innebygde intelligensen til å dirigere trafikk i et stort nettverkssystem ved å behandle undernettverk som et intakt nettverk. De har evnen til å analysere typen neste lenke og hoppe forbundet med den, noe som gjør dem bedre enn andre lag-3-enheter som bryter og broer.
  • Rutere fungerer alltid i master- og slave-modus og gir dermed redundans. Begge ruterne vil ha de samme konfigurasjonene på programvare- og maskinvarenivå hvis master mislykkes, vil slaven fungere som master og utføre hele oppgavene. Dermed sparer den komplette nettverksfeilen.

IP-ruting

Det er prosedyren for å overføre pakkene fra sluttanordningen til et nettverk til ekstern enhet i et annet nettverk. Dette oppnås av rutere.

Rutere inspiserer destinasjonens slutt IP-adresse og neste hopp-adresse og vil ifølge resultatene videresende datapakken til destinasjonen.

Rutetabeller brukes til å finne ut de neste hoppadressene og destinasjonsadressene.

Standard gateway: En standard gateway er ikke annet enn selve ruteren. Den distribueres i nettverket der en slutt-enhetsverten ikke har neste hopp-ruteoppføring av noe eksplisitt destinasjonsnettverk og ikke kan finne veien for å komme til det nettverket.

Derfor er vertsenhetene konfigurert på en slik måte at datapakkene som er rettet mot eksternt nettverk først vil være bestemt til standard gateway.

Da vil standard gateway gi ruten mot destinasjonsnettverket til kildeend-vertsenheten.

Rutetabell

Ruterne har internminnet kalt RAM. All informasjonen en rutetabell samler vil bli lagret i ruterenes RAM. En rutetabell identifiserer banen for en pakke ved å lære IP-adressen og annen relatert informasjon fra tabellen og videresende pakken til ønsket destinasjon eller nettverk.

Følgende er enhetene i en rutetabell:

  1. IP-adresser og nettverksmaske til destinasjonsverten og nettverket
  2. IP-adresser til alle rutere som kreves for å nå destinasjonsnettverket.
  3. Ekstrovert grensesnittinformasjon

Det er tre forskjellige prosedyrer for å fylle ut en rutetabell:

  • Direkte tilkoblede undernett
  • Statisk ruting
  • Dynamisk ruting

Tilkoblede ruter: I den ideelle modusen vil alle grensesnittene til ruterne forbli i 'ned' tilstand. Så grensesnittene for hvilken bruker som skal implementere en konfigurasjon, endrer først tilstanden fra 'ned' til 'opp'. Neste trinn i konfigurasjonen vil være å tildele IP-adressene til alle grensesnitt.

Nå vil ruteren være smart nok til å dirigere datapakkene til et destinasjonsnettverk via direkte tilkoblede aktive grensesnitt. Delnettene legges også til i rutetabellen.

hvordan du returnerer matriser i java

Statisk ruting: Ved å bruke statisk ruting kan en ruter samle ruten til det fjerne endenettverket som ikke er fysisk eller rett koblet til et av grensesnittene.

Routing gjøres manuelt ved å kjøre en bestemt kommando som brukes globalt.

Kommandoen er som følger:

IP route destination_network _IP subnet_mask_ IP next_hop_IP_address.

Det brukes vanligvis i små nettverk som trenger mye manuell konfigurasjon, og hele prosessen er veldig lang.

Et eksempel er som følger:

Statisk ruting

Ruter 1 er fysisk koblet til router 2 på Fast Ethernet-grensesnittet. Ruter 2 er også direkte koblet til delnett 10.0.2.0/24. Siden delnettet ikke er fysisk koblet til ruter 1, utgjør det derfor ikke veien for å rute pakken til destinasjonsnettet.

Nå må vi konfigurere det manuelt, som er som følger:

  • Gå til ledeteksten til ruter 1.
  • Skriv inn IP-rute, rutetabellen har konfigurasjonstypen nedenfor.

Ruter # viser IP-rute

C 192.164.0.0/24 er direkte tilkoblet, FastEthernet0 / 0, C står for tilkoblet.

  • Nå bruker vi statisk rutekommando for konfigurering, slik at ruter 1 kan være i stand til å ankomme Subnet 10.0.0.0/24.

Ruter # conf t

Ruter (config) # ip rute 10.0.0.0 255.255.255.0 192.164.0.2

Ruter (config) # exit

Ruter # viser ip-rute

10.0.0.0/24 er subnett, 1 subnett

S 10.0.0.0 (1/0) via 192.164.0.2

C 192.164.0.0/24 er direkte tilkoblet, FastEthernet0 / 0

S står for statisk.

Merk: Rutens ledetekst har mye annen informasjon, men jeg har bare forklart her den kommandoen og informasjonen som er relevant for emnet.

Dynamisk ruting: Denne typen ruting fungerer med minst en type rutingsprotokoll blir lettere med den. En ruteprotokoll praktiseres av rutere slik at de kan dele rutingsinformasjonen mellom seg. Ved denne prosessen kan hver av ruterne i nettverket lære den informasjonen og vil distribuere den til å bygge opp sine egne rutetabeller.

Ruteprotokoll fungerer på en slik måte at hvis en lenke går ned som det var ruting av data, endrer den dynamisk banen for rutepakke som igjen gjør dem feilresistente.

Dynamisk ruting trenger heller ikke noen manuell konfigurasjon som sparer tid og administrasjonsbelastning.

Vi trenger bare å definere rutene og de tilhørende undernettene som ruteren skal bruke, og resten blir ivaretatt av ruteprotokoller.

Administrativ avstand

Mer enn én ruteprotokoll kan praktiseres av nettverket, og ruterne kan samle ruteinformasjon om nettverket fra forskjellige kilder. Routers hovedoppgave er å søke etter den beste banen. Administrativt avstandsnummer praktiseres av rutere for å oppdage hvilken sti som er best egnet til å dirigere trafikken. Protokollen som indikerer lavere antall administrative avstander er best egnet å bruke.

Metrisk

Tenk at ruteren finner ut to særegne stier for å ankomme destinasjonsverten for det samme nettverket fra samme protokoll, så må den ta beslutningen om å velge den beste banen til rutetrafikk og lagring i rutetabellen.

Metrisk er en måleparameter som brukes for å fikse den best egnede banen. Igjen lavere vil antall beregninger være bedre.

Typer rutingsprotokoller

Det er to typer ruteprotokoller:

  1. Avstandsvektor
  2. Koblingstilstand

Begge typer rutingprotokoller er interiør rutingprotokoller (IGP) som angir at de pleide å handle rutedata i ett selvstyrende nettverkssystem. Mens Border gateway protocol (BGP) er en type eksteriør rutingprotokoll (EGP) som indikerer at den brukes til å handle rutedata mellom to forskjellige nettverkssystemer på internett.

Avstandsvektorprotokoll

RIP (Routing Information Protocol):HVIL I FRED er en slags avstandsvektorprotokoll. I henhold til navnet benytter avstandsvektorrutingsprotokoll avstand for å oppnå den best egnede banen for å nå det eksterne nettverket. Avstanden er i utgangspunktet antallet rutere som eksisterer imellom mens du nærmer deg eksternt nettverk. RIP har to versjoner, men versjon 2 brukes mest populært overalt.

Versjon 2 har muligheten til å presentere nettverksmasker og praktiserer multicast for å sende rutingoppdateringer. Humltelling praktiseres som en beregning, og den har en administrativ telling på 120.

RIP versjon 2 lanserer rutetabellene i hvert intervall på 30 sekunder, og dermed brukes mye båndbredde i denne prosessen. Den bruker multicast-adressen 224.0.0.9 for å starte rutinginformasjon.

EIGRP (Enhanced interior gateway routing protocol): Det er en progressiv type avstandsvektorprotokoll.

De forskjellige typene rutingsaspekter den støtter er:

  • Klasseløs ruting og VLSM
  • Lastbalansering
  • Inkrementelle oppdateringer
  • Ruteoppsummering

Ruterne som bruker EIGRP som en ruteprotokoll, praktiserer multicast-adressen 224.0.0.10. EIGRP-rutere vedlikeholder tre typer rutetabeller som har all nødvendig informasjon.

Den administrative avstanden til EIGRP er 90, og den bestemmer beregningen ved å bruke båndbredde og forsinkelse.

Link State Protocol

Målet med koblingsstatusprotokollen er også lik den for avstandsvektorprotokollen, å finne en best egnet vei til en destinasjon, men distribuere særegne teknikker for å utføre den.

Link state protocol lanserer ikke den generelle rutetabellen, i stedet for den, den lanserer informasjonen om nettverkstopologien som et resultat av at alle rutere som bruker link state-protokollen, skal ha lignende nettverkstopologistatistikk.

Disse er vanskelige å konfigurere og krever mye minnelagring og CPU-minne enn avstandsvektorprotokoll.

Dette fungerer raskere enn for avstandsvektorprotokoller. De vedlikeholder også rutetabellen av tre typer og utfører den korteste sti-algoritmen for å finne ut den beste stien.

OSPF er en slags protokoll for koblingsstatus.

OSPF (åpne korteste vei først):

forskjell mellom blackbox og whitebox testing
  • Det er en klasseløs ruteprotokoll og støtter VLSM, trinnvise oppdateringer, manuell ruteoppsummering og likeverdig belastningsbalansering.
  • Bare grensesnittkostnader brukes som en metrisk parameter i OSPF. Det administrative avstandsnummeret er satt til 110. Multicast IP distribuert for rutingoppdateringer er 224.0.0.5 og 224.0.0.6.
  • Koblingen mellom nærliggende rutere som bruker OSPF-protokollen, settes først opp før du deler rutingsoppdateringene. Siden det er en koblingsstatusprotokoll, flytter ikke rutere hele rutetabellen, men deler bare statistikken om nettverkstopologi.
  • Deretter utfører hver ruter SFP-algoritme for å bestemme den superlative banen og inkluderer den til rutetabellen. Ved å bruke denne prosessen er muligheten for ruting av sløyfefeil minst.
  • OSPF-rutere sender hei-pakkene på multicast IP 224.0.0.5 for å sette opp lenken med naboer. Så når lenken er opprettet, begynner den å flyte rutingoppdateringer til naboer.
  • En OSPF-ruter sender hei-pakker hvert 10. sekund i nettverket. Hvis den ikke mottar returpakken fra en nabo på 40 sekunder, vil den kunngjøre den nabo som nede. Rutere som skal bli naboer, bør ha noen felt som er like vanlige som nettverks-ID, område-ID, hei og døde intervalltimere, autentisering og MTU.
  • OSPF har prosessen med hver meldingautentisering. Dette brukes til å unngå rutere for å overføre falsk rutinformasjon. Den falske informasjonen kan føre til tjenestenektangrep.
  • Det er to metoder for autentisering, MD5 og autentisering av klar tekst. MD5 er mest brukt. Den støtter manuell oppsummeringsprosess av ruter mens den flyter i rutetabeller.

BGP (Border Gateway Protocol):

Så langt har vi diskutert interiørrutingsprotokollene som brukes til små nettverk. Men for store nettverk brukes BGP da det har evnen til å håndtere trafikk over internett for store nettverk.

  • Bransjer som bruker BGP har et eksklusivt autonomt systemnummer som deles med et annet nettverk for å etablere forbindelsen mellom de to selvstyrende systemene (autonome systemer).
  • Ved hjelp av dette joint venture-selskapet kan bransjer og nettverkstjenesteleverandører som mobiloperatører tilby de BGP-kommanderte rutene, og på grunn av dette får systemene den forsterkede hastigheten og effektiviteten på internett med overlegen redundans.
  • Den konstruerer rutevurderingen på grunnlag av nettverkspolitikk, sett med regler konfigurert og rutingstier, og deltar også i å ta hovedkjerne-konklusjoner om ruting.
  • BGP lager sine naboer ved manuell konfigurering blant rutere for å bygge opp en TCP-økt på port 179. En BGP-presentatør sender 19-byte-meldinger hvert 60. sekund til naboene for å etablere forbindelsen.
  • Rutekartmekanisme håndterer flyten av ruter i BGP. Det er ingenting annet enn et sett med regler. Hver regel forklarer, for ruter tilsvarende spesifiserte kriterier, hvilken beslutning som skal implementeres. Beslutningen er å kaste ruten eller å gjøre endringer på få attributter på ruten før du endelig lagrer den i rutetabellen.
  • BGP-stiutvalgskriterier er forskjellige fra andre. Den finner først ut baneattributtene for løkkefrie, synkroniserte ruter for å nå destinasjonen på følgende måte.

Arbeid av ruteren

Arbeid av ruteren

  • I maskinvaredelen av ruteren gjøres de fysiske tilkoblingene gjennom inngangsportene; den oppbevarer også kopien av videresendingstabellen. Bytte stoff er en slags IC (integrert krets) som forteller ruteren hvilken av utgangsporten den skal videresende pakken.
  • Ruteprosessor lagrer rutetabellen i den og implementerer flere rutingsprotokoller som skal brukes i videresendingspakker.
  • Utgangsporten overfører datapakkene tilbake til sitt sted.

Arbeidet er delt inn i to forskjellige plan,

  • Kontrollplan : Ruterne vedlikeholder rutetabellen som lagrer alle de statiske og dynamiske rutene som skal brukes til å destinere datapakken til den eksterne verten. Kontrollplanet er en logikk som fabrikerer en videresendingsinformasjonsbase (FIB) som skal brukes av videresendingsplanet, og den har også informasjonen om det fysiske grensesnittet som ruterne skal kobles til.
  • Videresendingsfly : basert på informasjonen den samler fra kontrollplanet basert på poster i rutetabeller, videresender den datapakken til å korrigere ekstern nettverksvert. Det tar også vare på riktige indre og ytre fysiske forbindelser.
  • Videresending : Som vi vet at hovedformålet med rutere er å koble til store nettverk som WAN-nettverk. Da det fungerer på lag-3, tar det videresendingsbeslutningen på grunnlag av destinasjonens IP-adresse og nettverksmaske lagret i en pakke som er rettet mot det eksterne nettverket.

Grunnleggende rutetilkoblinger

  • I følge figuren kan ruter A nå ut ruter C via to baner, en er direkte gjennom subnett B og en annen er gjennom ruter B ved bruk av henholdsvis subnett A og subnett C. På denne måten har nettverket blitt overflødig.
  • Når en pakke ankommer ruteren, ser du først i rutetabellen for å finne den best egnede banen for å nå destinasjonen, og når den får IP-adressen til neste hopp, innkapsler den datapakken. For å finne ut den beste ruteplanleggingen brukes.
  • Ruten læres ved å samle informasjon fra overskriften tilknyttet hver av datapakkene ankommer hver node. Overskriften inneholder informasjon om IP-adressen til neste hopp i destinasjonsnettverket.
  • For å nå et mål er flere stier nevnt i rutetabellen; ved å bruke en nevnte algoritme bruker den den best egnede banen til å videresende data.
  • Den sjekker også at grensesnittet som pakken er klar til å sendes videre er tilgjengelig eller ikke. Når den samler all nødvendig informasjon, sender den pakken i henhold til den valgte ruten.
  • Ruteren overvåker også overbelastningen når pakker når noe håp om nettverket i et tempo som er større enn ruteren er i stand til å behandle. Prosedyrene som brukes er haledråpe, tilfeldig tidlig påvisning (RED) og vektet tilfeldig tidlig påvisning (WRED).
  • Ideen bak disse er at ruteren slipper datapakken når køens størrelse overskrides det som er forhåndsdefinert under konfigurasjonen og kan lagres i buffere. Dermed forkaster ruteren de nylig ankomne pakkene.
  • Bortsett fra denne ruteren, tar beslutningen om å velge hvilken pakke som skal videresendes først eller på hvilket nummer når flere køer eksisterer. Dette implementeres av QoS-parameteren (quality of service).
  • Å utføre policybasert ruting er også en funksjon av rutere. Dette gjøres ved å omgå alle reglene og rutene som er definert i rutetabellen og lage et nytt regelsett, for å videresende datapakke på en umiddelbar basis eller på prioritet. Dette gjøres på kravbasis.
  • Ved å utføre de forskjellige oppgavene i ruteren er CPU-bruken veldig høy. Så noen av funksjonene utføres av applikasjonsspesifikke integrerte kretser (ASIC).
  • Ethernet- og STM-portene brukes til å koble til fiberoptisk kabel eller et annet overføringsmedium for fysisk tilkobling.
  • ADSL-port brukes til å koble ruteren til ISP ved å bruke henholdsvis CAT5- eller CAT6-kabler.

Bruk av rutere

  • Rutere er byggesteinene til Telecom-tjenesteleverandører. De brukes til å koble kjerne maskinvareutstyr som MGW, BSC, SGSN, IN og andre servere til eksternt lokasjonsnettverk. Dermed fungerer som en ryggrad i mobiloperasjoner.
  • Rutere brukes til å distribuere drifts- og vedlikeholdssenteret til en organisasjon som kan kalles NOC-senter. Alt det ytterste utstyret er koblet til sentral plassering over optisk kabel via rutere, som også gir redundans ved å operere i hovedlenke og beskyttelsestopologi.
  • Støtter rask hastighet på dataoverføring som bruker STM-koblinger med høy båndbredde for tilkobling, og dermed brukes til både kablet og trådløs kommunikasjon.
  • Programvaretestere bruker også rutere for WAN-kommunikasjon. Anta at lederen for en programvareorganisasjon er lokalisert i Delhi og lederen er lokalisert på forskjellige andre steder som Bangalore og Chennai. Deretter kan lederne dele programvareverktøyene og andre applikasjoner med lederen sin via rutere ved å koble PC-en til ruteren ved hjelp av WAN-arkitektur. .
  • Moderne rutere har funksjonen til USB-porter innebygd i maskinvaren. De har internt minne med nok lagringskapasitet. Eksterne lagringsenheter kan brukes i kombinasjon med rutere for datalagring og deling.
  • Rutere har funksjonen tilgangsbegrensning. Administratoren konfigurerer ruteren på en slik måte at bare noen få klienter eller personer kan få tilgang til den samlede ruterdata mens andre bare får tilgang til de dataene som er definert for dem for å slå opp.
  • Bortsett fra dette, kan rutere konfigureres på en slik måte at bare en person har rettighetene, dvs. eieren eller administratoren til å utføre endring, legge til eller slette funksjon i programvaredelen, mens andre bare kan ha visningsrettigheter. Dette gjør den svært sikker og kan brukes i militære operasjoner og finansieringsselskaper der datakonfidensialitet er et viktig tema.
  • I trådløse nettverk, ved hjelp av konfigurering av VPN i rutere, kan den brukes i klient-servermodellen som kan dele internett, maskinvare ressurser, video, data og tale langt fra hverandre. Et eksempel er vist i figuren nedenfor.

Ruter som arbeider i klient-servermodell

  • Rutere brukes mye av internettleverandøren til å sende data fra kilde til destinasjon i form av e-post, som en webside, tale, bilde eller videofil. Dataene kan sendes overalt i verden, forutsatt at destinasjonen skal ha en IP-adresse.

Konklusjon

I denne veiledningen har vi studert dypt om de forskjellige funksjonene, typene, arbeidet og anvendelsen av rutere. Vi har også sett funksjonene til flere typer rutingsprotokoller som brukes av rutere for å finne den beste banen for ruting av datapakker til destinasjonsnettverket fra kildenettverket.

Videre lesing => Hvordan oppdatere fastvaren på ruteren

Ved å analysere alle de forskjellige aspektene ved rutere har vi innsett det faktum at rutere spiller en veldig viktig rolle i moderne kommunikasjonssystemer. Den brukes mye nesten overalt, fra små hjemmenettverk til WAN-nettverk.

Ved bruk av rutere blir kommunikasjonen over lang avstand, enten det er i form av data, tale, video eller bilde, mer pålitelig, rask, sikker og kostnadseffektiv.

PREV Opplæring | NESTE veiledning

Anbefalt lesing

^