Обзор сетевого оборудования фирмы Cisco

   Защита  от широковещательных  штормов (broadcast storm). Одна из характерных неисправностей сетевого программного обеспечения — самопроизвольная с высокой интенсивностью генерация широковещательных пакетов. Широковещательным штормом считается ситуация, в которой процент широковещательных пакетов превышает 20 % от общего количества пакетов в сети. Обычный коммутатор или мост слепо передает такие пакеты на все свои порты, как того требует логика его работы, засоряя, таким образом, сеть. Борьба с широковещательным штормом в сети, соединенной коммутаторами, требует от администратора отключения портов, генерирующих широковещательные пакеты. Маршрутизатор не распространяет такие поврежденные пакеты, поскольку в круг его задач не входит копирование широковещательных пакетов во все объединяемые им сети. Поэтому маршрутизатор является прекрасным средством борьбы с широковещательным штормом, правда, если сеть разделена на достаточное количество подсетей.

   Поддержка немаршрутизируемых протоколов, таких как NetBIOS, NetBEUI или DEC LAT, которые не оперируют таким понятием, как сеть. Маршрутизаторы могут обрабатывать пакеты подобных протоколов двумя способами.

• В первом случае они могут работать с пакетами этих протоколов как мосты, 
  то есть передавать их на основании изучения МАС-адресов. Маршрутизатор 
  необходимо сконфигурировать особым способом, чтобы по отношению к не 
  которым ^маршрутизируемым протоколам на некоторых портах он выполнял 
  функции моста, а по отношению к маршрутизируемым протоколам — функции маршрутизатора. Такой мост/маршрутизатор иногда называют brouter, то 
  есть bridge (мост) плюс router (маршрутизатор).
• Другим способом передачи пакетов немаршрутизируемых протоколов является инкапсуляция этих пакетов в пакеты какого-либо сетевого протокола.

     Некоторые производители маршрутизаторов  разработали собственные протоколы, специально предназначенные для инкапсуляции немаршрутизируемых пакетов. Кроме того, существуют стандарты для инкапсуляции некоторых протоколов в другие, в основном в IP. Примером такого стандарта является протокол DLSw, определяющий методы инкапсуляции пакетов SDLC и NetBIOS в IP-пакеты, а также протоколы РРТР и L2TP, инкапсулирующие кадры протокола РРР в IP-пакеты.

   Основная  вычислительная работа проводится маршрутизатором  при составлении таблицы маршрутизации с маршрутами ко всем известным ему сетям. Эта работа состоит в обмене пакетами протоколов маршрутизации, такими как RIP или OSPF, и вычислении оптимального пути к каждой целевой сети по некоторому критерию. Для вычисления оптимального пути на графе, как того требуют протоколы состояния связей, необходимы значительные вычислительные мощности. После того как таблица маршрутизации составлена, функция продвижения пакетов происходит весьма просто — осуществляется просмотр таблицы и поиск совпадения полученного адреса с адресом целевой сети. Если совпадение есть, то пакет передается на соответствующий порт маршрутизатора. Некоторые маршрутизаторы поддерживают только функции продвижения пакетов по готовой таблице маршрутизации. Такие маршрутизаторы считаются усеченными, так как для их полноценной работы требуется наличие полнофункционального маршрутизатора, у которого можно взять готовую таблицу маршрутизации. Этот маршрутизатор часто называется сервером маршрутов. Отказ от самостоятельного выполнения функций построения таблицы маршрутизации резко удешевляет маршрутизатор и повышает его производительность. Примеры такого подхода дают маршрутизаторы NetBuilder компании 3Com, поддерживающие фирменную технологию Boundary Routing, и маршрутизирующие коммутаторы Catalyst 5000 компании Cisco Systems.

   Классификация маршрутизаторов по областям применения

   По  областям применения маршрутизаторы делятся  на несколько классов.

   Магистральные маршрутизаторы (backbone routers) предназначены для построения центральной сети крупной корпорации или телекоммуникационного оператора.

   Магистральные маршрутизаторы оперируют с агрегированными  информационными потоками, переносящими данные большого количества пользовательских соединений. Центральная сеть может состоять из множества локальных сетей, разбросанных по разным зданиям и использующих самые разнообразные сетевые технологии, типы компьютеров и операционных систем. Магистральные маршрутизаторы — это мощные устройства, способные обрабатывать несколько сотен тысяч или даже несколько миллионов пакетов в секунду, имеющие большое количество интерфейсов локальных и глобальных сетей. Поддерживаются не только среднескоростные интерфейсы глобальных сетей, такие как Т1/Е1, но и высокоскоростные, например ATM или SDH со скоростями 155 Мбит/с или 622 Мбит/с. Чаще всего магистральный маршрутизатор конструктивно выполнен по модульной схеме на основе шасси с множеством слотов — до 12-14. Большое внимание уделяется в магистральных моделях надежности и отказоустойчивости маршрутизатора, которая достигается за счет системы терморегуляции, избыточных источников питания, заменяемых «на ходу» (hot swap) модулей, а также симметричного мультипроцессирования. Примерами магистральных маршрутизаторов могут служить маршрутизаторы Backbone Concentrator Node (BCN) компании Nortel Networks (ранее Bay Networks), Cisco 7500, Cisco 12000.

   Маршрутизаторы  региональных отделений  соединяют региональные отделения между собой и с центральной сетью. Сеть регионального отделения, так же как и центральная сеть, может состоять из нескольких локальных сетей. Такой маршрутизатор обычно представляет собой некоторую упрощенную версию магистрального маршрутизатора. Если он выполнен на основе шасси, то количество слотов его шасси меньше: 4-5. Возможен также конструктив с фиксированным количеством портов. Поддерживаемые интерфейсы локальных и глобальных сетей менее скоростные. Примерами маршрутизаторов региональных отделений могут служить маршрутизаторы BLN, ASN компании Nortel Networks, Cisco 3600, Cisco 2500, NetBuilder II компании 3Com. Это наиболее обширный класс выпускаемых маршрутизаторов, характеристики которых могут приближаться к характеристикам магистральных маршрутизаторов, а могут и опускаться до характеристик маршрутизаторов удаленных офисов.

   Маршрутизаторы  удаленных офисов соединяют, как правило, единственную локальную сеть удаленного офиса с центральной сетью или сетью регионального отделения по глобальной связи. В максимальном варианте такие маршрутизаторы могут поддерживать и два интерфейса локальных сетей. Как правило, интерфейс локальной сети — это Ethernet 10 Мбит/с, а интерфейс глобальной сети — выделенная линия со скоростью 64 кбит/с, 1,544 или 2 Мбит/с. Маршрутизатор удаленного офиса может поддерживать работу по коммутируемой телефонной линии в качестве резервной связи для выделенного канала. Существует очень большое количество типов маршрутизаторов удаленных офисов. Это объясняется как массовостью потенциальных потребителей, так и специализацией такого типа устройств, проявляющейся в поддержке одного конкретного типа глобальной связи. Например, существуют маршрутизаторы, работающие только с сетью ISDN, существуют модели только для аналоговых выделенных линий и т. п. Типичными представителями этого класса являются маршрутизаторы Nautika компании Nortel Networks, Cisco 1600, Office Connect компании 3Com, семейство Pipeline компании Ascend.

   Маршрутизаторы  локальных сетей (коммутаторы 3-го уровня) предназначены для разделения крупных локальных сетей на подсети. Основное требование, предъявляемое к ним, — высокая скорость маршрутизации, поскольку в такой конфигурации отсутствуют низкоскоростные порты, такие как модемные порты 33,6 кбит/с или цифровые порты 64 кбит/с. Все порты имеют скорость по крайней мере 10 Мбит/с, а многие работают на скорости 100 Мбит/с. Примерами коммутаторов 3-го уровня служат коммутаторы CoreBuilder 3500 компании 3Com, Accelar 1200 компании Nortel Networks, Waveswitch 9000 компании Plaintree, Turboiron Switching Router компании Foudry Networks.

   В зависимости от области применения маршрутизаторы обладают различными основными и дополнительными техническими характеристиками.

   Основные технические характеристики маршрутизаторов

   Основные  технические характеристики маршрутизатора связаны с тем, как он решает свою главную задачу — маршрутизацию пакетов в составной сети. Именно эти характеристики в первую очередь определяют возможности и сферу применения того или иного маршрутизатора.

   Перечень  поддерживаемых сетевых  протоколов. Магистральный маршрутизатор должен поддерживать большое количество сетевых протоколов и протоколов маршрутизации, чтобы обеспечивать трафик всех существующих на предприятии вычислительных систем (в том числе и устаревших, но все еще успешно эксплуатирующихся, так называемых унаследованных — legacy), а также систем, которые могут появиться на предприятии в ближайшем будущем. Если центральная сеть образует отдельную автономную систему Интернета, то потребуется поддержка и специфических протоколов маршрутизации этой сети, таких как EGP и BGP. Программное обеспечение магистральных маршрутизаторов обычно строится по модульному принципу, поэтому при возникновении потребности можно докупать и добавлять программные модули, реализующие недостающие протоколы.

   Перечень  поддерживаемых сетевых  протоколов обычно включает протоколы IP, CONS и CLNS OSI, IPX, AppleTalk, DECnet, Banyan VINES, Xerox XNS.

   Перечень  протоколов маршрутизации  составляют протоколы IP RIP, IPX RIP, NLSP, OSPF, IS-IS OSI, EGP, BGP, VINES RTP, AppleTalk RTMP.

   Перечень  поддерживаемых интерфейсов  локальных и глобальных сетей. Для локальных сетей — это интерфейсы, реализующие физические и канальные протоколы сетей Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 100VG-AnyLAN и ATM.

   Для глобальных связей — это интерфейсы физического уровня для связи  с аппаратурой передачи данных, а также протоколы канального и сетевого уровней, необходимые для подключения к глобальным сетям с коммутацией каналов и пакетов.

   Поддерживаются  интерфейсы последовательных линий (serial lines) RS-232, RS-449/422, V.35 (для передачи данных со скоростями до 2-6 Мбит/с), высоко скоростной интерфейс HSSI, обеспечивающий скорость до 52 Мбит/с, а также интерфейсы с цифровыми каналами Т1/Е1, ТЗ/ЕЗ и интерфейсами BRI и PRI  цифровой сети ISDN. Некоторые маршрутизаторы имеют аппаратуру связи с цифровыми глобальными каналами, что исключает необходимость использования внешних устройств сопряжения с этими каналами.

     В набор поддерживаемых глобальных  технологий обычно входят технологии  Х.25, frame relay, ISDN и коммутируемых аналоговых телефонных сетей, сетей ATM, а также поддержка протокола канального уровня РРР.

   Общая производительность маршрутизатора. Высокая производительность маршрутизации важна для работы с высокоскоростными локальными сетями, а также для поддержки новых высокоскоростных глобальных технологий, таких как frame relay, ТЗ/ЕЗ, SDH   и ATM. Общая производительность маршрутизатора зависит от многих факторов, наиболее важными из которых являются: тип используемых процессоров, эффективность программной реализации протоколов, архитектурная организация вычислительных и интерфейсных модулей. Общая производительность маршрутизаторов колеблется от нескольких десятков тысяч пакетов в секунду до нескольких миллионов пакетов в секунду. Наиболее  производительные маршрутизаторы имеют мультипроцессорную архитектуру, сочетающую симметричные и асимметричные свойства — несколько мощных центральных процессоров, работая по симметричной схеме, выполняют функции вычисления таблицы маршрутизации, а менее мощные процессоры в интерфейсных модулях занимаются передачей пакетов на подключенные к ним сети и пересылкой пакетов на основании части таблицы маршрутизации, кэшированной в локальной памяти интерфейсного модуля.

   Магистральные маршрутизаторы обычно поддерживают максимальный набор протоколов и интерфейсов и обладают высокой общей производительностью в один-два миллиона пакетов в секунду. Маршрутизаторы удаленных офисов поддерживают несколько протоколов локальных сетей и низкоскоростные глобальные протоколы. Общая производительность таких маршрутизаторов обычно составляет от 5 до 20-30 тысяч пакетов в секунду.

   Маршрутизаторы  региональных отделений занимают промежуточное  положение, поэтому их иногда не выделяют в отдельный класс устройств.

   Наиболее  высокой производительностью обладают коммутаторы 3-го уровня.

Маршрутизаторы фирмы Cisco

Серия маршрутизаторов Cisco 1600

Серия маршрутизаторов Cisco 1600 с модульными возможностями  разработана для обеспечения  потребностей небольших офисов по доступу  в корпоративные сети и сеть Интернет. Эти маршрутизаторы обеспечивают подключение локальных сетей Ethernet к глобальным сетям с использованием технологий ISDN, асинхронных и синхронных последовательных портов, включая Frame Relay, выделенные линии и X.25. Дополнительный модуль с портом подключения к глобальным сетям добавляет этой серии гибкость и масштабируемость.

Серия маршрутизаторов Cisco 1600

Основные  возможности 

• Поддерживает все возможности ПО Cisco IOS^TM
• Слот для установки добавочного модуля добавляет гибкости в решение и обеспечивает защиту инвестиций
• Карта флеш-памяти (PC Card) для простой замены и обслуживания программного обеспечения
• Программное обеспечение ClickStart для упрощения конфигурации
• ПО ConfigMaker для Win95 и NT 4.0 ConfigMaker для дизайна сети и упрощения конфигурации

Cisco 1601

Дополнительная  информация: 
Маршрутизатор Cisco 1601 из серии 1600 с модульными возможностями. 
Информация о портах: 1 Ethernet 10BaseT, 1 serial sync/async. 
Информация о памяти: 16Mb DRAM, 4Mb flash. От других моделей этой серии отличается отсутствием синхронно/асинхронного встроенного сериального порта и наличием одного порта Ethernet 10BaseT. 
- поддерживает все возможности ПО Cisco IOSTM; 
- слот для установки добавочного модуля добавляет гибкости в решение и обеспечивает защиту инвестиций; 
- карта флеш-памяти (PC Card) для простой замены и обслуживания программного обеспечения; 
- программное обеспечение ClickStart для упрощения конфигурации; 
- ПО ConfigMaker для Win95 и NT 4.0 ConfigMaker для дизайна сети и упрощения конфигурации;