¿Qué es un enrutador?
Un enrutador se utiliza para conectar múltiples redes lógicamente separadas. La denominada red lógica representa una única red o subred. Cuando los datos se transfieren de una subred a otra, se puede realizar a través de un enrutador. Por tanto, el enrutador tiene la función de determinar la dirección de red y seleccionar la ruta. Puede establecer conexiones flexibles en entornos de interconexión de múltiples redes y puede conectar varias subredes con paquetes de datos y métodos de acceso a medios completamente diferentes. El enrutador solo acepta información del sitio de origen u otros enrutadores y es un dispositivo de interconexión en la capa de red. No le importan los dispositivos de hardware utilizados por cada subred, pero requiere ejecutar software que sea coherente con los protocolos de la capa de red.
En términos generales, la interconexión de redes heterogéneas y múltiples subredes debe completarse mediante enrutadores.
El trabajo principal de un enrutador es encontrar la mejor ruta de transmisión para cada trama de datos que pasa a través del enrutador y transmitir eficientemente los datos al destino. Se puede ver que la estrategia para seleccionar la mejor ruta, es decir, el algoritmo de enrutamiento, es la clave del enrutador. Para realizar esta tarea, las tablas de enrutamiento, datos relacionados con varias rutas de transmisión, se almacenan en los enrutadores y se utilizan durante el enrutamiento. La tabla de rutas contiene información de subred, la cantidad de enrutadores en la red y el nombre del siguiente enrutador. La tabla de rutas puede ser fijada por el administrador del sistema, modificada dinámicamente por el sistema, ajustada automáticamente por el enrutador o controlada por el host.
1. Tabla de rutas estáticas
La tabla de rutas fijas preestablecida por el administrador del sistema se denomina tabla de rutas estáticas, que generalmente se preestablece de acuerdo con la configuración de la red al instalar el sistema. Cuando cambia la estructura de la red, el administrador debe cambiar manualmente las entradas de la tabla correspondiente.
2. Tabla de rutas dinámicas
La tabla de rutas dinámicas es una tabla de rutas que el enrutador ajusta automáticamente según las condiciones operativas del sistema de red. El enrutador aprende y memoriza automáticamente las operaciones de la red en función de las funciones proporcionadas por el protocolo de enrutamiento y calcula automáticamente la mejor ruta para la transmisión de datos cuando es necesario.
2. Funciones de los enrutadores
1. Conversión de protocolos: Puede convertir los protocolos de la capa de red y sus capas inferiores.
2. Enrutamiento: cuando un paquete llega al enrutador desde Internet, el enrutador puede seleccionar la mejor ruta para reenviar el paquete en función de la dirección de destino del paquete y puede ajustar automáticamente la tabla de enrutamiento como la cambios en la topología de la red.
3. Puede admitir enrutamiento multiprotocolo: los enrutadores están relacionados con los protocolos. Los diferentes enrutadores tienen diferentes protocolos de enrutador y admiten diferentes protocolos de capa de red. Si la LAN interconectada utiliza dos protocolos diferentes, como uno es el protocolo TCP/IP y el otro es el protocolo SPX/IPX (es decir, el protocolo de capa de transporte/capa de red de Netware), dado que estos dos protocolos tienen muchas diferencias, se distribuyen en hosts TCP/IP (o SPX/IPX) en Internet y solo se puede conectar a otra Internet a través de enrutadores TCP/IP (o SPX/IPX). Los enrutadores multiprotocolo pueden admitir múltiples protocolos, como los protocolos IP, IPX y X.25, y pueden establecer y mantener diferentes tablas de enrutamiento para diferentes tipos de protocolos. No sólo puedes conectarte al mismo tipo de red, sino que también puedes usarlo para conectarte a diferentes tipos de redes.
4. Control de flujo: el enrutador no solo tiene almacenamiento en búfer, sino que también puede controlar el flujo de datos del remitente y el receptor para que ambos sean más consistentes.
5. Segmentación y ensamblaje: cuando se interconectan varias redes a través de enrutadores, el tamaño de los paquetes de datos transmitidos por cada red puede ser diferente, lo que requiere que el enrutador segmente o ensamble los paquetes de datos. Es decir, el enrutador puede segmentar el paquete grande recibido en paquetes pequeños y reenviarlos, o puede ensamblar los paquetes pequeños recibidos en paquetes grandes y reenviarlos. Si el enrutador no tiene la función de ensamblaje de segmentos, entonces toda Internet solo puede transmitir de acuerdo con un cierto paquete más corto permitido, lo que reduce en gran medida la eficiencia de otras redes.
6. Gestión de la red: el enrutador es la intersección que conecta varias redes y todos los paquetes de datos entre redes pasan a través de él. Aquí puede monitorear y administrar fácilmente paquetes de datos y dispositivos en la red. Por lo tanto, los enrutadores de alta gama están equipados con funciones de administración de red para mejorar la eficiencia operativa, la confiabilidad y la capacidad de mantenimiento de la red.
3. Flujo de trabajo del enrutador
Tradicionalmente, los enrutadores funcionan en la tercera capa del protocolo de capa 7 de red.
Su tarea principal es recibir un paquete desde una interfaz de red, determinar la siguiente dirección de destino (enrutador o host de destino) en función de la dirección de destino contenida en el paquete y decidir qué interfaz de red reenviar. Esta es la función más básica del enrutador: la función de reenvío de paquetes. Para mantener y utilizar el enrutador, el enrutador también debe tener funciones de configuración o control.
Según el protocolo TCP/IP, el proceso específico del enrutador que reenvía paquetes de datos es:
1. Este paso es responsable del procesamiento de la capa física de la red, es decir, restaurar la señal de datos codificada y modulada en datos. Diferentes medios de red físicos determinan diferentes interfaces de red. Por ejemplo, correspondiente a 10Base-T Ethernet, el enrutador tiene una interfaz 10Base-T Ethernet y, correspondiente a SDH, el enrutador tiene una interfaz SDH.
2. Según la interfaz física de la red, el enrutador llama al módulo de función de la capa de enlace correspondiente (la segunda capa del protocolo de red de 7 capas) para interpretar y procesar el encabezado del protocolo de la capa de enlace de este. paquete de datos. Este paso es relativamente simple y principalmente verifica la integridad de los datos, como la verificación CRC y la verificación de la longitud del marco. En los últimos años, la tendencia de la propiedad intelectual sobre algo es muy obvia. IP (Protocolo de capa de red 3 - Protocolo de capa de red 7) omite la capa de enlace y se carga directamente en la capa física.
3. Después de que la capa de enlace completa la verificación de integridad de la trama de datos, el enrutador comienza a procesar la capa IP de la trama de datos. Este proceso es el núcleo de la funcionalidad del enrutador. El enrutador busca en la tabla de enrutamiento la dirección IP del siguiente salto basándose en la dirección IP de destino del encabezado IP en el marco de datos. El campo TTL (Tiempo de vida) del encabezado IP comienza a disminuir y se calcula una nueva suma de verificación. Si el tipo de interfaz de red utilizada para recibir la trama de datos es diferente del tipo de interfaz de red utilizada para reenviar la trama de datos, el paquete IP puede fragmentarse o reensamblarse debido a la longitud máxima de la trama.
4. De acuerdo con la dirección IP del siguiente salto encontrada en la tabla de enrutamiento, el paquete IP se envía a la capa de enlace de salida correspondiente, se encapsula con el encabezado de trama de la capa de enlace correspondiente y finalmente pasa a través de la red de salida. emitido desde la interfaz física.