Маршрутизаторы, мосты и шлюзы

Предположим, нужно объединить две вычислительные сети для решения общих задач пользователями этих сетей. Для объединения сетей используется специальное устройство, пересылающее пакеты из одной сети в другую, и наоборот. Процесс пересылки пакетов называется маршрутизацией, а устройство, объединяющее две сети, маршрутизатором.

Ранее уже говорилось о маршрутизаторах, но на популярном уровне. Если же быть более формальным, терминам маршрутизация и маршрутизатор можно дать следующие определения:

Маршрутизатор собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на основании этой информации пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Маршрутизатор может быть программным и аппаратным.

Для объединения сетей могут также использоваться другие устройства — мост и шлюз.

Мост (bridge) — устройство для соединения двух или более физических сетей. Мосты передают пакеты порту, к которому подключен адресат.

Однако в отличие от большинства коммутаторов Ethernet, мосты не передают фрагменты пакетов при возникновении коллизий и пакеты с ошибками, поскольку все пакеты буферизуются перед их пересылкой в порт адресата.

Шлюз (Gateway) — межсетевой преобразователь. Выполняет функции, аналогичные мосту, но используется для связи сетей разных типов, например, LAN и WAN (то есть, например, для связи локальной сети с Интернетом).

Какая же разница между этими устройствами, выполняющими похожие функции? Маршрутизатор, в отличие от моста, зависит от протокола. В этом уроке мы будем говорить об IP-маршрутизации и об IP-маршрутизаторах. Мост же просто передают пакеты из одной подсети в другую, не задумываясь ни о формате кадра, ни о протоколе.

Обычно для устройства, которое связывает две локальные сети, используется термин «маршрутизатор», а для устройства, которое соединяет локальную сеть с Интернет, — шлюз, хотя оба эти устройства выполняют одну и ту же функцию — маршрутизацию пакетов.

Кроме маршрутизации пакетов шлюз может также выполнять (и часто это делает) трансляцию адресов (NAT, Network address translation): он преобразует реальные Интернет-адреса в адреса локальной сети (например, 192.168.1.x) и обратно. Таким образом, для пользователей локальной сети создается иллюзия, что их компьютеры подключены к Интернет напрямую, без шлюза. Для компьютеров в Интернет, вся локальная сеть будет иметь один IP-адрес.

Маршрутизатор может быть как аппаратным, так и программным. Аппаратный маршрутизатор — это самостоятельное устройство, внешне напоминающее коммутатор, подключающееся непосредственно к сети.

Программный маршрутизатор — это обыкновенный компьютер, имеющий 2 и более сетевых адаптеров, операционная система которого может выполнять перенаправление IP-пакетов между интерфейсами (IP Forwarding).

Способы доставки сообщений

Различают следующие схемы доставки сообщений:

• unicast (однонаправленная передача) — сообщение будет доставлено на один указанный IP адрес;
• broadcast (широковещательная передача) — сообщение будет доставно на все узлы текущей сети;
• multicast (передача группе адресов) — сообщение будет доставлено группе адресов, которые указали что они хотят получать сообщения такого типа;