Smerovač či router? Oboje!
V súvislosti so sieťovou vrstvou nemožno nespomenúť zariadenie typické pre túto vrstvu. Je ním router (v podnikovom prostredí existujú aj L3 switche), ktoré má väčšina z Vás doma. Router, alebo po slovensky smerovač, je v podstate malý počítač - obsahuje procesor, RAM a operačný systém, respektíve firmvér. Routre tiež typicky obsahuju 4 LAN porty, známe tiež ako RJ45 porty a jeden WAN port alebo RJ11 port, ktorým sa celá LAN sieť spája s okolitým svetom. LAN porty bývajú dnes zvyčajne typu Fast Ethernet s rýchlosťou 100Mbps (12,5MB/s) alebo Gigabit Ethernet s rýchlosťou 1000Mbps (125MB/s). Reálna rýchlosť Fast Ethernetu je však približne 8MB/s a Gigabit Ethernetu medzi 45 až 80MB/s. Aktuálna rýchlosť závisí od viacerých faktorov, ako sú kvalita použitého kábla, množstvo prenášaných dát a podobne.
Ako už názov „smerovač“ napovedá, router bude smerovať informácie (routing). Keďže router je zariadenie tretej vrstvy a tá pracuje s paketmi, bude aj router pracovať s paketmi.
Každý router si v sebe uchováva takzvanú smerovaciu tabuľku. Tá obsahuje IP adresy sietí, do ktorých router pozná najlepšiu cestu (do určitej siete môže router poznať viacero ciest, avšak v tabuľke si udržiava iba tú, ktorá je najlepšia). Tieto záznamy sú v tabuľke uložené v riadkoch od najkonkrétnejších (najdlhšia maska) po najvšeobecnejšie (najkrajšia maska). Siete sa router môže naučiť buď staticky (ručne nakonfigurované položky administrátorom) alebo dynamicky pomocou smerovacích protokolov (RIP, EIGRP, OSPF...).
Zjednodušene si prácu smerovača môžeme predstaviť nasledovne. Keď príde paket vstupným rozhraním (napríklad Ethernet) do smerovača, ten sa na neho „pozrie“ a všíma si okrem iného aj políčko Destination Address v hlavičke IP paketu. Ak nájde zhodu tejto adresy s adresou v jeho smerovacej tabuľke, prepne paket na patričné výstupné rozhranie (napríklad WAN) a paket putuje ďalej v sieti k ďalšiemu smerovaču, ktorý vykoná ten istý proces, až kým sa paket nedostane do cieľa.
Takto vyzerá jednoduchšia smerovacia tabuľka na Cisco smerovači s použitím smerovacieho protokolu OSPF
Ak v určitom bode v sieti smerovač nenájde zhodu adresy v poli Destination Address a vo svojej smerovacej tabuľke paket jednoducho zahodí (takzvaný drop) a cieľu oznámi, že paket nie je možné doručiť (Destination Unreachable). Pakety však v sieti môžu byť zahadzované aj z iných dôvodov, ako napríklad zahltenie v sieti (napr. Tail Drop) či zámerné zahadzovanie v dôsledku nastavených pravidiel (ACL - Access Control List - ide o pravidlá nakonfigurované na smerovači, podľa ktorých sa povoľuje, respektíve zakazuje určitá prevádzka).
V uvedenom obrázku je názorne vidieť cestovanie paketov po sieti a význam smerovačov. Možno Vám napadlo, prečo som na obrázku neposlal paket cez smerovače A->C->E. Je to zámer, ktorý teraz vysvetlím. V sieti nie vždy totiž kratšie znamená lepšie či rýchlejšie. Rôzne dynamické smerovacie protokoly používajú rôznu metriku, na základe ktorej počítajú najvýhodnejšiu cestu do cieľa. Zatiaľ čo niektoré berú do úvahy počet uzlov (tzv. hop) na ceste do cieľa a volia trasu s najmenším počtov týchto uzlov, iné počítajú aj s rýchlosťou jednotlivých liniek na ceste k cieľu. Takže zatiaľ čo by sa mohlo zdať, že paket prejde trasou A->C->E rýchlejšie, pretože obsahuje iba 3 smerovače, nie je tomu tak, lebo medzi routrom A a C je pomalá, sériová linka (teoreticky, pre túto demonštráciu predpokladajme, že tomu tak je). Takže miesto toho použitý smerovací protokol určil, že rýchlejšie sa do cieľa paket dostane trasou A->B->D->C->E, hoci na ceste je až 5 uzlov. Po ceste sú však rýchle LAN káble. Na druhej strane každé zariadenie v sieti vnáša do prenosu oneskorenie (spracovanie paketu, prepnutie na výstupné rozhranie), a tak ani rýchlejšie médiá nemusia byť zárukou rýchlejšieho prenosu v sieti. Táto problematika je obšírnejšia a dokonalé vyladenie prenosu nie je vždy jednoduché.
Smerovače okrem smerovania môžu vykonávať aj iné funkcie. Takmer určite má Váš router doma v sebe implementovanú funkciu DHCP servera, DNS servera a NAT (Network Address Translation - preklad privátnych IP adries na verejné IP adresy). Mnoho domácich routerov dnes dokáže vysielať aj Wi-Fi pre bezdrôtové pripojenie k sieti. Na smerovačoch je tiež možné nastavovať podmienky pre QoS (Quality of Service).
Tým by som vyčerpávajúcu transportnú a sieťovú vrstvu ukončil. V ďalšom dieli sa pozrieme na linkovú vrstvu a technológiu Ethernet. Potom nás čaká už iba fyzická vrstva.
BiGTomEE