Сетевой уровень OSI. Сетевой уровень как средство построения больших сетей. Динамическая маршрутизация

Прохождение пакета по маршруту реализуется с помощью коммутации (switching). Сетевой уровень осуществляет обслуживание соединений.

На сетевом уровне мы рассмотрим и аппаратно-программные комплексы – шлюзы.

Сетевой уровень как средство построения больших сетей

Создание сложной, структурированной сети, которая включает в себя различные технологии, возможно и средствами канального уровня. Для этого могут быть использованы мосты и коммутаторы. Мост или коммутатор разделяет сеть на сегменты и локализует трафик внутри сегмента.

Тем самым сеть распадается на отдельные сегменты, из которых могут быть построены составные сети достаточно крупных размеров. Однако построение сложных сетей только на основе повторителей, мостов и коммутаторов имеет существенные недостатки.

Во-первых, в топологии получившейся сети должны отсутствовать петли. Мост и коммутатор может решить задачу доставки пакета только тогда, когда между отправителем и получателем существует единственный путь. В то же время наличие избыточных связей, которые и образуют петли, часто необходимо для лучшей балансировки нагрузки, а также для повышения надежности сети за счет образования резервных путей. Некоторые коммутаторы могут использовать петли, но это всего лишь частное решение.

Во-вторых, сегменты сети, расположенные между мостами или коммутаторами, недостаточно интеллектуально изолированы друг от друга, например, они не защищены от широковещательных штормов. Если какая-либо станция посылает широковещательное сообщение, то это сообщение передается всем станциям всех сегментов сети. Защита от штормов в таких сетях имеет количественный, а не качественный характер: администратор ограничивает количество широковещательных пакетов, которые разрешается генерировать узлу в единицу времени.

В-третьих, в сетях, построенных на основе мостов и коммутаторов, достаточно сложно решается задача управления трафиком на основе значения данных, содержащихся в пакете. Администратору приходится иметь дело с двоичным представлением пакетов.

В-четвертых, реализация транспортной подсистемы на канальном и физическом уровнях приводит к недостаточно гибкой, одноуровневой системе адресации: в качестве адреса используется MAC-адрес, жестко связанный а сетевым адаптером.

В-пятых, мосты и коммутаторы могут лишь частично осуществлять сопряжение протоколов канального уровня.

Также с точки зрения безопасности, маршрутизатор может ограничивать трафик и пропускать только необходимые пакеты.

Наличие серьезных ограничений у протоколов канального уровня показывает, что построение больших неоднородных сетей с использованием только этого уровня является весьма проблематичным. Поэтому естественное решение в данном случае – привлечение средств более высокого, сетевого уровня.

Следующая таблица отражает темы, изучаемые на сетевом уровне OSI.

Адресация

У поставщиков и потребителей услуг в интерсети должен существовать способ отличать друг друга. Такое отличие производится с помощью присваивания адресов в интерсети. Как и на почте, в компьютерной сети на разных уровнях существуют разные адреса.

Представьте, что вы пишите письмо. Внутри страны вы можете писать адрес на любом языке, оно успешно дойдет получателю. Точно также и в компьютерной сети вы можете обращаться по физическому адресу. Но представьте, что вам нужно написать письмо в Великобританию. На русском языке вы уже не сможете набрать адрес, его не поймут. Поэтому для международной пересылки используется специальное