Что на самом деле делает маршрутизатор

Коммутаторы соединяют устройства внутри одной сети, но для доступа к другой сети — например к веб-сайту в интернете — необходим маршрутизатор. Задача маршрутизатора — перемещать трафик между отдельными сетями, выбирая лучший путь к каждому месту назначения. Именно маршрутизаторы объединяют сети всего мира в интернет. В этом уроке объясняется, что на самом деле делает маршрутизатор и чем он отличается от коммутатора.

Маршрутизатор работает на сетевом уровне (уровне 3 модели OSI), где данные адресуются с помощью IP-адресов (адресов интернет-протокола). Коммутатор использует MAC-адреса для перемещения кадров внутри LAN, а маршрутизатор использует IP-адреса для пересылки пакетов между сетями. Поэтому маршрутизатор является устройством уровня 3, а коммутатор — устройством уровня 2.

Каждый интерфейс маршрутизатора подключается к другой сети или подсети. Например, домашний маршрутизатор имеет один интерфейс, обращённый к внутренней домашней сети, и другой, обращённый к интернету через вашего ISP. Маршрутизатор находится на границе сетей и решает, как передавать трафик из одной сети в другую, преобразуя отдельные адресные пространства.

Получив пакет, маршрутизатор считывает его IP-адрес назначения и обращается к своей таблице маршрутизации — списку известных сетей и лучших следующих шагов к каждой из них. Затем он пересылает пакет через подходящий интерфейс к месту назначения. Если ни один конкретный маршрут не подходит, маршрутизатор использует маршрут по умолчанию, чтобы отправить пакет дальше, обычно в сторону интернета.

Таблица маршрутизации — это карта маршрутизатора. Каждая запись связывает сеть назначения с следующим узлом (следующим маршрутизатором или интерфейсом, которому нужно передать трафик), необходимым для достижения этой сети. Маршрутизаторы создают эти таблицы на основе непосредственно подключённых сетей, вручную заданных статических маршрутов и маршрутов, автоматически изученных с помощью протоколов динамической маршрутизации. Эти темы будут рассмотрены в курсе по маршрутизации.

Для устройств в LAN маршрутизатор выступает в роли шлюза по умолчанию — адреса, на который они отправляют трафик, если место назначения находится за пределами их собственной подсети. Когда компьютер хочет открыть удалённый веб-сайт, он передаёт пакет своему шлюзу по умолчанию (маршрутизатору), который затем пересылает его в сторону интернета. Без шлюза по умолчанию устройство не может обращаться к другим сетям.

Важно помнить: маршрутизаторы не пересылают широковещательные сообщения между сетями. Это означает, что каждый интерфейс маршрутизатора ограничивает отдельный широковещательный домен, помогая удерживать широковещательный трафик в пределах одной сети. Останавливая широковещательные сообщения на границе, маршрутизаторы не дают широковещательным штормам распространяться по всему интернету и оставляют локальный обмен данными каждой сети внутри неё.

Различайте эти два устройства:

• Коммутатор — уровень 2, использует MAC-адреса, перемещает кадры внутри одной сети.
• Маршрутизатор — уровень 3, использует IP-адреса, перемещает пакеты между сетями.

Коммутатор создаёт локальную сеть, а маршрутизатор соединяет локальные сети друг с другом и с интернетом. Многие домашние устройства совмещают обе функции в одном корпусе.

Маршрутизаторы часто делают больше, чем просто маршрутизируют трафик. Домашние маршрутизаторы и маршрутизаторы небольших офисов также выполняют NAT (преобразование сетевых адресов), позволяя множеству частных устройств совместно использовать один общедоступный IP-адрес, запускают сервер DHCP для автоматической выдачи адресов и включают базовые функции сетевого экрана. Именно поэтому один домашний «маршрутизатор» на самом деле представляет собой несколько объединённых для удобства сетевых функций.

Граница между коммутаторами и маршрутизаторами может быть нечёткой. Коммутатор уровня 3 — это быстрый коммутатор, который также аппаратно выполняет маршрутизацию между VLAN, сочетая скорость коммутатора со способностью маршрутизатора перемещать трафик между сетями. В крупных сетях коммутаторы уровня 3 используют внутри организации для быстрой маршрутизации между множеством VLAN, а традиционный маршрутизатор по-прежнему подключает площадку к интернету. Считайте коммутатор уровня 3 гибридным устройством.

Без маршрутизаторов сети были бы изолированными островами, не способными связываться друг с другом. Маршрутизаторы делают интернет возможным, соединяя бесчисленные сети и находя пути между ними. Для экзамена запомните основные факты: маршрутизатор — это устройство уровня 3, использующее IP-адреса для пересылки пакетов между сетями через таблицу маршрутизации; он выступает шлюзом по умолчанию и останавливает широковещательные сообщения на границах сетей.

Вы узнали, что маршрутизатор — это устройство уровня 3, перемещающее пакеты между отдельными сетями с помощью IP-адресов. Он считывает IP-адрес назначения каждого пакета, обращается к своей таблице маршрутизации в поисках лучшего следующего узла и пересылает пакет соответствующим образом, используя маршрут по умолчанию, если конкретное совпадение отсутствует. Для устройств LAN он является шлюзом по умолчанию. Маршрутизаторы не пересылают широковещательные сообщения, ограничивая широковещательные домены. Они часто также выполняют функции NAT, DHCP и сетевого экрана, делая интернет возможным за счёт объединения сетей.