Уровень интерфейсов

На нижнем уровне маршрутизатор, как и любое устройство, подключенное к сети, обеспечивает физический интерфейс со средой передачи, включая согласование уровней электрический сигналов, линейное и логическое кодирование. Кроме того для поддержки физического интерфейса он должен быть оснащен разъемом соответственного типа.

Обычно маршрутизатор имеет от четырех до нескольких десятков физических интерфейсов, называемых также портами, одна часть которых предназначена для подключения к локальным, а другая - к глобальным сетям. Каждый локальный порт работает по строго определенной технологии: например, Ethernet, Token Ring, FDDI. Для глобального порта чаще всего определяется только некоторый стандарт физического уровня, поверх которого могут работать различные протоколы канального уровня в зависимости от того, как этот порт сконфигурирован. Так, глобальный порт с поддержкой протокола V.35 обычно может быть настроен для работы по одному из следующих протоколов канального уровня : LAP-B (для сетей X.25), PPP (для сетей ip), LAP- F (для сетей Frame Relay), LAP-D (для сетей ISDN). Такое отличие в реализации интерфейсов локальных и глобальных сетей объясняется тем, что каждая технология локальных сетей опирается, как правило, на свои собственные стандарты физического уровня. Правда, локальным портом не всегда поддерживаются все функции физического уровня. Так технология Ethernet позволяет стандартным образом выделить функции приемопередатчика (трансивера) и реализовать их в отдельном внешнем устройстве. В этом случае на панели маршрутизатора вы можете увидеть разъемы AUI (Attachment Unit Interface) или MII (Media Independent Interface), при этом подключение к сети осуществляется через соответствующий внешний трансивер.

С точки зрения пользователя важнейшей потребительской характеристикой является перечень физических интерфейсов, поддерживаемых той или иной моделью маршрутизатора. Маршрутизатор должен работать с протоколами физического и канального уровня, используемых в подсетях, к которым он будет непосредственно подсоединен. На рисунке показана функциональная модель маршрутизатора с четырьмя портами порты Ethernet 10BaseT и 10Base2, порт Token Ring UTP и порт V.35 для подключения к глобальной сети. В зависимости от выбранного варианта конфигурации к порту V.35 могут быть подключены сети X.25 , ISDN или Frame Relay с использованием протоколов LAP-B, LAP-D, LAP-F соответственно.

Каждый порт маршрутизатора – это конечный узел для той подсети, к которой он присоединен. Поэтому, как и всем другим конечным узлам, портам маршрутизатора назначаются один (или несколько ) локальных (аппаратных) адресов и один (или несколько ) сетевых адресов. Заметим, что слово "локальный" в данном контексте никак не связано с понятием "локальная сеть". Под локальным адресом понимается такой тип адреса, который средствами базовой технологии используется для доставки данных в пределах подсети, независимо от того локальная эта сеть или глобальная. Так, локальным адресом маршрутизатора к которому подключен сегмент Ethernet, является шестибайтовый MAC-адрес , например 12-В3-35-3В-А0-11. если для перемещения кадра в подсети используется локальный адрес, то для продвижения пакета по составной сети необходим сетевой адрес. В частности, протокол IP оперирует с сетевыми IP-адресами, которые состоят из 4 байт, например 109.26.7.9 , и содержат номер сети и номер узла. Сетевые адреса должны быть уникальны в пределах всей составной сети. Иногда порты маршрутизатора вообще не имеют ни локальных, ни сетевых адресов. Стакой ситуацией можно встретится, когда порты двух соседних маршрутизаторов связаны по соединению типа "точка-точка". Интерфейсы маршрутизатора выполняют полный набор функций физического и канального уровней по передачи кадра, включая получение доступа к среде (если это необходимо), формирование битовых сигналов, прием и передачу кадра, буферизацию кадров в своей оперативной памяти, подсчет его контрольной суммы и отбраковку поврежденных кадров. Обработка завершается отбрасыванием заголовка кадра и извлечением из поля данных пакета, который передается модулю сетевого протокола маршрутизатора.