Przełączanie w trzeciej warstwie

O ile naturalne jest to, że w warstwie dostępowej sieci lokalnej pojawia się konieczność zastosowania prostego przełączania pakietów w drugiej warstwie, o tyle coraz cenniejsze staje się zastosowanie przełączania w trzeciej warstwie w dwóch kolejnych warstwach sieci LAN: dystrybucyjnej oraz szkielecie sieci (warstwa dystrybucyjna łączy przełączniki dostępowe z przełącznikami szkieletowymi i mogą być do niej bezpośrednio dołączone serwery).

Przełączanie w trzeciej warstwie pozwala korzystać ze wszystkich zaawansowanych mechanizmów routingu umożliwiających znacznie wygodniejszą kontrolę przepływu pakietów niż w przypadku przełączania. Jednocześnie w warstwach dystrybucyjnej i szkieletowej opartych na routingu zdecydowanie taniej można zapewnić redundantność. Jak zapewniają przedstwiciele Cisco, budżet budowy sieci zwiększa się ta w tym przypadku zaledwie o 15-25% w porównaniu ze 100-proc. zwiększeniem kosztów w przypadku budowy w pełni dublowanej infrastruktury opartej na przełączaniu w drugiej warstwie.

W przypadku szkieletów sieci LAN opartych na routingu istnieje analogiczne założenie, jak przy budowie niezawodnych szkieletów sieci rozległych. Sieć jest zbudowana przynajmniej częściowo w strukturze mesh, a więc w przypadku uszkodzenia jednego z przełączników routujących zawsze istnieje alternatywna trasa przesyłania pakietów (przez inne przełączniki). Oczywiście istnienie takiej trasy nie gwarantuje, że w razie awarii łącza podstawowego zostaną przesłane nią pakiety. Konieczne jest stworzenie odpowiednich scenariuszy takiego przełączenia - właściwych dla wybranego przez projektanta protokołu routingu.

A wybór protokołu jest w tym przypadku kluczowy. Tylko najbardziej zaawansowane protokoły routingu gwarantują, że stacje robocze uczestniczące w komunikacji "nie zauważą" przełączenia. Generalnie jeszcze do niedawna uznawano za akceptowalny czas przełączenia transmisji rzędu ok. 10 s. Jednak coraz powszechniejsze zastosowanie komunikacji multimedialnej, np. telefonii IP, powoduje, że rośnie zapotrzebowanie na jeszcze krótszy czas przełączania. Dlatego producenci wciąż opracowują nowe, bardziej efektywne protokoły routingu. Obok popularnych IGRP, OSPF i BGP pojawiają się takie rozwiązania, jak HSRP firmy Cisco. Zarówno OSPF, HSRP, jak i rozszerzona wersja IGRP - EIGRP oferują już możliwość przełączania transmisji w czasie krótszym niż 1 s. Ostateczna "wydajność" tych protokołów zależy jednak w dużej mierze od tuningu konfiguracji sieci.

Porównanie najważniejszych protokołów routingu

Wybór protokołu routingu dla sieci lokalnej korzystającej z przełączników trzeciej warstwy zależy przede wszystkim od wielkości instalacji, liczby urządzeń pełniących w niej funkcję routerów, przepustowości łączy między tymi urządzeniami i oczywiście od budżetu projektu (np. protokoły, takie jak EIGRP oraz HSRP są obsługiwane wyłącznie przez sprzęt Cisco). Użytkownik może wybrać spośród wielu dostępnych na rynku rozwiązań: RIP, RIPv2, IGRP, EIGRP, OSPF oraz HSRP.

RIP

RIP jest najłatwiejszym do wdrożenia protokołem routingu obsługiwanym przez wszystkie routery. Jest protokołem typu distance vector (działa na podstawie pomiaru odległości). Każdy router przekazuje informację do najbliższych routerów o swojej tablicy routingu. Po kilku cyklach wymiany informacji w tablicy dowolnego routera zapisane są dane o odnalezionych routerch wraz z przydzieloną im wartością określającą, jak daleko się od niego znajdują. Niestety RIP rozpoznaje jedynie 15 najbliższych routerów. Sieć znajdująca się np. za 16. z kolei routerem jest uznawana za nieosiągalną.

RIP ma wiele ograniczeń, które eliminują go z poważnych zastosowań w dużych sieciach. Przede wszystkim nie obsługuje masek podsieci. Nie potrafi również szybko wykryć uszkodzenia łącza - czas stabilizacji komunikacji po wyłączeniu jednego z routerów może być mierzony w minutach. W tym czasie w sieci mogą powstawać pętle komunikacyjne uniemożliwiające efektywną wymianę informacji.

Co więcej, routery obsługujące RIP wybierają drogę przesyłania danych wyłącznie wg wartości liczbowej (metric) określającej odległość. Nie pozwalają więc uzależniać wyboru drogi np. od zmierzonego opóźnienia na danym łączu, aktualnego obciążenia łącza czy też jego parametrów określających niezawodność.

RIP jest najłatwiejszym do złamania protokołem routingu. Nie zapewnia możliwości identyfikacji routerów wymieniających tablice routingu ani szyfrowania komunikatów. Możliwość identyfikacji (z wykorzystaniem 8-znakowego hasła) i szyfrowania została wprowadzona dopiero w RIPv2.