Hình 3.14. Mô hình mạng sử dụng Router
Bridge và switch là các thiết bị nối mạng ở tầng hai. Switch cho phép liên kết nhiều mạng cục bộ lại với nhau thành một liên mạng với băng thông và hiệu suất mạng được cải thiện rất tốt. Nhiệm vụ của switch là chuyển tiếp các khung từ nhánh mạng này sang nhánh mạng khác một cách có chọn lọc dựa vào địa chỉ MAC của các máy tính. Để làm
79 được điều này, switch cần phải duy trì trong bộ nhớ của mình một bảng địa chỉ cục bộ chứa vị trí của tất cả các máy tính trong mạng. Mỗi máy tính sẽ chiếm một mục từ trong bảng địa chỉ. Mỗi switch được thiết kế với một dung lượng bộ nhớ giới hạn. Và như thế, nó xác định khả năng phục vụ tối đa của một switch. Chúng ta không thể dùng switch để nối quá nhiều mạng lại với nhau. Hơn nữa, các liên mạng hình thành bằng cách sử dụng switch cũng chỉlà các mạng cục bộ, có phạm vi nhỏ. Muốn hình thành các mạng diện rộng ta cần sử dụng thiết bị liên mạng ở tầng 3. Đó chính là bộ chọn đường (Router).
Trong mô hình trên, các mạng LAN 1, LAN 2, LAN 3 và mạng Internet được nối lại với nhau bằng 3 router R1, R2 và R3.
Router là một thiết bị liên mạng ở tầng 3, cho phép nối hai hay nhiều nhánh mạng lại với nhau để tạo thành một liên mạng. Nhiệm vụ của router là chuyển tiếp các gói tin từ mạng này đến mạng kia để có thể đến được máy nhận. Mỗi một router thường tham gia vào ít nhất là 2 mạng. Nó có thể là một thiết bị chuyên dùng với hình dáng giống như Hub hay switch hoặc có thể là một máy tính với nhiều card mạng và một phần mềm cài đặt giải thuật chọn đường. Các đầu nối kết (cổng) của các router được gọi là các Giao diện (Interface).
Các Router dùng bảng định tuyến (Routing table) để lưu trữ thông tin về mạng dùng trong trường hợp tìm đường đi tối ưu cho các gói tin. Bảng định tuyến chứa các thông tin về đường đi, thông tin về ước lượng thời gian, khoảng cách Bảng này có thể cấu hình tĩnh hay tự động. Khi mội gói tin đến Router, nó sẽ tiến hành kiểm tra địa chỉ IP đích của gói tin:
- Nếu địa chỉ mạng của IP đích này có trong bảng định tuyến của Router, Router sẽ gởi ra port tương ứng.
- Nếu địa chỉ mạng của IP đích này không có trong bảng định tuyến, Router sẽ kiểm tra xem trong bảng định tuyến của mình có khai báo Default Gateway hay không:
Nếu có khai báo Default Gateway thì gói tin sẽ được Router đưa đến
Default Gateway tương ứng.
Nếu không có khai báo Default Gateway thì gói tin sẽ bị loại bỏ.
80 Giả sử máy tính X gửi cho máy tính Y một gói tin. Đường đi của gói tin sẽ được mô tả như sau:
Hình 3.15. Đường đi gói tin qua mạng
- Vì máy Y không nằm cùng mạng với máy X, do đó máy X sẽ chuyển gói dữ liệu đến Router A.
- Tại Router A:
Tầng mạng đọc địa chỉ máy nhận để xác định địa chỉ của mạng đích có chứa máy nhận và kế tiếp sẽ tìm trong bảng chọn đường để biết được next hop cần phải gửi đi là đâu? Trong trường hợp này là Router B
Gói tin sau đó được đua xuống tầng 2 để đóng vào một khung để đưa ra hàng đợi của giao diện / cổng hướng đến next hop và chờ để được truyền đi trên đường truyền vật lý.
- Tiến trình diễn ra tương tự tại router B, router C.
- Tại router C, khung của tầng 2 sẽ chuyển gói tin đến máy Y.