Расширение локальных сетей

Любая топология или архитектура имеет свои ограничения. Тем не менее существуют устройства, назначение которых — увеличить размер сети в действующей среде.
Сигнал при распространении по кабелю искажается, поскольку уменьшается его амплитуда. Причина этого явления — затухание. Репитер восстанавливает амплитуду сигнала.
Мост (bridge) может соединять сегменты или локальные сети рабочих групп.
Мост также служит для разбиения сети, что помогает изолировать трафик или отдельные проблемы.

Повторитель

Мосты обычно решают следующие задачи.
Увеличивают размер сети.
Увеличивают максимальное количество компьютеров в сети.
Устраняют узкие места, появляющиеся в результате подключения избыточного числа компьютеров и, как следствие, возрастания графика.
Соединяют разнородные физические носители, такие, как витая пара и коаксиальный кабель.
Соединяют разнородные сегменты сети, например Ethernet и Token Ring, и переносят между ними пакеты.

Маршрутизаторы
В среде, объединяющей несколько сетевых сегментов с различными протоколами и архитектурами, мосты не всегда гарантируют быструю связь между всеми сегментами.
Для такой сложной сети необходимо устройство, которое не только знает адрес каждого сегмента, но и определяет наилучший маршрут для передачи данных и фильтрует широковещательные сообщения.
Такое устройство называется маршрутизатором.
Маршрутизаторы (routers) работают на Сетевом уровне модели OSI.

Маршрутизаторы
Это значит, что они могут переадресовывать и маршрутизировать пакеты через множество сетей, обмениваясь информацией между раздельными сетями.
Маршрутизаторы считывают в пакете адресную информацию сложной сети, поскольку они функционируют на более высоком по сравнению с мостами уровне модели OSI.
Маршрутизаторы могут выполнять функции мостов, а также оптимизируют доставки пакетов.

Маршрутизаторы
В сложных сетях без применения маршрутизаторов обойтись трудно, так как они обеспечивают лучшее (по сравнению с мостами) управление графиком и не пропускают широковещательных сообщений.
Маршрутизаторы могут совместно использовать данные о состоянии маршрутов и, основываясь на этой информации, обходить медленные или неисправные каналы связи.
В отличие от мостов, маршрутизаторы могут связывать сети, имеющие различные каналы данных.

Главные задачи, которые могут решать маршрутизаторы:
эффективно перенаправлять пакеты из одной сети в другую, устраняя ненужный трафик;
соединять соседние или удаленные сети;
связывать разнородные сети;
устранять узкие места сети, изолируя ее отдельные части;
защищать фрагменты сети от несанкционированного доступа.

Например, сеть Ethernet на базе протокола TCP/IP можно подключить к коммутирующей сети с ретрансляцией кадров, в которой также используется протокол IP.
Некоторые маршрутизаторы поддерживают только один протокол, например, TCP/IP или IPX.
Многопротокольные маршрутизаторы могут выполнять преобразование протоколов разнородных сетей, т. е. осуществлять конвертацию протокола TCP/IP сети Ethernet в протокол AppleTalk сети с маркерным доступом, и наоборот.

При наличии соответствующего аппаратного и программного обеспечения маршрутизаторы могут соединять различные сети, в том числе:
Ethernet;
Fast Ethernet;
Gigabit Ethernet;
10 Gigabit Ethernet;
Token Ring;
Fast Token Ring;
Frame Relay (сети с ретрансляцией кадров);
ATM;
ISDN;
Х.25.

Также в отличие от мостов, "прозрачных" для других сетевых узлов (например, рабочих станций или серверов), маршрутизаторы получают от Узлов регулярные сообщения, подтверждающие адреса узлов и их присутствие в сети.
Маршрутизаторы пересылают пакеты по маршрутам, где трафик самый маленький и для которых минимальна стоимость использования сетевых ресурсов.
Маршрут с наименьшей стоимостью определяется следующими факторами: расстоянием или длиной пути, нагрузкой в следующем пункте ретрансляции, имеющейся пропускной способностью и надежностью маршрута.

Метрика
Программные средства маршрутизатора представляют один или несколько перечисленных факторов в виде единого параметра, называемого метрикой(metric).
Метрики применяются для определения наилучшего маршрута в сети.
Для вычисления метрики могут использоваться следующие величины в любых комбинациях: