Маршрутизация перевозок

1) по способу организации

2) по назначению

3) по расстоянию следования

Организация перевозок грузов маршрутами

Освоение устойчивых груженых вагонопотоков маршрутными перевозками учитывается при разработке плана формирования поездов.

Грузоотправитель с заявкой на перевозку грузов, представляют в дирекцию Ж/Д заявку на перевозку грузов маршрутами в 3х экземплярах в установленной форме.

При рассмотрении заявки проверяется соответствие предъявленных к перевозке объемов грузов установленным нормам веса и длины маршрута.

1экз. принятой заявки на перевозку грузов маршрутами направляется грузоотправителю

2экз. начальнику станции отправления

3экз. остается в ДУД Ж/Д

На станции погрузки маршрута в перевозосчных документах на вагоны, следующие в составе маршрута или ядра на одну станцию выгрузки, производится отметка штемпелем «Отправительский маршрут №… прямой.»

А назначением на станции распыления штемпелем «Отправительский маршрут №… с распылением на станции…»

Порядок подачи вагонов под погрузку и выгрузку маршрутов, их формирования, возврат порожних вагонов после выгрузки, технологические нормы на погрузку/выгрузку – устанавливаются в договорах на эксплуатацию пути необщего пользования и на подачу/уборку вагонов.

При организации маршрутных перевозок следует учитывать техническую оснащенность грузовых фронтов погрузки/выгрузки, нормы веса, длины состава маршрутных поездов и др. факторы.

Грузоотправитель должен согласовать с грузополучателем технологическую возможность приема маршрутов установленного веса и длины под выгрузку, благодаря развитию перевозок по схеме прямой вариант, происходит согласование массы длины времени отправления и поступления на склады грузополучателя отправительских маршрутов, что превращает их в логистические поезда.

Значение, характеристика и классификация железнодорожных путей необщего пользования.

Ж.д. ПНП предназначены для обслуживания отдельных предприятий, учреж/дений. Они связаны с общей сетью ж.д. России непрерывной рельсовой колеёй.

ПНП. – это комплекс устройств, включающих путевое хозяйство, складские сооружения, погрузо-разгрузочные устройства и механизмы, весовые приборы, устройства СЦБ и связи и др.

ПНП должен обеспечивать в соответствии с объёмом работы бесперебойную погрузку и выгрузку, маневровую работу и рациональное использование вагонов и локомотивов.

Здесь начинается и завершается процесс перевозки груза, выполняемый транспортом общего пользования, на них выполняется основная часть грузовых операций. Также на ПНП выполняется большой объём внутризаводских перевозок готовой продукции, сырья и полуфабрикатов в процессе производства. Эти перевозки, называются технологическими . Они осуществляются, как правило, на предприятиях чёрной, цветной металлургии, химической промышленности.

К другой категории ПНП относятся ПНП, несвязанные с технологическими внутризаводскими перевозками. На таких путях выполняются операции только по погрузке/выгрузке груза, и маневровые операции.

Уставом предусмотрено, что ПНП не связанные с технологическими перевозками могут принадлежать перевозчику или предприятиям и организациям.

6. Основные требования к Ж/Д ПНП, примыкающим к Ж/Д путям общего пользования

Ж/Д ПНП и расположенные на них сооружения и устройства должны обеспечивать маневровую и сортировочную работу в соответствии с объемом перевозок.

Ритмичную погрузку и выгрузку, а так же рациональное использование Ж/Д транспорта и его сохранность.

Конструкция и состояние сооружений и устройств расположенных на ПНП должны соответствовать строительным нормам и правилам, обеспечивать пропуск вагонов в допустимые на Ж/Д путях нормы технической нагрузки, а так же пропуск локомотивов предназначенных для обслуживания ж/д ПНП.

Владелец ПНП обеспечивает за свой счет их содержание с соблюдением требований безопасности движения и эксплуатации ж/д транспорта а также осуществлять совместно с ГО и ГП, освещение таких путей в пределах занимаемой ими территории и в местах погрузки-выгрузки грузов. Проводят очистку ПНП от мусора и снега.

В случае если на ПНП осуществляется подача ж/д ПС, эксплуатация которого осуществляется так же на ж/д путях общего пользования, ж/д ПНП должны соответствовать требованиям установленным в отношении ж/д ПОП и в определенных случаях подлежат обязательной сертификации.

Строительство и реконструкцию ж/д ПНП, устройств предназначенных для погрузки-выгрузки грузов, очистки и промывки вагонов (контейнеров), определение мест примыкания ж/д ПНП к ж/д ПОП осуществляется в порядке установленном федеральным органом исполнительной власти в области ж/д транспорта (ФАЖТ) по согласованию с владельцем инфраструктуры к которому примыкает ж/д ПНП и федеральным органом исполнительной власти в области транспорта (Минтранс).

Строительство новых ж/д ПНП осуществляется по согласованию с органом исполнительной власти субъекта РФ на территории которого будут находиться такие ж/д пути.

Примыкание к ж/д пути общего пользования строящихся, новых или восстановленных ж/д ПНП осуществляется в порядке определенном правительством РФ.

Примыкание к ж/д ПНП строящихся ПНП в порядке определяемом федеральным органом исполнительной власти в области ж/д транспорта совместно с федеральным органом исполнительной власти в области транспорта.

Договор на эксплуатацию ж/д ПНП содержит следующие положения:

1. Принадлежность ж/д пути необщего пользования;

2. Указание развернутой длины ж/д ПНП в метрах;

3. Описание порядка передачи уведомления о подаче вагонов;

4. Описание порядка движения поездов на ж/д ПНП в том числе с соблюдением ПТЭ, ИДП, инструкции по маневровой работе, ИСИ (сигнализации);

5. Количество вагонов каж/дой одновременно сдаваемой группе и места их передачи;

6. Порядок обмена информацией о готовности вагонов к сборке и срок уборки вагонов перевозчиком;

7. Нормы технологического срока оборота вагонов (час.);

8. Неоплачиваемое технологическое время на выполнение начально/конечных операций включенные в тариф, а так же неоплачиваемое время на подачу вагонов к местам погрузки(выгрузки) нежен контрагент

9. Перерабатывающая способность по основным родам грузов;

10. Расстояние, за которое взимается сбор за подачу и уборку вагонов

11. Мероприятия по развитию транспортного хозяйства.

12. Виды сборов уплачиваемых владельцем за подачу и уборку вагонов.

Контейнерные терминалы

Переработка контейнеров на сети ж/д РФ происходит на контейнерных терминалах, которые являются частью территории станции, где осуществляется: погрузка/выгрузка, сортировка, хранение, завоз/вывоз, комплектование, технический и коммерческий осмотр и текущий ремонт, оформление грузовых и перевозочных документов, транспортно-экспедиционных документов, информирования грузополучателя о времени прибытия контейнера, а также др. операции обеспечивающие сохранность груза.

Терминал может иметь одну или несколько контейнерных площадок, которые включают в себя погрузо-разгрузочные и подкрановые пути, площадку для кратковременного хранения, грузоподъемные устройства и машины, стоянки для прицепов и полуприцепов.

На сети терминалов 700 штук, из них 298 открыты для переработки крупнотоннажных контейнеров.

По роду выполняемых работ контейнеры бывают: грузовые, сортировочные, смешанные. Грузовые перерабатывают только местные контейнеры, сортировочные только транзитные, смешанные и те и другие.

Размещение контейнеров с соблюдением правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, правил противопожарной безопасности, габаритов и требований, относящихся к организации текущего ремонта контейнеров и ТО кранов.

Среднетоннажные контейнеры устанавливаются на площадке, как правило, в один ярус, крупнотоннажные в зависимости от применяемых погрузо-разгрузочных машин и прочности покрытия площади могут устанавливаться не более чем в 6 ярусов. (чаще всего 1-2).

Число погрузо-разгрузочных путей, количество, линейные размеры площадок определяются объемом работы, характером операций и средствами механизации.

Площадь контейнерных площадок рассчитывается, но нормам установленным инструкцией по проектированию станций и узлов. Контейнерные терминалы должны примыкать к путям станции стой стороны где находиться сортировочные устройства или к горловине параллельно с соединительным путем, целесообразно иметь выставочный путь длинной около 220 метров вмещающая 50% от состава контейнерного поезда.

Необходимо чтобы движение автотранспорта на терминале было поточным, автопроезды не пересекали ж/д пути в одном уровне.

Индекс негабаритности груза

Индекс негабаритности груза для указания в перевозочных документах а так же в поездных документах выдаваемых из ЭВМ данных о зонах и степенях негабаритности перевозимых грузов вводится понятие индекс негабаритности груза, который состоит из 5ти знаков. Каждый знак индекса негабариности (кроме первого) обозначает степень негабаритности. Сверхнегабаритность в любой зоне обозначается цифрой 8.

Обозначение в индексе негабаритности.

Первый знак: всегда буква H

Второй знак: степень нижней негабаритности (от 1 до 6)

Третий знак: степень боковой негабаритности (от 1 до 6)

Четвертый знак: степень верхней негабаритности (от 1 до 3)

Пятый знак: вертикальная сверхнегабаритности (8)

Отсутствие негабаритности в любой зоне в том числе и отсутствие вертикальной сверхнегабаритности отмечается цифрой 0 в соответствующем знаке индекса негабаритности.

Например, индекс негабаритности Н8480 означает что негабаритный груз имеет нижнюю и верхнюю сверхнегабариность, боковую негабаритность 4-той степени, а вертикальная сверхнегабаритности отсутствует. В натурном листе и телеграмме натурном листе рядом с номером поезда проставляется индекс негабаритности поезда. То есть буква Н и коды наибольших степеней нижней, боковой и верней негабаритности (с учетом расчетной) а так же код вертикальной сверхнегабаритности (0 или 8) грузов имеющихся в составе поезда.

Определение и классификация маршрутов

Маршрутизация перевозок – является высокоэффективным способом оптимизации грузовых перевозок. Она обеспечивает быстрейшее продвижение грузов из пунктов производства в пункты потребления. Сокращает работы технических станций по переформированию составов, обороты вагонов, снижает себестоимость перевозок, обеспечивает сохранность перевозок. В маршрутах вагоны в составе полновесных поездов проходят транзитом без переформирования все или часть участковых и сортировочных станций, расположенных меж/ду станциями погрузки и назначения.

В соответствии со ст.13 Маршрутом называется состав поезда установленной массы или длины, сформированный в соответствии с правилами технической эксплуатации Ж/Д ПТЭ и планом формирования из вагонов определенного назначения при условии прохож/дения без переработки не менее 1 технической станции.

Маршруты с мест погрузки классифицируются по следующим признакам:

1) по способу организации

а) отправительские, погруженные и сформированные на 1станции или на 1 пути необщего пользования, одним или несколькими грузоотправителями.

б) ступенчатые, погруженные несколькими ГО на путях необщего пользования с объединением групп вагонов на станции примыкания, либо погруженные на нескольких станциях узла или участка с объединением на опорной станции.

в) кольцевые (вертушки), составы поездов обращающиеся меж/ду 1 станцией погрузки и выгрузки по принципу челночного движения.

2) по назначению

а) прямые, составленные из вагонов, следующих до 1 станции назначения

б) в распыление, состоящие из вагонов, следующих по нескольким станциям назначения подлежащих расформированию на ближайшей району выгрузки технической станции.

3) по расстоянию следования

а) сетевые – следующие от станции формирования до станции назначения в пределах двух и более Ж/Д.

б) внутридорожные - в пределах одной Ж/Д.

Вес и длина сетевых маршрутов устанавливается ОАО РЖ/Д, а внутри дорожные начальником дирекции соответственно или его заместителем. Норма веса и длины маршрута определяется грузоотправителем. Маршрутом могут перевозиться однородные грузы или грузы нескольких наименований.

Тема – «Технология перевозок массовых грузов:

Топливных, рудно-металлических и наливных»

План:

Маршрутизация перевозок. Виды маршрутов.

Технология перевозки топливных и рудно-металлических грузов. Характеристика топливных, металлургических грузов. Особенности работы подъездных путей при перевозке массовых грузов.

Технология перевозки наливных грузов. Характеристика наливных грузов. Особенности маршрутизации наливных грузов. Технология работы станций налива нефтепродуктов. Технология работы станций слива.

Литература:

Типовой технологический процесс работы грузовой станции, Москва: «Транспорт»,1989.

5. Основы управления грузовой и коммерческой работой на железнодорожном транспорте; Мухаметжанова А.В., Избаирова А.С. Алматы: «КазАТК», 2009. – 250 с.

6. Управление грузовой и коммерческой работы на железнодорожном транспорте.Смехов А.А. Москва: «Транспорт», 1990.

1. Маршрутизация перевозок. Виды маршрутов

Виды маршрутов и их значение

Маршрутом называется состав поезда установленной массы или длины, сформированный грузоотправителем или дорогой в соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог и планом формирования из вагонов, загруженных одним или несколькими отправителями на одной или нескольких станциях, назначением на одну станцию выгрузки или распыления с обязатель­ным прохождением им не менее одной технической станции без переработки состава.

Большое значение имеет маршрутизация перевозок с мест погрузки грузов, т. е. отправительская, при которой вагоны организуют в прямые поезда не на технических станциях, а непосредственно в пунктах их загрузки. Эффектив­ность таких маршрутных поездов (маршрутов) определяется в основном уско­рением продвижения вагонов. Достигается это тем, что маршрутные поезда про­ходят ряд технических станций без переработки (не менее одной).

Отправитель­ская маршрутизация способствует ускорению доставки грузов и высвобожде­нию в сфере обращения значительных материальных ресурсов; ускорению обо­рота вагонов, что сокращает потребность в парке вагонов и капитальные вло­жения на их постройку; уменьшению объема маневровой работы на технических станциях и устранению необхо­димости путевого развития сортиро­вочных парков; улучшению условий сохранности грузов; снижению себе­стоимости перевозок грузов.

Эффективность маршрутизации перевозок грузов тем выше, чем боль­ше степень охвата отправляемых грузов этим видом организации ваго-нопотоков и чем дальше следует мар­шрут без переработки, т. е. выше дальность пробега маршрута.

Наиболее эффективными являются маршруты назначением на одну стан­цию выгрузки, доля которых в общем маршрутном вагонопотоке составляет около 60 %.

Анализ распределения маршрутных перевозок по дальности пробега за ряд лет показывает, что доля маршрутов на короткие расстояния за последние 11 лет остается примерно на одном уровне, на расстояния от 401 до 1500км несколько увеличилась, а свыше 1500 км - уменьшилась. Однако эти показатели не все­гда дают правильное представление об эффективности маршрутизации, так как расстояния между сортировочными станциями в разных регионах значительно отличаются. Так, при пробеге 400 км в одном регионе маршрут проходит две-три технических станции (например, в Донбассе), а в другом при пробеге 1500 км - только одну (Сибирь, Дальний Восток). Поэтому более точно харак­теризует успешность маршрутизации среднее число технических станций, про­ходимых маршрутом без переработки, а еще лучше - количество вагонов, от переработки которых эти станции освобождены в результате маршрутизации.

Маршруты с мест погрузки грузов по условиям организации их делятся на три основные группы:

1) отправительские, погруженные и сформированные на одной станции одним грузоотправителем или на одном подъездном пути владельцем его и дру­гими грузоотправителями - его контрагентами. Эти маршруты могут следо­вать до одной станции выгрузки или до технической станции распыления марш­рута, расположенной как можно ближе к району расположения станции вы­грузки;

2) отправительские ступенчатые - погруженные разными грузоотправите­лями на их подъездных путях с объединением групп вагонов на станции примы­кания (станционные) или погруженные на разных станциях узла или участка с объединением на участке или в узле (участковые или узловые маршруты). Ступенчатые маршруты также могут следовать до одной станции назначения или в распыление на технической станции.

Основой для организации ступенчатых маршрутов служит календарное планирование погрузки по назначениям. Заключается оно в том, что на всех или части станций или подъездных путей грузят в определенный день грузы одного назначения. В этот же день обычный сборный поезд (или передаточный в узле) отправляют на участок (или на станцию узла), который при развозе вагонов по станциям забирает с них загруженные для маршрута группы ваго­нов. На той станции, где прицепляют последнюю группу вагонов, поезд пре­вращается в маршрут, который следует до места назначения груза (или пункта распыления) без переработки в пути следования.

Ступенчатые маршруты составляют в общей маршрутизации перевозок примерно четвертую часть;

3) кольцевые - представляют собой наиболее эффективную часть отпра­вительских маршрутов, которые следуют от одной станции погрузки до одной станции выгрузки. Составы этих маршрутов постоянны, их не расформировы­вают и после выгрузки возвращают на станцию приписки, где и подают под за­грузку. При этом следование составов кольцевых маршрутов в порожнем со­стоянии должно совпадать с общим порожним направлением такого же рода ва­гонов. Наиболее эффективны кольцевые маршруты в тех случаях, когда их на станции погрузки или на другой попутной станции загружают и они следуют гружеными в район расположения станции погрузки. При этом порожний про­бег вагонов резко снижается.

По расстоянию следования различают маршруты: сетевые (обращаются в пределах нескольких дорог) и внутридорожные (на одной дороге).

Поезда, обращающиеся между двумя пунктами с постоянными составами на короткие расстояния, называют «вертушками»; если они не проходят через техническую станцию, то в учет маршрутизации эти перевозки не включают.

Отправительские и ступенчатые маршруты формируют как из однородных грузов, так и разнородных.

Ступенчатые маршруты организуют тогда, когда вагонопотоки в определен­ные назначения грузов недостаточны для формирования отправительских маршрутов с одного пункта погрузки.

Маршрутизация перевозок грузов в ряде случаев требует дополнительных капитальных вложений на развитие грузовых фронтов. Поэтому для повыше­ния эффективности маршрутизации необходимо при планировании перевозок предусматривать концентрацию грузопотоков и согласованную работу стан­ции примыкания, подъездных путей и предприятий - владельцев этих путей, на которых отгружаются грузы.

Планирование маршрутизации и её значение

При планировании маршрута проверяют технико-экономическую эффективность маршрутов и исключают маршруты, которые не сокращают переработку вагонопотока. В первую очередь планируют отправительские маршруты, которые следуют на одну станцию выгрузки. Затем на станции распыления с учетом максимального следования их без переработки. Из оставшегося грузопотока не охваченных отправительской маршрутизацией организуют отправительские ступенчатые маршруты.

При планировании учитывают техническую вооруженность станции погрузки и выгрузки, карты норм массы и длины составов поездов.

Планы маршрутизации перевозок грузов составляются при разработке плана формирования поездов. Они бывают годовые и месячные. При составле­нии плана формирования поездов прежде всего разрабатывают планы маршру­тизации перевозок на основе вагонопотоков по направлениям (струям) устой­чивого характера.

Эффективность маршрутизации перевозок грузов с мест их погрузки опре­деляется скоростью продвижения маршрутов (сокращением сроков доставки грузов), количеством технических станций, которые в среднем каждый маршрут проходят без переработки, сокращением простоя вагонов на технических стан­циях (без переработки) и станциях погрузки и выгрузки, а также числом орга­низуемых маршрутов и массой нетто каждого маршрутного поезда (общим ко­личеством груза, перевозимого в маршрутах).

Эффективность маршрутизации:

А) скорость продвижения груза

Б) с сокращением объема маневровой работы уменьшается штат работников ПТО.

Скорость продвижения груза в маршрутах значительно выше, чем при повагонных отправках (более чем на 30 %). Зависит она от сокращения простоя поездов на технических станциях без переработки. В результате того, что вагоны не перерабатываются на технических стан­циях, достигается сокращение объема маневровой работы, а также уменьшение штата вагонников, так как перерабатываемый вагон проходит технический ос­мотр дважды (по прибытии и отправлении), а следующий в маршрутах - один.

Возможна экономия капитальных вложений на развитие некоторых по­стоянных устройств (сортировочных путей и путей приема поездов, перерабаты­вающих устройств). В связи с пропуском части транзитного вагонопотока в маршрутах в этих устройствах создаются резервы перерабатывающей способ­ности, позволяющие осваивать дополнительный вагонопоток без их усиления. Эта экономия относится только к тем станциям, которые не имеют резервов. Методы расчета всей экономии в пути следования маршрута применяются те же, что и для сквозных поездов, формируемых на технических станциях, и излагаются в специальном курсе.

Простой вагонов при загрузке маршрута часто превышает время, затра­чиваемое на грузовую операцию с отдельной группой или одиночными вагона­ми. Вместе с тем одиночные вагоны и группы могут простаивать более продол­жительное время в ожидании накопления и отправления их со станции, чем при маршрутной погрузке. В связи с этим увеличения общего времени нахож­дения вагонов на станции при маршрутной погрузке может и не быть.

Затрата времени на непосредственную загрузку состава маршрута зависит от емкости грузового фронта и его оснащения, а также от количества фронтов, на кото­рых можно параллельно загружать от­дельные части маршрута. Наибольший простой под загрузкой вагонов маршрута возникает при малой вместимости фронта погрузки, большой массе маршрута и по­грузке его на одном фронте по частям. Сокращается это время, если имеется до­полнительный (выставочный) путь, что поз­воляет совмещать подачу и уборку каждой части маршрута с загрузкой другой части.

Если маршрут организован без уве­личения простоя вагонов на станциях погрузки и выгрузки и проходит хоть одну техническую станцию без переработ­ки, он всегда эффективен. Когда маршрут следует без переработки на одну стан­цию выгрузки, тогда для определения размера эффективности необходимо со­поставлять увеличение времени простоя вагонов не только на станции погруз­ки, но и выгрузки грузов с экономией в пути следования.

Вопросы:

1. Какие грузы перевозят маршрутами?

2. Что называют маршрутом?

3. Положительные стороны маршрутизации?

4. Кто устанавливает и от чего зависят нормы массы и длины маршрутных поездов?

Литература:

1. Перепон В.П. «Организация перевозок грузов». Маршрут 2003 г. (стр. 114)

Маршрутизация перевозок с мест погрузки является высокоэффек­тивным способом организации грузовых перевозок.

Маршрутизация является предметом договора на организацию перево­зок грузов на железнодорожном транспорте, поэтому лишь участники договора вправе определять его содержание. В нем могут предусматри­ваться отправительские маршруты, формируемые на железнодорожном подъездном пути или на железнодорожной станции, группы вагонов для организации ступенчатых станционных или участковых маршрутов и др.

Каждый погруженный вагон или группу погруженных вагонов не отправляют непосредственно на станцию назначения, а включают в состав поезда данного направления.

Процесс ожидания необходимого количества вагонов на полный состав поезда называется накоплением . После накопления вагонов организуются специальные поезда. Эта организация называется планом формирования поездов .

По условиям формирования массовые грузы: уголь, руду, нефть, строительные материалы и т.д. перевозят маршрутами.

Маршрут – это состав поезда установленной массы или длины, сформированный грузоотправителем или дорогой в соответствии с ПТЭ и планом формирования из вагонов, загруженных одним или несколькими отправителями на одной или нескольких станциях, назначением на одну станцию выгрузки или в распыление с обязательным освобождением не менее одной технической станции от переработки вагонопотока.

Маршрутизация является одним из эффективных способов перевозки грузов и имеет следующие положительные стороны: Отправительские маршруты проходят одну или несколько сортиро­вочных станций без переработки, поэтому ускоряется доставка груза, сокращается работа по переформированию составов, снижается себес­тоимость перевозок, ускоряется оборот вагонов, снижается потребность в вагонах, лучше обеспечивается сохранность перевозимых грузов, по­вышается конкурентоспособность производителей товаров и железно­дорожного транспорта.

Нормы массы и длины маршрутных поездов для дорог устанавливает Министерство транспорта. Это зависит от местных условий (рельефа местности, профиля пути, технической оснащенности участка, длины приемо - отправочных путей). Изменять установленные нормы массы и длины маршрутов дорогам в сторону увеличения запрещается, а в сторону уменьшения можно, но не более чем на один вагон. Установленные нормы веса и длины маршрутов объявляются грузоотправителям.

Железная дорога обязана подавать вагоны прежде всего под погрузку тем грузоотправителям, кто отправляет грузы маршрутами, для этого предусмотрены льготные тарифы на перевозку.

Основой в организации отправительских маршрутов является календарное планирование погрузки на промежуточных станциях в разные назначения по определенным дням. Календарное планирование позволяет организовать маршруты из вагонов погруженных несколькими грузоотправителями, когда размеры погрузки каждого из них незначительны.

Лекция 19 Краткая характеристика протоколов

Вопросы:

1. Маршрутизация. Виды и алгоритмы маршрутизации.

2. Протокол динамической маршрутизации RIP.

3. Протокол управляющих сообщений ICMP.

4. Протокол UDP.

5. Протокол TCP.

6. Протокол DNS.

7. Протокол управления сетью SNMP.

8. Протоколы дистанционного управления. Протокол telnet.

9. Протоколы файлового обмена.

10. Протокол SMTP, POP3, IMAP.

11. Протокол HTTP.

Маршрутизация означает передвижение информации от источника к пункту назначения через объединенную сеть. Маршрутизация часто противопоставляется объединению сетей с помощью моста, которое, в популярном понимании этого способа, выполняет точно такие же функции. Основное различие между ними заключается в том, что объединение с помощью моста имеет место на Уровне 2 эталонной модели ISO, в то время как маршрутизация встречается на Уровне 3. Этой разницей объясняется то, что маршрутизаторы используют логические адреса (например, IP-адреса), а мосты - аппаратные адреса.

С коммерческой точки зрения маршрутизация приобрела популярность только в 1970 гг.

Таблица маршрутизации представляет собой форму правил, по которым IP-датаграммы с данного компьютера отправляются по адресу назначения датаграммы. Таблицы маршрутизации создаются не только в специальных устройствах – маршрутизаторах, но и на каждом компьютере. Таблица маршрутизации может быть статической и динамической.

Распределение статических таблиц маршрутизации устанавливется администратором сети до начала маршрутизации. Оно не меняется, если только администратор сети не изменит его. Алгоритмы, использующие статические маршруты, просты для разработки и хорошо работают в окружениях, где трафик сети относительно предсказуем, а схема сети относительно проста

Динамические алгоритмы маршрутизации подстраиваются к изменяющимся обстоятельствам сети в масштабе реального времени. Они выполняют это путем анализа поступающих сообщений об обновлении маршрутизации. Если в сообщении указывается, что имело место изменение сети, программы маршрутизации пересчитывают маршруты и рассылают новые сообщения о корректировке маршрутизации. Такие сообщения пронизывают сеть, стимулируя маршрутизаторы заново прогонять свои алгоритмы и соответствующим образом изменять таблицы маршрутизации.

Алгоритм поиска маршрута в таблице маршрутизации

Таблица содержит записи, которые состоят из поля адреса сети, поля маски сети, поля адреса шлюза, поля адреса сетевого интерфейса и поля метрик.

Когда компьютер отправляет датаграмму, во первых, определяется, не расположен ли адрес получателя на той же ветке, что и адрес отправителя, если да, то датаграмма отправляется получателю напрямую.(прямая маршрутизация) Если нет, то в таблице маршрутизации ищется запись, соответствующая адресу назначения (косвенная маршрутизация).

Алгоритм поиска следующий. Если для какой-либо записи побитное произведение IP-адреса назначения и поля маски сети совпадает со значением поля адреса сети, то данная датаграмма будет отправлена на соответствующий этой записи шлюз, указанный в поле адрес шлюза, через сетевой интерфейс – хост отправителя датаграммы на данный шлюз, указанный в поле адреса сетевого интерфейса.

В стеке TCP/IP не только маршрутизаторы, но и конечные узлы принимают решения о том, кому передавать пакет для его успешной доставки узлу назначения, на основании так называемых таблиц маршрутизации (routing tables).

Рассмотрим следующий пример организации небольшой сети класса С, соединенной с провайдером Internet через маршрутизатор, который в то же время, обеспечивает связь между этими двумя сегментами. Пусть сетевой номер, выделенный этой организации – 210.20.30, а адрес Internet-шлюза – 210.20.30.254.

Или шлюзом , называется узел сети с несколькими IP-интерфейсами (содержащими свой MAC-адрес и IP-адрес), подключенными к разным IP-сетям, осуществляющий на основе решения задачи маршрутизации перенаправление дейтаграмм из одной сети в другую для доставки от отправителя к получателю.

Представляют собой либо специализированные вычислительные машины, либо компьютеры с несколькими IP-интерфейсами, работа которых управляется специальным программным обеспечением.

Маршрутизация в IP-сетях

Маршрутизация служит для приема пакета от одного устройства и передачи его по сети другому устройству через другие сети. Если в сети нет маршрутизаторов, то не поддерживается маршрутизация. Маршрутизаторы направляют (перенаправляют) трафик во все сети, составляющие объединенную сеть.

Для маршрутизации пакета маршрутизатор должен владеть следующей информацией:

• Адрес назначения
• Соседний маршрутизатор, от которого он может узнать об удаленных сетях
• Доступные пути ко всем удаленным сетям
• Наилучший путь к каждой удаленной сети
• Методы обслуживания и проверки информации о маршрутизации

Маршрутизатор узнает об удаленных сетях от соседних маршрутизаторов или от сетевого администратора. Затем маршрутизатор строит таблицу маршрутизации, которая описывает, как найти удаленные сети.

Если сеть подключена непосредственно к маршрутизатору, он уже знает, как направить пакет в эту сеть. Если же сеть не подключена напрямую, маршрутизатор должен узнать (изучить) пути доступа к удаленной сети с помощью статической маршрутизации (ввод администратором вручную местоположения всех сетей в таблицу маршрутизации) или с помощью динамической маршрутизации.

Динамическая маршрутизация - это процесс протокола маршрутизации, определяющий взаимодействие устройства с соседними маршрутизаторами. Маршрутизатор будет обновлять сведения о каждой изученной им сети. Если в сети произойдет изменение, протокол динамической маршрутизации автоматически информирует об изменении все маршрутизаторы. Если же используется статическая маршрутизация, обновить таблицы маршрутизации на всех устройствах придется системному администратору.

IP-маршрутизация - простой процесс, который одинаков в сетях любого размера. Например, на рисунке показан процесс пошагового взаимодействия хоста А с хостом В в другой сети. В примере пользователь хоста А запрашивает по ping IP-адрес хоста В. Дальнейшие операции не так просты, поэтому рассмотрим их подробнее:

• В командной строке пользователь вводит ping 172.16.20.2. На хосте А генерируется пакет с помощью протоколов сетевого уровня и ICMP .

• IP обращается к протоколу ARP для выяснения сети назначения для пакета, просматривая IP-адрес и маску подсети хоста А. Это запрос к удаленному хосту, т.е. пакет не предназначен хосту локальной сети, поэтому пакет должен быть направлен маршрутизатору для перенаправления в нужную удаленную сеть.
• Чтобы хост А смог послать пакет маршрутизатору, хост должен знать аппаратный адрес интерфейса маршрутизатора, подключенный к локальной сети. Сетевой уровень передает пакет и аппаратный адрес назначения канальному уровню для деления на кадры и пересылки локальному хосту. Для получения аппаратного адреса хост ищет местоположение точки назначения в собственной памяти, называемой кэшем ARP.
• Если IP-адрес еще не был доступен и не присутствует в кэше ARP, хост посылает широковещательную рассылку ARP для поиска аппаратного адреса по IP-адресу 172.16.10.1. Именно поэтому первый запрос Ping обычно заканчивается тайм-аутом, но четыре остальные запроса будут успешны. После кэширования адреса тайм-аута обычно не возникает.
• Маршрутизатор отвечает и сообщает аппаратный адрес интерфейса Ethernet, подключенного к локальной сети. Теперь хост имеет всю информацию для пересылки пакета маршрутизатору по локальной сети. Сетевой уровень спускает пакет вниз для генерации эхо-запроса ICMP (Ping) на канальном уровне, дополняя пакет аппаратным адресом, по которому хост должен послать пакет. Пакет имеет IP-адреса источника и назначения вместе с указанием на тип пакета (ICMP) в поле протокола сетевого уровня.
• Канальный уровень формирует кадр, в котором инкапсулируется пакет вместе с управляющей информацией, необходимой для пересылки по локальной сети. К такой информации относятся аппаратные адреса источника и назначения, а также значение в поле типа, установленное протоколом сетевого уровня (это будет поле типа, поскольку IP по умолчанию пользуется кадрами Ethernet_II). Рисунок 3 показывает кадр, генерируемый на канальном уровне и пересылаемый по локальному носителю. На рисунке 3 показана вся информация, необходимая для взаимодействия с маршрутизатором: аппаратные адреса источника и назначения, IP-адреса источника и назначения, данные, а также контрольная сумма CRC кадра, находящаяся в поле FCS (Frame Check Sequence).
• Канальный уровень хоста А передает кадр физическому уровню. Там выполняется кодирование нулей и единиц в цифровой сигнал с последующей передачей этого сигнала по локальной физической сети.

• Сигнал достигает интерфейса Ethernet 0 маршрутизатора, который синхронизируется по преамбуле цифрового сигнала для извлечения кадра. Интерфейс маршрутизатора после построения кадра проверяет CRC, а в конце приема кадра сравнивает полученное значение с содержимым поля FCS. Кроме того, он проверяет процесс передачи на отсутствие фрагментации и конфликтов носителя.
• Проверяется аппаратный адрес назначения. Поскольку он совпадает с адресом маршрутизатора, анализируется поле типа кадра для определения дальнейших действий с этим пакетом данных. В поле типа указан протокол IP, поэтому маршрутизатор передает пакет процессу протокола IP, исполняемому маршрутизатором. Кадр удаляется. Исходный пакет (сгенерированный хостом А) помещается в буфер маршрутизатора.
• Протокол IP смотрит на IP-адрес назначения в пакете, чтобы определить, не направлен ли пакет самому маршрутизатору. Поскольку IP-адрес назначения равен 172.16.20.2, маршрутизатор определяет по своей таблице маршрутизации, что сеть 172.16.20.0 непосредственно подключена к интерфейсу Ethernet 1.
• Маршрутизатор передает пакет из буфера в интерфейс Ethernet 1. Маршрутизатору необходимо сформировать кадр для пересылки пакета хосту назначения. Сначала маршрутизатор проверяет свой кэш ARP, чтобы определить, был ли уже разрешен аппаратный адрес во время предыдущих взаимодействий с данной сетью. Если адреса нет в кэше ARP, маршрутизатор посылает широковещательный запрос ARP в интерфейс Ethernet 1 для поиска аппаратного адреса для IP-адреса 172.16.20.2.
• Хост В откликается аппаратным адресом своего сетевого адаптера на запрос ARP. Интерфейс Ethernet 1 маршрутизатора теперь имеет все необходимое для пересылки пакета в точку окончательного приема. На рисунке показывает кадр, сгенерированный маршрутизатором и переданный по локальной физической сети.

Кадр, сгенерированный интерфейсом Ethernet 1 маршрутизатора, имеет аппаратный адрес источника от интерфейса Ethernet 1 и аппаратный адрес назначения для сетевого адаптера хоста В. Важно отметить, что, несмотря на изменения аппаратных адресов источника и назначения, в каждом передавшем пакет интерфейсе маршрутизатора, IP-адреса источника и назначения никогда не изменяются. Пакет никоим образом не модифицируется, но меняются кадры.

• Хост В принимает кадр и проверяет CRC. Если проверка будет успешной, кадр удаляется, а пакет передается протоколу IP. Он анализирует IP-адрес назначения. Поскольку IP-адрес назначения совпадает с установленным в хосте В адресом, протокол IP исследует поле протокола для определения цели пакета.
• В нашем пакете содержится эхо-запрос ICMP, поэтому хост В генерирует новый эхо-ответ ICMP с IP-адресом источника, равным адресу хоста В, и IP-адресом назначения, равным адресу хоста А. Процесс запускается заново, но в противоположном направлении. Однако аппаратные адреса всех устройств по пути следования пакета уже известны, поэтому все устройства смогут получить аппаратные адреса интерфейсов из собственных кэшей ARP.

В крупных сетях процесс происходит аналогично, но пакету придется пройти больше участков по пути к хосту назначения.

Таблицы маршрутизации

В стеке TCP/IP маршрутизаторы и конечные узлы принимают решения о том, кому передавать пакет для его успешной доставки узлу назначения, на основании так называемых таблиц маршрутизации (routing tables).

Таблица представляет собой типичный пример таблицы маршрутов, использующей IP-адреса сетей, для сети, представленной на рисунке.

Таблица маршрутизации для Router 2

В таблице представлена таблица маршрутизации многомаршрутная, так как содержится два маршрута до сети 116.0.0.0. В случае построения одномаршрутной таблицы маршрутизации, необходимо указывать только один путь до сети 116.0.0.0 по наименьшему значению метрики.

Как нетрудно видеть, в таблице определено несколько маршрутов с разными параметрами. Читать каждую такую запись в таблице маршрутизации нужно следующим образом:

Чтобы доставить пакет в сеть с адресом из поля Сетевой адрес и маской из поля Маска сети, нужно с интерфейса с IP-адресом из поля Интерфейс послать пакет по IP-адресу из поля Адрес шлюза, а «стоимость» такой доставки будет равна числу из поля Метрика.

В этой таблице в столбце "Адрес сети назначения" указываются адреса всех сетей, которым данный маршрутизатор может передавать пакеты. В стеке TCP/IP принят так называемый одношаговый подход к оптимизации маршрута продвижения пакета (next-hop routing) – каждый маршрутизатор и конечный узел принимает участие в выборе только одного шага передачи пакета. Поэтому в каждой строке таблицы маршрутизации указывается не весь маршрут в виде последовательности IP-адресов маршрутизаторов, через которые должен пройти пакет, а только один IP-адрес - адрес следующего маршрутизатора, которому нужно передать пакет. Вместе с пакетом следующему маршрутизатору передается ответственность за выбор следующего шага маршрутизации. Одношаговый подход к маршрутизации означает распределенное решение задачи выбора маршрута. Это снимает ограничение на максимальное количество транзитных маршрутизаторов на пути пакета.

Для отправки пакета следующему маршрутизатору требуется знание его локального адреса, но в стеке TCP/IP в таблицах маршрутизации принято использование только IP-адресов для сохранения их универсального формата, не зависящего от типа сетей, входящих в интерсеть. Для нахождения локального адреса по известному IP-адресу необходимо воспользоваться протоколом ARP.

Одношаговая маршрутизация обладает еще одним преимуществом - она позволяет сократить объем таблиц маршрутизации в конечных узлах и маршрутизаторах за счет использования в качестве номера сети назначения так называемого маршрута по умолчанию – default (0.0.0.0), который обычно занимает в таблице маршрутизации последнюю строку. Если в таблице маршрутизации есть такая запись, то все пакеты с номерами сетей, которые отсутствуют в таблице маршрутизации, передаются маршрутизатору, указанному в строке default. Поэтому маршрутизаторы часто хранят в своих таблицах ограниченную информацию о сетях интерсети, пересылая пакеты для остальных сетей в порт и маршрутизатор, используемые по умолчанию. Подразумевается, что маршрутизатор, используемый по умолчанию, передаст пакет на магистральную сеть, а маршрутизаторы, подключенные к магистрали, имеют полную информацию о составе интерсети.

Кроме маршрута default, в таблице маршрутизации могут встретиться два типа специальных записей - запись о специфичном для узла маршруте и запись об адресах сетей, непосредственно подключенных к портам маршрутизатора.

Специфичный для узла маршрут содержит вместо номера сети полный IP-адрес, то есть адрес, имеющий ненулевую информацию не только в поле номера сети, но и в поле номера узла. Предполагается, что для такого конечного узла маршрут должен выбираться не так, как для всех остальных узлов сети, к которой он относится. В случае, когда в таблице есть разные записи о продвижении пакетов для всей сети N и ее отдельного узла, имеющего адрес N,D, при поступлении пакета, адресованного узлу N,D, маршрутизатор отдаст предпочтение записи для N,D.

Записи в таблице маршрутизации, относящиеся к сетям, непосредственно подключенным к маршрутизатору, в поле "Метрика" содержат нули («подключено»).

Алгоритмы маршрутизации

Основные требования к алгоритмам маршрутизации:

• точность;
• простота;
• надёжность;
• стабильность;
• справедливость;
• оптимальность.

Существуют различные алгоритмы построения таблиц для одношаговой маршрутизации. Их можно разделить на три класса:

• алгоритмы простой маршрутизации;
• алгоритмы фиксированной маршрутизации;
• алгоритмы адаптивной маршрутизации.

Независимо от алгоритма, используемого для построения таблицы маршрутизации, результат их работы имеет единый формат. За счет этого в одной и той же сети различные узлы могут строить таблицы маршрутизации по своим алгоритмам, а затем обмениваться между собой недостающими данными, так как форматы этих таблиц фиксированы. Поэтому маршрутизатор, работающий по алгоритму адаптивной маршрутизации, может снабдить конечный узел, применяющий алгоритм фиксированной маршрутизации, сведениями о пути к сети, о которой конечный узел ничего не знает.

Проста маршрутизация

Это способ маршрутизации не изменяющийся при изменении топологии и состоянии сети передачи данных (СПД).

Простая маршрутизация обеспечивается различными алгоритмами, типичными из которых являются следующие:

• Случайная маршрутизация – это передача сообщения из узла в любом случайно выбранном направлении, за исключением направлений по которым сообщение поступило узел.
• Лавинная маршрутизация – это передача сообщения из узла во всех направлениях, кроме направления по которому сообщение поступило в узел. Такая маршрутизация гарантирует малое время доставки пакета, засчет ухудшения пропускной способности.
• Маршрутизация по предыдущему опыту – каждый пакет имеет счетчик числа пройденных узлов, в каждом узле связи анализируется счетчик и запоминается тот маршрут, который соответствует минимальному значению счетчика. Такой алгоритм позволяет приспосабливаться к изменению топологии сети, но процесс адаптации протекает медленно и неэффективно.

В целом, простая маршрутизация не обеспечивает направленную передачу пакета и имеет низкую эффективности. Основным ее достоинством является обеспечение устойчивой работы сети при выходе из строя различных частей сети.

Фиксированная маршрутизация

Этот алгоритм применяется в сетях с простой топологией связей и основан на ручном составлении таблицы маршрутизации администратором сети. Алгоритм часто эффективно работает также для магистралей крупных сетей, так как сама магистраль может иметь простую структуру с очевидными наилучшими путями следования пакетов в подсети, присоединенные к магистрали, выделяют следующие алгоритмы:

• Однопутевая фиксированная маршрутизация – это когда между двумя абонентами устанавливается единственный путь. Сеть с такой маршрутизацией неустойчива к отказам и перегрузкам.
• Многопутевая фиксированная маршрутизация – может быть установлено несколько возможных путей и вводится правило выбора пути. Эффективность такой маршрутизации падает при увеличении нагрузки. При отказе какой-либо линии связи необходимо менять таблицу маршрутизации, для этого в каждом узле связи храниться несколько таблиц.

Адаптивная маршрутизация

Это основной вид алгоритмов маршрутизации, применяющихся маршрутизаторами в современных сетях со сложной топологией. Адаптивная маршрутизация основана на том, что маршрутизаторы периодически обмениваются специальной топологической информацией об имеющихся в интерсети сетях, а также о связях между маршрутизаторами. Обычно учитывается не только топология связей, но и их пропускная способность и состояние.

Адаптивные протоколы позволяют всем маршрутизаторам собирать информацию о топологии связей в сети, оперативно отрабатывая все изменения конфигурации связей. Эти протоколы имеют распределенный характер, который выражается в том, что в сети отсутствуют какие-либо выделенные маршрутизаторы, которые бы собирали и обобщали топологическую информацию: эта работа распределена между всеми маршрутизаторами, выделяют следующие алгоритмы:

• Локальная адаптивная маршрутизация – каждый узел содержит информацию о состоянии линии связи, длины очереди и таблицу маршрутизации.
• Глобальная адаптивная маршрутизация – основана на использовании информации получаемой от соседних узлов. Для этого каждый узел содержит таблицу маршрутизации, в которой указано время прохождения сообщений. На основе информации, получаемой из соседних узлов, значение таблицы пересчитывается с учетом длины очереди в самом узле.
• Централизованная адаптивная маршрутизация – существует некоторый центральный узел, который занимается сбором информации о состоянии сети. Этот центр формирует управляющие пакеты, содержащие таблицы маршрутизации и рассылает их в узлы связи.
• Гибридная адаптивная маршрутизация – основана на использовании таблицы периодически рассылаемой центром и на анализе длины очереди с самом узле.

Показатели алгоритмов (метрики)

Маршрутные таблицы содержат информацию, которую используют программы коммутации для выбора наилучшего маршрута. Чем характеризуется построение маршрутных таблиц? Какова особенность природы информации, которую они содержат? В данном разделе, посвященном показателям алгоритмов, сделана попытка ответить на вопрос о том, каким образом алгоритм определяет предпочтительность одного маршрута по сравнению с другими.

В алгоритмах маршрутизации используется множество различных показателей. Сложные алгоритмы маршрутизации при выборе маршрута могут базироваться на множестве показателей, комбинируя их таким образом, что в результате получается один гибридный показатель. Ниже перечислены показатели, которые используются в алгоритмах маршрутизации:

• Длина маршрута.
• Надежность.
• Задержка.
• Ширина полосы пропускания.

Длина маршрута.

Длина маршрута является наиболее общим показателем маршрутизации. Некоторые протоколы маршрутизации позволяют администраторам сети назначать произвольные цены на каждый канал сети. В этом случае длиной тракта является сумма расходов, связанных с каждым каналом, который был траверсирован. Другие протоколы маршрутизации определяют "количество пересылок" (количество хопов), т. е. показатель, характеризующий число проходов, которые пакет должен совершить на пути от источника до пункта назначения через элементы объединения сетей (такие как маршрутизаторы).

Надежность.

Надежность, в контексте алгоритмов маршрутизации, относится к надежности каждого канала сети (обычно описываемой в терминах соотношения бит/ошибка). Некоторые каналы сети могут отказывать чаще, чем другие. Отказы одних каналов сети могут быть устранены легче или быстрее, чем отказы других каналов. При назначении оценок надежности могут быть приняты в расчет любые факторы надежности. Оценки надежности обычно назначаются каналам сети администраторами. Как правило, это произвольные цифровые величины.

Задержка.

Под задержкой маршрутизации обычно понимают отрезок времени, необходимый для передвижения пакета от источника до пункта назначения через объединенную сеть. Задержка зависит от многих факторов, включая полосу пропускания промежуточных каналов сети, очереди в порт каждого маршрутизатора на пути передвижения пакета, перегруженность сети на всех промежуточных каналах сети и физическое расстояние, на которое необходимо переместить пакет. Т. к. здесь имеет место конгломерация нескольких важных переменных, задержка является наиболее общим и полезным показателем.

Полоса пропускания.

Полоса пропускания относится к имеющейся мощности трафика какого-либо канала. При прочих равных показателях, канал Ethernet 10 Mbps предпочтителен любой арендованной линии с полосой пропускания 64 Кбайт/с. Хотя полоса пропускания является оценкой максимально достижимой пропускной способности канала, маршруты, проходящие через каналы с большей полосой пропускания, не обязательно будут лучше маршрутов, проходящих через менее быстродействующие каналы.