Коммутаторы и мосты сетей Ethernet. Часть 1. Основные принципы функционирования: Учебное пособие, страница 5

Мост - это устройство, которое обеспечивает взаимосвязь двух (реже нескольких) локальных сетей посредством передачи кадров из одной сети в другую с помощью их промежуточной буферизации. Мост, в отличие от повторителя, не старается поддержать побитовый синхронизм в обеих объединяемых сетях. Вместо этого он выступает по отношению к каждой из сетей как конечный узел. Мост принимает кадр, буферизует его, анализирует адрес назначения кадра и только в том случае, когда адресуемый узел действительно принадлежит другой сети, он передает его в другую сеть.

Рис 5.1.  Принцип разделения мостом объединенной сети на 2 домена коллизий.

Для передачи кадра в другую сеть мост должен получить доступ к ее разделяемой среде передачи данных в соответствии с теми же правилами, что и обычный узел.

Таким образом, мост изолирует трафик одного сегмента от трафика другого сегмента, фильтруя кадры. Так как в каждый из сегментов теперь направляется трафик от меньшего числа узлов, то коэффициент загрузки сегментов уменьшается.

Рассмотрим для примера  рисунок 5.1. На данном рисунке изображен фрагмент объединенной сети, состоящей из 3 сетевых устройств и 6 оконечных рабочих станций. Рабочие станции с MAC адресами 10,15, 20 образуют домен коллизий № 1, поскольку они подключены к концентратору, создающему на физическом уровне общую разделяю среду для передачи пакетов. Если станции 10 и 15 одновременно предпримут попытку передачи пакета, возникнет коллизия. Сигнал коллизии распространится на все порты концентратора  и достигнет станции 20. Во время распространения сигнала коллизии ни одна из станций, подключенных  к концентратору 1, не сможет начать передачу или прием пакета. Сигнал коллизии также распространяется и на порт 1 моста, но мост не будет транслировать сигналы коллизии через свой порт № 2. Таким образом, когда станции концентратора 1 вовлечены в процесс выхода из коллизии и не могут участвовать в процессе передачи и прима пакетов, станции, подключенные к концентратору № 2 имеют возможность беспрепятственного обмена пакетами. В результате общая пропускная способность сети увеличивается (снижается нагрузка в сети).

По своему принципу действия мосты подразделяются на два типа. Мосты первого типа выполняют так называемую маршрутизацию от источника (Source Routing), метод, разработанный фирмой IBM для своих сетей Token Ring. Этот метод требует, чтобы узел-отправитель пакета размещал в нем информацию о маршруте пакета. Другими словами, каждая станция должна выполнять функции по маршрутизации пакетов. Второй тип мостов осуществляет прозрачную для конечных станций передачу пакетов (Transparent Bridges). Данный тип устройств соответствует стандарту 802.1.

6.  Алгоритмы функционирования мостов

Основной принцип работы прозрачных мостов заключается в автоматическом формировании наборов MAC адресов, ассоциированных с определенным портом моста.  Мосты используют MAC адреса для  принятия решения о продвижении кадра, когда кадр записывается во внутренний буфер моста из какого-либо его порта.

Термин «прозрачный  мост» означает, что рассматриваемое устройство при выполнении своих функций никак не модифицирует и не анализирует информацию (поля данных), передаваемую в кадрах  сетевого и вышележащего уровней.  Поэтому мост позволяет  передавать информацию  сетевого и вышележащих уровней,  не оказывая  влияния на их содержимое полей  протоколов сетевого и вышележащих уровней.  Мосты не обладают информацией о топологии сетей и  в большинстве случаев используются только для построения сегментов локальных сетей, поскольку «классический» мост не реализует функций маршрутизации.

Основная информация, используемая мостом и коммутатором – информация о MAC адресах пакетов, появляющихся на портах моста (коммутатора).  Мост[1]  имеет дело как с адресом источника, так и с адресом назначения, имеющимися в кадрах локальных сетей. Мост использует адрес источника для автоматического построения своей базы данных адресов устройств, называемой также таблицей адресов устройств. В этой таблице устанавливается принадлежность адреса узла какому-либо порту моста. Все операции, которые выполняет мост, связаны с этой базой данных. На рисунке 5.2 показан фрагмент сети, содержащий двухпортовый мост B1, и соответствующая этому фрагменту часть таблицы адресов устройств.