Основные сведения о сетях и их построении, страница 13

Мост – работает на канальном уровне и делит физически разделяемую среду передачи данных на логические сегменты (подсети) и передает сообщения только той подсети, которой принадлежит компьютер-приемник. Тем самым мост изолирует трафики подсетей, повышая общую производительность сети. Локализация трафика не только повышает производительность, но и уменьшает вероятность несанкционированного доступа к данным, поскольку кадры не выходят за пределы своего сегмента и их невозможно перехватить вне его пределов. Мосты используют для локализации трафика аппаратные адреса компьютеров, строя по ним таблицу маршрутизации, что затрудняет идентификацию их принадлежности к определенному логическому сегменту сети. Поэтому мост ориентируется на упрощенное деление сети на сегменты, которое состоит в том, что он запоминает, через какой порт на него поступил кадр данных от каждого компьютера, и в дальнейшем использует это знание для передачи кадров, предназначенных для этого компьютера, на этот порт – технология прозрачного соединения. Топологию связей между логическими сегментами мост не знает, что и ограничивает его применение только теми сетями, в которых сегменты соединены таким образом, чтобы не образовывать в них замкнутые контуры. Для избежания зацикливания пакетов при соединении мостов друг с другом в сетях Ethernet используется протокол STA, самостоятельно выбирающий для обработки пакетов один из мостов. Остальные мосты сегмента при этом будут простаивать, пока работающий мост не выйдет из строя. В сетях Token Ring сами узлы посредством рассылки широковещательных сообщений выбирают себе мост для дальнейшего использования при обмене данными с другими узлами – способ соединение источник – маршрут. Существуют три типа мостов. Локальный простейший мост просто считывает адреса, не модифицируя данные в пакетах, и либо передает, либо не передает их дальше. Используется для сетей в пределах одного помещения. Мост-транслятор связывает сегменты сети с разными сетевыми средами или протоколами. Считывает заголовок канального уровня, удаляет данные этого уровня из пакета и заново формирует кадр данных. Удаленный мост посредством технологий ГВС связывает два значительно удаленных сетевых сегмента.

Коммутатор (свичь) – по принципу обработки кадров сообщения не отличается от моста, но в отличие от однопроцессорного моста является коммуникационным мультиплексором, поскольку каждый его порт оснащен специализированным процессором, обрабатывающим кадры по алгоритму моста, но независимо друг от друга. Это многократно повышает его производительность по сравнению с мостом за счет обработки кадров в параллельном режиме. В сети с коммутаторами пакет следует от источника к получателю по выделенному пути, который является коллизионным доменом для взаимодействующих компьютеров. В такой сети ни один компьютер не получает не предназначенные ему пакеты и коллизии никогда не возникают, поскольку пара компьютеров обменивается данными только по выделенному для этого пути. В отличие от концентраторов, когда все компьютеры сообща используют полосу пропускания сети, только пара компьютеров в сети с коммутаторами использует всю полосу ее пропускания, что существенно увеличивает производительность сети. Чаще всего коммутаторы применяются в крупных интерсетях вместо концентраторов и маршрутизаторов. В коммутируемой среде за счет выделения канала для пары компьютеров, в отличие от сети с маршрутизатором, переносящей по магистрали трафик, сгенерированный всеми сегментами, всегда будет обеспечена минимальная интенсивность трафика. Недостаток сети с коммутатором – широковещательные сообщения отдельного компьютера передаются всем компьютерам сети. Для решения этой проблемы используются виртуальные ЛВС, позволяющие в коммутируемой сети выделить виртуальные подсети. Эти подсети существуют только внутри коммутаторов, но их наличие позволяет им ограничить распространение широковещательных сообщений только рамками той виртуальной подсети, которая их породила. Существуют два типа коммутаторов. Сквозной коммутатор передает пакеты через соответствующий порт без дополнительной обработки, немедленно, как только они получены, даже не дожидаясь завершения их приема. Коммутатор с промежуточной буферизацией дожидается завершения приема пакета, а затем отправляет его. Различают коммутаторы с общей памятью (общий буфер для всех портов) и коммутаторы с общей шиной – отдельными буферами для каждого порта, соединенными шиной. В течение времени хранения пакета в буфере производится его проверка на дефектность. Ограничения, связанные с применением мостов и коммутаторов по логической структуризации сети, привели к созданию маршрутизаторов.