Глава 5. Повторители, концентраторы и мосты
тоа, и
Концентраторы Ethernet могут поддерживать 10BaseT, Fast Ethernet или сра
113 зу обе технологии. В отличие от плат сетевых адаптеров, не каждый концентратор Fast Ethernet способен работать на 10 Мбит/с и на 100 Мбит/с. В случае выбора односкоростных концентраторов понадобится организовать отдельные сегменты для каждой пропускной способности и установить в них соответствующие скоростям работы платы сетевых адаптеров. В двухскоростных концентраторах каждый порт автоматически выбирает оптимальную скорость работы с рабочей станцией, подключенной к нему. Двухскоростные концентраторы работают, поддерживая для каждой скорости отдельный логический сегмент внутри устройства, и могут использовать соответствующий двухпортовый коммутатор для того, чтобы передавать данные между сегментами (сказанное означает, что в заданный сегмент могут быть пропущены только данные, предназначенные конкретно для него). В некоторых реализациях наращиваемых концентраторов коммутатор встроен в один "мастер"-концентратор, который может обслуживать все другие концентраторы-"клиенты" в наборе. Это экономит деньги, делая возможным переключение между сегментами соединенных концентраторов без приобретения для каждого блока избыточной коммутирующей схемы. Дополнительно двухскоростные концентраторы упрощают процесс перехода от "классического" Ethernet к Fast Ethernet. Нет необходимости устанавливать в серверы и другие системы второй сетевой адаптер, так как концентратор сам организует путь между двумя сетевыми сегментами. Также после установки концентратора не нужно переустанавливать адаптеры в рабочих станциях — системы 10BaseT будут продолжать функционировать нормально. В любое удобное время в рабочей станции можно заменить сетевой адаптер 10BaseT на модель 100BaseT. После перезагрузки рабочей станции ноВый сетевой адаптер соединится с концентратором на скорости 100 Мбит/с и
|
|
|
будет добавлен в высокоскоростной сегмент. Не удивительно, что двухскоростные концентраторы значительно дороже односкоростных моделей. В зависимости от стадии процесса модернизации может быть экономически выгоднее приобрести односкоростные концентраторы. Например, если большая часть сети уже использует Fast Ethernet, и осталось только несколько рабочих станций на 10 Мбит/с, то трата дополнительных средств на двухскоростные концентраторы, возможно, не лучшее решение. Вместо этого имеет смысл потратить время на модернизацию оставшихся систем до Fast Ethernet. Однако, если во всей сети еще широко применяется 10BaseT и переход на Fast Ethernet находится в стадии планирования, двухскоростные концентраторы будут идеальным решением.
|
|
|
Мосты
Мост (bridge) - это устройство, также используемое для объединения cer
Кабеля ПВС, но в отличие от концентраторов мосты функционируют
Глава 5. Повторители, концентраторы и мосты
О Преобразующие. Преобразующий мост обеспечивает те же функции, что и
локальный мост, за исключением того, что он может соединять сегменты с разными скоростями работы или различными протоколами. Например, можно использовать преобразующий мост, чтобы присоединить Ethernet к Token Ring, 10BaseT к 100BaseT или 100BaseTX к 100BaseT4. Для мостов данного типа входящие пакеты поднимаются по стеку протоколов до подуровня MAC, где они лишаются своих заголовков протокола Канального уровня и передаются подуровню LLC. Затем данные инкапсулируются соответствующим протоколом для каждого порта, через который мост будет передавать выходящие пакеты. Указанное преобразование усложняет сам мост (и увеличивает его стоимость) и вносит задержку в передачу данных через весь сетевой комплекс, но остается эффективным решени
ем для объединения отдельных сетей в единую область широковещания. ОУдаленные. Удаленный мост соединяет сетевые сегменты, расположенные
|
|
|
на значительном расстоянии друг от друга, используя соединение глобальной сети, такое как модем или арендованная (выделенная) линия. Соединения глобальной сети обычно медленнее и дороже, чем соединения ЛВС. Мост сохраняет пропускную способность, минимизируя передаваемый через соединение трафик, и в то же время предоставляя обоим сегментам полный доступ к сети. Из-за разницы в скорости работы локальной и глобальной линий связи удаленный мост обычно имеет внутренний буфер для хранения полученных из ЛВС данных до тех пор, пока они не будут отправлены удаленному узлу сети.
Примечание
В большинстве сетей, разрабатываемых сегодня, мосты заменяются маршрутизаторами и Коммутаторами, которые предоставляют более развитые услуги по все более конкурентоспособным ценам. Для получения более подробной информации о маршрутизаторах и коммутаторах см. главу 6.
Прозрачная маршрутизация
Чтобы эффективно выполнять фильтрацию получаемых пакетов, мост должен знать, какие системы и в каком сегменте находятся. Это позволяет определить, какие из пакетов нужно переслать дальше, а какие отбросить. Мост хранит эту информацию во внутренней адресной таблице. Раньше администраторы сети вручную создавали таблицы адресов для мостов, но современные устройства заполняют таблицу автоматически. Данный процесс называется прозрачной маршрутизацией (transparent bridging). Как только "прозрачный" мост (также известный как обучающийся мост, learning bridge) присоединяется к сетевым сегментам, он начинает заполнять свою адресную таблицу. Учитывая адрес отправителя пришедших пакетов и
|
|
|
116
Часть II. Сетевое аппаратное обеспечение
интерфейс, на который они пришли, мост может построить таблицу адресов узлов для каждого сегмента, подключенного к нему. Чтобы проиллюстрировать это, представим себе сеть, состоящую из трех сегментов (A, B и C), которые все присоединены к локальному мосту, как показано на рис. 5.3. Когда мост включается первый раз, он получает через интерфейс к сети А пакет от узла 1, который предназначен для узла 2 сети В. Так как мост теперь знает, что узел 1 расположен в сети A, он создает в своей таблице запись для сети A, содержащую MAC-адрес узла 1.
Сеть с
Сеть А
Сөть в
-
- Узел 1
Рис. 5.3. "Прозрачный" мост распределяет пакеты, основываясь на адресной таблице, заполняемой сведениями из пакетов, обработанных ранее
Мост
Узел 2
В этот момент мост не имеет информации об узле 2 и сегменте, в котором данный узел расположен. Поэтому он передает пакет в сети В и С, то есть во все присоединенные сегменты за исключением того сегмента, откуда был получен пакет. Это предусмотренный по умолчанию режим работы моста в случае, если он получает пакет, предназначенный для системы, которой нет в таблице. В такой ситуации мост передает пакет через все остальные сегменты, чтобы он наверняка достиг места своего назначения. Когда узел 2 получает пакет, он передает узлу 1 ответ. Так как узел 2 расположен в сети В, пакет ответа приходит на другой интерфейс моста. Теперь мост может добавить в таблицу запись для сети В, содержащую адрес узла 2. Изучая пакет, мост ищет в таблице адрес получателя пакета и выясняет, что адрес принадлежит узлу 1 в сети A. Он передает пакет только через интерфейс к сети А. В случае, когда любая другая система в сети А передает пакет узлу 1, мост отбрасывает пакет, так как знает, что нет необходимости передавать его в другие сегменты. Однако он все еще использует эти пакеты для заполнения адресной таблицы для сети A адресами передающих станций. В конце концов, адреса всех узлов сети попадают в адресную таблицу моста, и он может направлять входящие пакеты через соответствующие выходные порты.
Примечание
Одна из характеристик, часто прилагаемая к описанию различных моделей мостов, это - число адресов, которые устройство может сохранить в своей таблице. Обычно объем памяти, выделяемой для хранения этих данных, на
Глава 6
Маршрутизаторы и коммутаторы
Маршрутизация (routing) и коммутация (switching) являются базовыми концепциями для построения корпоративных сетевых комплексов и формирования инфраструктуры самой большой интeрсeти - Интернета. Эта глава рассматривает способы соединения сетей и сетевых сегментов при помощи маршрутизаторов и коммутаторов, обеспечивающих почти неограниченную масштабируемость сети.
Маршрутизаторы
В главе 5 были рассмотрены способы создания больших ЛВС с единой областью коллизий при помощи повторителей, концентраторов и мостов, которые соединяют сегменты сети на Физическом и Канальном уровнях модели OSI. Повторители и концентраторы представляют собой простые электрические устройства, удлиняющие сегменты сети за счет усиления сигналов. Соединение мостами имеет преимущества по сравнению с увеличением размеров ЛВС простым добавлением концентраторов или повторителей, так как мосты отфильтровывают пакеты, не предназначенные для систем в других сегментах сети. Таким образом, уменьшается лишний трафик, а широковещательные сообщения по-прежнему распространяются по всей сети. Следующий шаг в процессе расширения сети заключается в соединении двух отдельных ЛВС на Сетевом уровне. Это — задача для маршрутизатора. Последние более разборчивы по сравнению с мостами, в передаваемом между двумя сетями трафике, и могут "разумно" выбирать более эффективный путь к месту назначения. Из-за того, что маршрутизаторы функционируют на Сетевом уровне, они также способны интегрировать разнородные сети. Например, можно соединить сети Ethernet и Token Ring, так как пакеты, попавшие к маршрутизатору, отделяются от заголовков Канального уровня и передаются вверх по стеку протоколов на Сетевой уровень, оставаясь в виде протокольных блоков данных (PDU, protocol data unit), инкапсулированных используемым протоколом Сетевого уровня (рис. 6.1). После соответствующей обработки маршрутизатор инкапсулирует PDU в новый заголовок Канального уровня с использованием протокола другой сети.
131
Однако большинство маршрутизаторов в крупных сетях являются отдельными устройствами, по существу представляющими собой компьютеры, выделенные для выполнения одной функции. Производители поставляют маршрутизаторы различных размеров, от небольших устройств для присоединения сети рабочей группы к сетевой магистрали до крупногабаритных модульных, смонтированных в стойке устройств со стоимостью, выраженной шестизначным числом. Тем не менее, несмотря на то, что маршрутизаторы отличаются заложенными в них возможностями, такими как число сетей, к которым они могут быть подключены, поддерживаемыми протоколами и объемом трафика, который они могут обработать, по сути, их основные функции одинаковы.
Применение маршрутизаторов Хотя основная функция маршрутизатора — это объединение сетей и передача между ними трафика, маршрутизаторы могут играть в сетевых проектах несколько различных ролей. Тип маршрутизатора, выполняющего определенные функции, оказывает влияние на его размеры, стоимость и возможности. Простейший тип маршрутизации представляет собой связь двух удаленных ЛВС посредством соединения глобальной сети (WAN, wide area network). Например, филиал крупной корпорации может иметь WAN-соединение с головным офисом, расположенным в другом городе (рис. 6.2).
Коммутируемое соединение,
ISDN ИЛИ выделенная
ЛИНИЯ
| |--
А
ГЕН
Корпоративная сеть
Удаленный офис
Маршрутизатор
Маршрутизатор
Рис. 6.2. Маршрутизаторы могут использовать глобальную сеть для соединения двух ЛВС
Чтобы взаимодействие между двумя офисными сетями было возможно, каждая из этих ЛВС должна быть подключена к маршрутизатору, а последние связаны между собой посредством соединения глобальной сети. Соединение глобальной сети может иметь форму выделенной телефонной линии, ISDNили DSL-соединения, или даже модемного подключения. Технология, используемая для соединения двух сетей, несущественна до тех пор, пока маршрутизаторы в обоих офисах связаны между собой. Маршрутизаторы в этом примере необходимы из-за того, что технологии глобальных и локальных сетей имеют значительные отличия. Невозможно установить соединение Ethernet между двумя городами точно так же, как выделенные телефон
132
Часть II. Сетевое аппаратное обеспечение
ные линии не применяются для коммутации рабочих станций с файловым сервером, расположенным в соседней комнате. В немного более сложном варианте система большой интeрсeти может состоять из нескольких ЛВС, каждая из которых подключена к сетевой магистрали через маршрутизатор (рис. 6.3). Здесь маршрутизаторы понадобились по той причине, что одна отдельно взятая ЛВС не в состоянии поддерживать необходимое количество рабочих станций. Помимо этого, отдельные ЛВС могут быть расположены в разных частях здания или в соседних зданиях, что может потребовать для их соединения другого типа сети Например, соединение соседних зданий требует среды передачи данных, приспособленной для наружного использования, такой как оптоволокно, Тогда как ЛВС внутри зданий могут применять менее дорогую медную кабельную разводку. Существуют маршрутизаторы, которые могут связывать различные типы сетей, вне зависимости от используемых протоколов.
Сетевая магистраль
Маршрутизаторы
Во — В = = = | Рада канцеѕ w аудани канцеѕ bен кемия Въве
рет | Концен
тратор
гдец
| Концентратор
Коммутатор
Рис. 6.3. Маршрутизаторы также могут присоединять лвc к сетевой магистрали
Рассмотренные два примера применения маршрутизаторов часто объединяются. Большой корпоративный сетевой комплекс, задействующий магистраль для соединения нескольких ЛВС, конечно, всегда будет стремиться обеспечить себе выход в Интернет. Можно сделать выводы, что необходим еще один маршрутизатор, поддерживающий какой-либо вид WAN-соединения с поставщиком услуг (провайдером) сети Интернет (ISP, Internet service provider). Тогда пользователи в любой части корпоративной сети смогут получить доступ в Интернет. Оба эти сценария используют маршрутизаторы для соединения сравнительно небольшого количества сетей, и являются карликами по сравнению с сетью Интернет, которая представляет собой маршрутизируемое соединение Тысяч ЛВС, разбросанных по всему миру. Чтобы сделать возможным перемещение пакетов по этому лабиринту из маршрутизаторов и достигнуть при этом приемлемой эффективности, маршрутизаторы располагаются в виде
...
Глава 6. Маршрутизаторы и коммутаторы
133
Иерархической структуры, которая ведет от небольших, локальных ISP к региональным провайдерам, в свою очередь получающим услуги от больших, национальных поставщиков услуг сети Интернет (рис. 6.4). Трафик, исходящий от систем небольших ISP, передается вверх по этому виртуальному дереву через более высокие уровни сети к главным магистралям и снова возвращается вниз - уже к месту назначения.
Национальный поставщик услуг
Интернет R
R
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 325; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!