Устройства расширения сети
|
|
Протяженность сети, расстояние между станциями, в первую очередь определяется физическими характеристиками передающей среды (коаксиального кабеля, витой пары и т.п.). |
|
При передаче данных в любой среде происходит затухание сигнала, что и приводит к ограничению расстояния. |
|
Установив специальный усилитель или повторитель сигналов, можно значительно расширять сеть. |
|
Такими устройствами являются повторители, мосты и мультиплексоры. |
|
Часть сети, в которую не входит устройство расширения, принято называть сегментом сети. |
|
Повторитель (Repeater) - устройство, позволяющее расширить сеть подключением дополнительных сегментов кабеля. |
|
Повторитель, приняв пакет из одного сегмента, передает его во все остальные. |
|
При этом происходит как бы "усиление" сигнала. Повторитель выполняет свои функции на физическом уровне, поэтому он зависит от типа локальной сети (ARCNET, Ethernet) и полностью прозрачен для протоколов, использующихся в соединяемых сегментах. |
|
Устройства, выполняющие функции повторителя, часто называют Хабами (Hub) или Концентраторами (Concentrator). |
|
Мост (Bridge) - устройство, позволяющее объединить несколько сегментов, так что передача данных между станциями внутри одного сегмента не будет влиять на передачу данных в других сегментах. |
|
Это обеспечивается фильтрацией передаваемых данных. |
|
Для этого мост использует адреса приемника и источника из заголовка канального уровня (Data Link) принятого пакета. |
|
Во время работы для каждого сегмента мост составляет список адресов станций, расположенных в сегменте (по полю адреса источника). |
|
Получив пакет, мост проверяет (по полю адреса приемника) список адресов станций для сегмента, откуда принят пакет. |
|
Если адресат находится в том же сегменте, откуда принят пакет, то пакет не ретранслируется в другие сегменты. |
|
Если в списке такого адреса нет, то пакет передается в другие сегменты. |
|
В одном сегменте станции 12, 24, 17, а в другом - 11, 15 и 18. |
|
Допустим, станция 12 передает данные станции 24 (12-24). |
|
Мост, приняв пакет, проверит поле адреса приемника (24). |
|
По списку эта станция расположена в сегменте "А", откуда был принят пакет, поэтому мост не передаст этот пакет в сегмент "В". |
|
Если мост определит, что адреса 12 в списке адресов сегмента "А" нет, то он добавит этот адрес в список (+12). |
|
При получении мостом пакета от станции 17 (передача 17?15), мост определит, что в поле адреса приемника (15), адрес станции, которой нет в сегменте "А". |
|
Поэтому этот пакет будет передан в сегмент "В". |
|
При обработке каждого пакета обычный мост сначала принимает пакет, записывает его в буферную память, определяет сегмент, в который он должен его ретранслировать, и только после этого передает пакет в выбранный сегмент. |
|
Такая технология обработки называется - Запомнить и передать (Stopre and Forward). |
|
При передаче пакетов каждый мост вносит задержку, равную времени получения пакета и времени его обработки. |
|
Другой подход используют мосты, которые принято называть Коммутаторы или Переключатели (Switch). |
|
Эти устройства, приняв только адресное поле пакета, сразу приступают к его обработке, а, определив нужный сегмент, ретранслируют этот пакет. |
|
Время задержки при этом существенно меньше, оно равно времени приема адресного поля и времени его обработки. |
|
Такая технология называется Cut-And-Through, что можно перевести как "схватить и передать" или "обработка на лету". |
|
Мост выполняет свои функции на канальном уровне (Data Link), поэтому, как и повторитель, он зависит от типа локальной сети (IBM Token Ring, Ethernet) и полностью прозрачен для протоколов, использующихся в соединяемых сегментах. |
|
Мультиплексор (Multiplexor или MUX) - устройство, позволяющее мультиплексировать данные, приходящие одновременно от различных станций или сегментов и передавать их через передающую среду, например телефонную линию, другим станциям, сегментам или мультиплексорам. |
|
Мультиплексоры позволяют более эффективно использовать пропускную способность линий связи. |
|
Устройства межсетевого взаимодействия. |
|
В случае, когда необходимо объединить несколько сетей, используются устройства межсетевого взаимодействия. |
|
К ним относятся маршрутизаторы и шлюзы. |
|
Маршрутизатор или роутер (Router) - устройство, соединяющее сети разного типа, но использующие одну сетевую операционную систему или протокол обмена данными. |
|
Маршрутизатор выполняет свои функции на сетевом уровне, поэтому он зависит от протоколов обмена данными, но не зависит от типа локальной сети. |
|
Для межсетевого обмена протоколы сетевого уровня используют логические адреса для определения каждой сети - Адрес Сети (NetWork Address). |
|
С помощью адреса сети и Адреса Узла (Node Address - как правило, физический адрес) можно однозначно определить любую станцию в интерсети. |
|
Маршрутизатор можно сравнить с междугородной телефонной станцией. |
|
Для того чтобы позвонить в другой город, необходимо вначале набрать код города (адрес сети), где находится Ваш абонент. |
|
Получив код города, междугородняя станция соединяется с заданной Вами городской станцией. |
|
Для окончательного соединения Вам остается набрать номер телефона абонента (адрес станции). |
|
Так же и маршрутизатор, получив пакет, проверяет поле адреса сети приемника и, в соответствии с этим адресом, передает пакет в нужную сеть. |
|
Три сети с адресами "А", «В" и "С" объединены при помощи двух маршрутизаторов. Каждый маршрутизатор во время работы создает и хранит у себя таблицу маршрутов. Так, например, маршрутизатор 1 знает, что для передачи данных из сети "А" в сеть "С" он должен передать данные маршрутизатору 2 и т.д. |
|
Допустим, станция "10" в сети "А" должна передать данные станции "15", расположенной в сети "С". |
|
Станция "10" определяет, что адресат расположен в другой сети, поэтому в заголовке сетевого уровня устанавливаются адрес сети приемника (АСП) и адрес приемника (АЛ), а в качестве физического адреса - адрес ближайшего (или известного) маршрутизатора (в нашем случае маршрутизатора 1, заголовок: ФА-12, АСП-С, АП-15). |
|
Получив пакет, маршрутизатор проверяет поле адреса сети приемника и по таблице маршрутов определяет, что к сети "С" подключен маршрутизатор 2, поэтому он направляет пакет к этому узлу, установив в поле адреса приемника физический адрес маршрутизатора 2 (ФА-13, АСП-С, АП-15). |
|
Наконец, маршрутизатор 2 переадресует пакет станции “15” (ФА-15, АСП-С, АП-15). |
|
Среди маршрутизаторов выделяют Brouter и Routing Bridge. |
|
Brouter - устройства, на которых аппаратным или программным путем реализована поддержка нескольких протоколов (IP, IPX и т.п.). |
|
Если же brouter получает пакет с неизвестным протоколом, то он обрабатывает его как мост (отсюда и название Bridge - ROUTER). |
|
Rouuting Bridge работает как мост, но он поддерживает некоторые функции, оптимизирующие маршрутизацию данных. |
|
Шлюз (Gateway) - устройство, позволяющее организовать обмен данными между сетевыми объектами, использующими различные протоколы обмена данными. |
|
Шлюз выполняет свои функции на уровнях выше сетевого. |
|
Он не зависит от используемой передающей среды, но зависит от используемых протоколов обмена данными. |
|
Как правило, шлюз выполняет преобразования между какими-либо двумя протоколами (например, NetWare/ТСР/IP, DECnet/SNA и т.п.). |
|
Некоторые устройства выполняющие функции шлюза, называют Устройствами Обслуживания Канала или Устройствами Обслуживания Цифрового Канала (Channel Service Unit/Digital Service Unit - CSU/DSU). |
