Основные устройства сети

 

Хосты

Под хостом (host) понимается любой компьютер, на котором реали­зован сетевой уровень и работает сетевой протокол. Иными словами, хостом называется компьютер, участвующий в логической адресации, то есть имеющий свой индивидуальный логический адрес. Хосты обменива­ются информацией, направляя ее на логические адреса друг друга. К хостам могут относиться: персональные компьютеры, маршрутизаторы, серверы, прокси-серверы, шлюзы и т.д.

Маршрутизаторы

Назначение устройств, называемых маршрутизаторами указанно в самом их названии: они маршрутизируют (проводят по определенному маршруту) пакеты данных.

Маршрутизаторы работают на сетевом уровне и взаимодействуют с логи­ческими адресами. В своей памяти они хранят таблицу логических адресов (для Интернета — это IP-адреса), в соответствии с которой они назначают кратчайший путь следования (маршрут) пакету данных. Работая на сетевом уровне, маршрутизаторы не обращают никакого внимания на физический и канальный уровни. Благодаря этому через маршрутизатор могут подключаться стеки протоколов с различными физическими и канальными уровнями. Это значит, что маршрутизатор может осуществлять переход меж­ду разнородными сетями. Например, через него могут взаимодействовать друг с другом сети, основанные на использовании телефонной сети, коаксиально­го кабеля, оптического кабеля и т.д. Таким образом, маршрутизаторы исполь­зуются для подключения локальных сетей к глобальным (например, к сети Интернет) независимо от устройства этих сетей

Мосты (bridges)

Мост представляет собой простейшее устройство маршрутизации, ра­ботающее на канальном уровне. Это значит, что мост используются только в локальных сетях. Каждый узел сети, для которой определен канальный (и физический) уровень взаимодействия, имеет свой индиви­дуальный физический адрес, прошитый в сетевом адаптере каждого из них. Принцип работы мостов заключается в том, что они выделяют физические адреса принимаемых кадров и избирательно пропускают эти кадры в определенные сегменты сети. Такая фильтрация осуществляется в соответствии с таблицей, содержащейся в его памяти. В этой таблице каждому физическому адресу ставится в соответствие порт пункта назна­чения или фрагмент сети.

Как уже говорилось, передача данных на канальном уровне имеет широковещательный характер. Мост же игнорирует кадры, которые пе­ресылаются между узлами, расположенными по одну сторону от него. Например, кадры данных, отправленные узлом А узлу В, в другой сегмент сети передаваться не будут. Мост не пропустит. Вот если узел А обменивается информацией с узлом D — тогда другое дело.

 

В этом заключается главное преимущество использования мостов: сокращение траффика (объема передаваемой информации) по всей сети, за счет его локализации на отдельных фрагментах сети. В Интернете мосты могут применяться и применяются на уровне локальных сетей, подключенных к глобальной сети.

К тому же мост работает как накопительно-передающее устройство. Начав получать кадр информации на один из своих портов, он, прежде чем начать пересылать его через другой свой порт в сегмент спи пункта назначения, получает этот кадр полностью.

Определение. Под портом понимается некое устройство (физическое или логическое), через которое осуществляется процесс приема-передачи данных.

Попутно мост определяет целостность кадров при помощи содержащейся в них контрольной суммы. Это опять же уменьшает нагрузку сети, т.к. плохие кадры локализуются и изымаются в одном сегменте сети, даже если пересылаются в другой сегмент.

Мост может иметь несколько портов и, таким образом, через него могут быть соединены более двух сегментов локальной сети. Более того, мосты могут передавать данные между локальными сетями с различным типом физической адресации (Media Access Control, MAC), т.е. с различными типами сетевых адаптеров. Это значит, что, например, через мост можно переслать кадр из сети Ethernet в сеть Token Ring. В лом случае мост, получив на порт, к которому подключена сеть Ethernet, кадр Ethernet, переводит его в кадр Token Ring и отправляет с другого порта, к которому подключена сеть Token Ring. При этом физическая среда, по которой передается информация, должна быть одинаковой. Для смены физической среды могут использоваться повторители.


Повторители

Повторители (repeater) применяются на физическом уровне в локаль­ных сетях. Их использование обусловлено тем, что локальные сети, в силу своих физических особенностей, могут иметь лишь фиксированную максимальную длину. Именно для ее увеличения и служат повторители. Они просто повторно воспроизводят принятый сигнал, усиливая его мощность. Через повторитель могут быть соединены только два сегмента сети. Приняв на один порт кадр данных из одного сегмента, повторитель усиливает его и отправляет через второй порт в другой сегмент сети. Причем физическая среда для передачи данных этих двух сегментов может быть разной. Однако оба сегмента сети, соединенные повторите­лем, должны иметь одинаковую физическую адресацию, т.е. сетевые адаптеры одного типа. Например, оба сегмента сети должны являться сетями Ethernet или Token Ring, но ни в коем случае не их сочетанием (одна сеть Ethernet, другая Token Ring). Повторители усиливают не только полезные сигналы, но и шумы. Поэтому для каждого типа физи­ческого носителя (физической среды), по которому осуществляется пере­дача данных, использование повторителей и их допустимое количество строго регламентируется.

Повторители являются прозрачными по отношению к другим уст­ройствам сети. Иначе говоря, компьютеры, маршрутизаторы и т.п. никак не могут установить их присутствие.

       Концентраторы

Простейшие концентраторы представляют собой многопортовые по­вторители. Получив кадр данных на один из своих портов, концентратор пересылает его через все свои остальные порты.

В настоящее время современные концентраторы предоставляют бо­лее широкий набор функций. Однако все они применяются в рамках локальных сетей, поэтому в данной книге рассматриваться не будут. Использование концентраторов позволяет улучшить топологию локальной сети (т.е., то как компьютеры соединены друг с другом). Обычно локальная сеть имеет шинную топологию или кольцевую. В первом случае все компьютеры подключаются к одному кабелю, который назы­вается шиной.

При топологии сети в виде кольца все компьютеры подключаются к кольцевому проводу.

С помощью концентратора может быть реализована топология типа «звезда». В этом случае все компьютеры подключаются к одной точке и в этой точке находится концентратор. При такой тополо­гии сети достигаются следующие преимущества:

При выходе из строя одного из кабелей страдает только один пользо­ватель. Аналогичная ситуация при шинной топологии может привести к остановке всей сети (если выйдет из строя центральный кабель).

Значительно упрощается техническая поддержка сети. Например, если у одного из пользователей неполадки со связью, то поиск неисправностей надо производить только на участке пользователь — концентратор (в случае с шинной топологией придется по очереди обходить всех пользователей, чтобы локализовать место сбоя).

Простота переподключения компьютеров и подключения новых пользователей. При использовании шинной топологии для этого требуется остановка сети, т.к. чтобы подключить нового пользова­теля необходимо разорвать центральный кабель и вставить в него Т-вставку.

Коммутаторы

Коммутатор представляет собой устройство, совмещающее функции концентратора и моста. Как и к концентратору, к нему через множество портов подключаются множество пользователей. Однако, получив кадр данных на один из своих портов, коммутатор, в отличие от концентрато­ра, не пересылает его через все остальные свои порты. В этом случае он ведет себя как мост: отправляет кадр только через тот порт, к которому подключен пользователь, чей адрес указан в кадре. Для этого коммута­тор, как и мост, формирует свою таблицу адресов. В отличие от моста, который является накопительно-передающим устройством, коммутатор таковым не является. Он сразу начинает пересылать кадр к месту его назначения, даже не закончив его получать. Отсюда положительный эффект – быстродействие. Однако есть и обратная сторона медали: коммутатор пересылает как неповрежденные, так и поврежденные кад­ры, что излишне загружает сеть.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.