Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 95
Текст из файла (страница 95)
Однако рано или поздно им требуется взаимодействие, поэтому появляется необходимость в мостах. В данномпримере несколько отдельных локальных сетей образовалось вследствие автономности их владельцев.Во-вторых, организации могут размещаться в нескольких зданиях, значительно удаленных друг от друга.
Может оказаться дешевле создать несколько отдельных локальных сетей и затем соединить их с помощью мостов и лазерных линийсвязи, вместо того чтобы протягивать коаксиальный кабель по всей территории.В-третьих, иногда бывает необходимо логически разделить одну локальнуюсеть на несколько, чтобы снизить нагрузку. Так, например, во многих университетах в сети объединены тысячи рабочих станций, на которых работают студенты и сотрудники.
Файлы обычно хранятся на файл-серверах и загружаются намашины пользователей по мере необходимости. Огромные масштабы не позволяют объединить все эти рабочие станции в одну локальную сеть, так как дляэтого потребовалась бы слишком высокая суммарная пропускная способность.Вместо этого формируются несколько локальных сетей, соединенных мостами,как показано на рис.
4.35. В каждую локальную сеть входят несколько рабочихстанций и свой файловый сервер, поэтому основной трафик ограничиваетсярамками локальной сети и не нагружает магистраль.МагистральнаялокальнаясетьВ I1 ВКоммутация на уровне передачи данныхУ многих организаций имеется по несколько локальных сетей, которые необходимо объединять между собой. Локальные сети могут быть объединены с помощью специальных устройств, называемых мостами, которые работают на уровнепередачи данных. Они анализируют адреса, содержащиеся в кадрах этого уровня,и в соответствии с ними осуществляют маршрутизацию.
Поскольку мосты не исследуют сами данные, передающиеся в кадрах, то они одинаково хорошо справляются с пакетами IPv4 (используемыми сейчас в Интернете), IPv6 (которые будутиспользоваться в Интернете позже), AppleTalk, ATM, OSI и многими другими.В отличие от мостов, маршрутизаторы анализируют адреса пакетов и работают,основываясь на этой информации. Хотя кажется, что можно провести очень четкое разделение между мостами и маршрутизаторами, некоторые современные разработки, такие как коммутируемый Ethernet, несколько замутили воду, как мыувидим далее. В следующих разделах мы рассмотрим мосты и коммутаторы, особое внимание обратив на те из них, которые связывают различные типы ЛВС се-371о--8ФайловыйсерверQ-П-ПП-D-п-МостРабочая | Iстанция I—IпооDD-Группа |компьютероввходящих"в однулокальную сетьD-Локальная сетьРис.
4.35. Система из нескольких локальных сетей, соединенных магистралью, справляетсяс нагрузкой, сильно превышающей возможности отдельной ЛВС372Коммутация на уровне передачи данныхГлава 4. Подуровень управления доступом к средеНадо отметить, что несмотря на изображение ЛВС в форме моноканалов(рис. 4.35, классический вид ЛВС), в наше время они чаще реализуются с применением концентраторов или специальных коммутаторов. Тем не менее, длинныймоноканал с большим количеством машин, присоединенных к нему, и концентратор, соединенный с примерно тем же числом машин, функционально идентичны.
В обоих случаях все компьютеры образуют одну область коллизий, и всеиспользуют протокол CSMA/CD для отправки кадров. А вот коммутируемыелокальные сети отличаются от данных типов сетей. Об этих отличиях пойдетречь далее.В-четвертых, в некоторых ситуациях единая локальная сеть может оказатьсяадекватной в терминах нагрузки, но нереализуемой по причине большого расстояния между отдельными машинами (более 2,5 км для 802.3). Даже если прокладка кабеля не вызывает особых проблем, сеть работать не будет из-за слишкомбольшой задержки двойного оборота. В данном случае единственным решениемявляется создание нескольких отдельных сетей, соединенных мостами. Такимобразом, общая дистанция, покрываемая сетью, может быть увеличена.В-пятых, система из нескольких локальных сетей надежнее, чем единая локальная сеть, в которой один вышедший из строя узел, передающий в линию нескончаемый поток мусора, может вывести из строя всю сеть.
С помощью мостов,поставленных в особо критичных местах, можно разбить единую локальную сетьна независимые в терминах отказоустойчивости отсеки. В этом случае мосты работают пожарными дверями, которые разделяют части здания. В данном случаеони исключают ситуацию, при которой выход из строя одного узла привел бы кнеработоспособности всей сети. В отличие от повторителя, мосты не передают изодной сети в другую всю информацию подряд, а делают это выборочно, причемможно программно настроить мост, указав ему, что передавать, а что нет.Наконец, в-шестых, мосты увеличивают закрытость и безопасность отдельных локальных сетей.
Большинство локальных сетей могут работать в так называемом беспорядочном режиме, в котором компьютеру передаются все кадры, ане только адресованные ему. Шпионы, хакеры и другие плохие люди любят этосвойство локальных сетей. Если установить мосты и настроить их соответствующим образом, можно защититься от утечки информации за пределы локальнойсети и от вторжения извне.В идеале мосты должны быть полностью прозрачны. Это означает, что любыепередвижения машины из одного сегмента сети в другой должны происходитьбез каких-либо изменений аппаратуры, программного обеспечения или конфигурационных таблиц. Кроме того, машины любого сегмента должны иметь возможность общаться с машинами других сегментов независимо от используемыхв сегментах и между ними типов ЛВС. Этой цели удается достичь , но лишь изредка.Мосты между 802.x и 802.уРассмотрев причины, по которым могут понадобиться мосты, рассмотрим принципы их работы.
На рис. 4.36 показана работа простого двухпортового моста.Хост А беспроводной локальной сети (802.11) хочет передать пакет на стационар-373ный хост В сети Ethernet (802.3), с которой сеть 802.11 объединена при помощимоста. Этот пакет спускается на подуровень управления логическим соединением (LLC) и получает заголовок этого подуровня (показан на рисунке чернымпрямоугольником). После этого он передается подуровню управления доступомк носителю (MAC), и там к нему добавляется заголовок стандарта 802.11 (а такжеконцевик, не показанный на рисунке).
Затем этот кадр передается в эфире иулавливается базовой станцией, которая видит, что его нужно передать стационарной сети Ethernet. Кадр достигает моста, соединяющего сети 802.11 и 802.3, нафизическом уровне. На подуровне MAC моста от кадра отрезается заголовокстандарта 802.11.
В таком обезглавленном виде (только с заголовком LLC-уровня) он передается подуровню LLC моста. В данном примере пакет предназначается узлу сети 802.3, поэтому он спускается по уровням Ethernet-стороны моста.После этого пакет уходит в сеть Ethernet. Обратите внимание на то, что у моста,соединяющего k разнотипных сетей, будет k подуровней MAC и столько же физических уровней.Хост ЛХост вXXXСетевойуровеньPktLLC|PktMAC802.111 Pkt802.111 Pkt802.31 Pkt802.3Pkt802.11I802.111 Pkt802.31 Pkt802.3PktФизическийуровеньPktМостPkt• | PkttPkt802,11Pkt* ' ' *• ~ t e - Я802,3ПI PktSi.Беспроводная ЛВСEthernetРис. 4.36.
Передача пакета по мосту из локальной сети 802.11 в сеть 802.3Кажется, что передача кадра из одной локальной сети в другую происходиточень просто. К сожалению, это не так. В оставшихся разделах этой главы мыобсудим те трудности, которые могут встретиться при создании моста, соединяющего различные локальные (и региональные) сети стандарта 802. Особое внимание мы сосредоточим на сетях 802.3, 802.11 и 802.16, хотя существуют и другие мосты.
С каждой из комбинаций соединения сетей связаны свои проблемы.Во-первых, все объединяемые локальные сети используют различные форматы кадров (рис. 4.37). Не в пример различиям между Ethernet, маркерной шинойи маркерным кольцом, которые образовались по историческим и политическимПричинам, в данном случае в этих различиях есть определенный смысл. Напри-гу374Глава 4. Подуровень управления доступом к средеКоммутация на уровне передачи данныхмер, поле Длительность в кадре стандарта 802.11 оказалось там благодаря применению протокола MACAW; включать его в Ethernet-кадр было бы бессмысленно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
