Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 96
Текст из файла (страница 96)
В результате любые переносы из сети в сеть требуют переформатирования,на что, в свою очередь, требуется процессорное время, к тому же необходимо заново подсчитать контрольную сумму. Испорченные биты, находящиеся в памятимоста, могут привести к тому, что ошибки не будут распознаны.АдресАдрес802.3 получателя отправителя Длина802.11Данные НаполнительКонтрольнаясуммаУправлениеДлительность Адрес Адрес Адрес Номер Адрес Данныекадром1324802.16 0ЕТипССЕКIДлинаКонтрольнаяИдентификаторДанныесоединениясумма заголовкаКонтрольнаясуммаКонтрольнаясуммаРис.
4.37. Форматы кадров стандартов IEEE 802. Масштаб не выдержанВо-вторых, скорости передачи данных объединяемых сетей не обязательноодинаковы. При пересылке длинной серии кадров из быстрой сети в медленнуюмост не сможет отправлять кадры дальше с той же скоростью, с которой ониприходят. Например, если гигабитный Ethernet посылает поток битов в локальную сеть 802.11b, имеющую 11 Мбит/с, с нормальной для себя скоростью, моступридется буферизировать их в надежде на то, что ему хватит при этом памяти.Мосты, объединяющие три и более локальных сетей, сталкиваются с аналогичной проблемой, когда несколько сетей пытаются одновременно передавать кадры в какую-либо одну сеть, даже если все они работают с одинаковыми скоростями.В-третьих, возможно, самая серьезная проблема заключается в том, что разные локальные сети стандарта 802.x имеют различную максимальную длину кадра.
Очевидно, что если пытаться передать длинный кадр в сеть, не способную егообработать, возникнет неловкая ситуация. Разбиение кадра на отдельные частине входит в компетенцию протокола данного уровня. Все протоколы подразумевают, что кадр либо пришел, либо нет. Они не могут принимать кадры частями.Вовсе не утверждается, что таких протоколов не может быть в принципе. Онидолжны существовать, и они существуют. Дело в том, что никакие протоколыуровня передачи данных не поддерживает такой возможности, поэтому мостыдолжны держаться подальше от анализа полезной информации; содержащейся вкадрах.
Таким образом, решения данной проблемы в рамках стандарта 802 нет.Слишком длинные кадры должны игнорироваться. Такова плата за прозрачность мостов.Еще один вопрос связан с защитой информации. И 802.11, и 802.16 поддерживают шифрование на уровне передачи данных. A Ethernet не обладает такойвозможностью. Это означает, что самые сложные и интересные сервисы, связан-375ные с криптографической защитой, предоставляемые в беспроводных сетях, становятся недоступны, если трафик проходит через Ethernet. Более того, если беспроводная станция шифрует данные на уровне передачи данных, то не будетникакой возможности расшифровать их при попадании в сеть 802.3.
Если же такое шифрование не производилось, весь трафик в совершенно не защищенномвиде попадет в эфир. Оба варианта оказываются чреватыми проблемами.Одним из решением проблемы защиты информации является шифрование наболее высоких уровнях, но в этом случае станция 802.11 должна знать, с кем онаговорит — с другой станцией 802.11 (что означает использование шифрованияна уровне передачи данных) или нет (то есть шифрование на уровне передачиданных отсутствует).
Но форсирование совершения такого выбора нарушаетпрозрачность.Наконец, есть что сказать и о качестве обслуживания в связи с мостами. И 802.11,и 802.16 обеспечивают его по-разному. В первом случае для этого существует режим PCF, в последнем — соединения с постоянной битовой скоростью. В Ethernet отсутствует определенная концепция качества обслуживания, поэтому трафик сети любого из этих двух стандартов при прохождении через Ethernetпотеряет гарантию качества.Локальное межсетевое взаимодействиеВ предыдущем разделе обсуждались проблемы, возникающие при объединенииразличных локальных сетей стандарта IEEE 802.x с помощью одного моста.
Однако в больших организациях, в которых имеется множество локальных сетей, ихобъединение связано с большим количеством проблем, даже если все ЛВС одного типа (например, Ethernet). В идеале было бы здорово купить в ближайшем магазине побольше мостов, предназначенных для стандарта IEEE, вставить в нихнужные штекеры и сразу же получить прекрасно работающую сеть. И чтобы ненадо было менять аппаратно-программное обеспечение, адресацию, конфигурационные таблицы... вообще ничего. Просто вставить кабель и начать работу.
Кроме того, хотелось бы, чтобы появление мостов в системе не повлияло на работууже существующих объединяемых сетей. Другими словами, мосты должны бытьабсолютно прозрачными (невидимыми). Как ни странно, это не сон и не сказка.Это почти так и есть. Давайте разберемся, в чем тут секрет.В простейшем случае прозрачный мост работает в беспорядочном режиме,принимая все кадры, передаваемые во всех локальных сетях, к которым он присоединен.
В качестве примера рассмотрим конфигурацию, изображенную нарис. 4.38. Мост В1 соединен с сетями 1 и 2, а мост В2 соединен с сетями 2, 3 и 4.Кадр, появившийся на мосту В1 со стороны сети 1, предназначающийся станции А, может быть проигнорирован мостом, так как он уже находится в нужнойсети, но кадр, появившийся на мосту В1 со стороны сети 1, предназначающийсястанции С или F, должен быть переправлен на другую сторону.При появлении кадра мост должен решить, игнорировать его или переправить, и если переправить, то в какую сеть. Выбор производится на основе адреса376Глава 4.
Подуровень управления доступом к средеКоммутация на уровне передачи данныхполучателя, который сравнивается с адресами, хранящимися в большой таблицемоста. Таблица содержит адреса всех возможных получателей и номера сетей, вкоторых они содержатся. Например, в таблице моста В2 станция А числитсяпринадлежащей к сети LAN 2, поскольку все, что требуется знать мосту В2, —это в какую сеть переслать кадр для станции А. То, что на самом деле этому кадру предстоит перейти еще через один мост, моста В2 не касается.377Процедура обработки входящего кадра зависит от того, по какой сети он прибыл и в какую сеть направляется.1. Если сеть отправителя и сеть получателя совпадают, кадр игнорируется.2.
Если сеть отправителя и сеть получателя различаются, кадр переправляется.3. Если сеть получателя неизвестна, используется алгоритм заливки.Алгоритм применяется для каждого входящего кадра. Специальные СБИСотслеживают и обновляют записи в таблице каждые несколько микросекунд.Мосты связующего дереваСеть 1Сеть 2Сеть 3Рис. 4.38. Структура из четырех сетей и двух мостовКогда мосты включаются первый раз, все их хэш-таблицы пусты. Ни одинмост не знает, где находятся адресаты, поэтому они используют алгоритм заливки: каждый приходящий кадр с неизвестным адресом переправляется сразу повсем направлениям, кроме того, откуда он пришел.
Со временем мосты узнаютрасположение адресатов. Кадры, расположение получателей которых известно,направляются только в одну нужную сеть.Для обучения прозрачных мостов используется алгоритм так называемогопротивоточного обучения. Как уже упоминалось ранее, мосты работают в беспорядочном режиме, поэтому они видят все кадры, посылаемые во всех их сетях.Просматривая адреса отправителей, они могут определить, в какой сети находится станция, отправившая кадр. Например, если мост В1 на рис. 4.38 видиткадр, приходящий к нему по сети 2 от станции С, то он понимает, что станция Снаходится в сети 2, и делает соответствующую запись в своей таблице. Поэтомулюбой последующий кадр, адресованный станции Си приходящий по сети 1, будет переправляться в сеть 2, а приходящий по сети 2 — игнорироваться.Топология сети может меняться по мере того как отдельные станции и мостыбудут включаться, выключаться, а также перемещаться.
Для поддержки динамической топологии в таблице помимо номера станции и номера сети указываетсятакже время прибытия кадра от данной станции. При получении новых кадровэто время обновляется. Таким образом, для каждой станции известно время последнего полученного от нее кадра.Время от времени программа сканирует хэш-таблицу и удаляет все записи,сделанные ранее нескольких минут тому назад. Таким образом, если какой-либокомпьютер был выключен, перенесен в новое место и включен снова, уже черезнесколько минут он сможет нормально работать, и для этого не потребуется никаких специальных действий. Обратная сторона такого алгоритма заключается втом, что кадры, направляемые какой-либо станции, молчавшей в течение нескольких минут, должны будут снова посылаться во все концы методом заливки.Для повышения надежности иногда используются два и более параллельныхмоста между парами локальных сетей, как показано на рис.
4.39. Такое решение,впрочем, создает некоторые дополнительные проблемы, поскольку в топологииобразуются кольца.Кадр, скопированныймостом В1V^Кадр, скопированныймостом В2Сеть 2Мост;В1>^*ЧВ2)Сеть 1^ - Изначальный кадрРис. 4.39. Два параллельных прозрачных мостаВ качестве примера, иллюстрирующего указанные проблемы, рассмотримкадр F с неизвестным адресом назначения (рис. 4.39) Каждый мост, действуя пообычным правилам обработки кадров с неизвестным получателем, используетметод заливки, что в данном примере означает копирование кадра в сеть 2. Вскоре после этого мост 1 видит кадр F2 с неизвестным получателем, который он копирует в сеть 1, формируя кадр F3 (не показанный на рисунке).
Аналогично этому, мост 2 копирует кадр Fi в сеть 1, в результате создавая кадр F4 (также непоказан). Потом мост 1 копирует кадр Fv а мост 2 копирует кадр F3. Этот циклпродолжается вечно.Решение данной проблемы заключается в установлении связи между мостами и наложении связующего дерева, покрывающего все сети, на действующуютопологию. В результате некоторые возможные соединения между сетями игнорируются с целью создания фиктивной бескольцевой топологии.
Например, наРис. 4.40, а показаны девять сетей, соединенные десятью мостами. Эта системаМожет быть представлена в виде графа с сетями в качестве узлов. Дуга графа со-378Глава 4. Подуровень управления доступом к средеКоммутация на уровне передачи данныхединяет две сети, если эти сети соединены мостом. Такой граф можно редуцировать до связующего дерева, удалив из него дуги, изображенные пунктирнымилиниями на рис. 4.40, б. В получившемся связном дереве между каждыми двумясетями существует только один путь. После того как мосты договорятся друг сдругом о топологии связующего дерева, все межсетевые коммуникации осуществляются только по ветвям этого дерева. Поскольку путь от отправителя к получателю единственный, зацикливание невозможно.Для достижения этой цели можно установить на каждой сети по мосту и соединить эти мосты линиями «точка — точка» (например, арендованными у телефонной компании линиями).
Простая система из трех локальных сетей показанана рис. 4.41. К данной конструкции применим обычный алгоритм маршрутизации. Проще всего рассматривать три двухточечные линии как локальную сетьбез хостов. Нигде до сих пор не утверждалось, что в локальной сети обязательнодолжны быть хосты.Мостт>Линия«точка — точка»СетьМост,являющийсячастьюсвязующегодереваМост,не являющийсячастьюсвязующегодереваМоста379бРис. 4 . 4 0 . Объединенные сети (а); связующее дерево, покрывающее сети (б)Чтобы построить связующее дерево, мосты должны выбрать, кто из них будеткорнем дерева.
Для этого каждый мост рассылает кадры, содержащие серийныйномер моста, установленный производителем. Эти номера гарантированно являются уникальными. Корнем дерева становится мост с наименьшим серийнымномером. Затем строится дерево кратчайших путей от корня к каждому мосту ик каждой сети. Это дерево и будет связующим. Если какой-либо мост или сеть нефункционируют, рассчитывается другое дерево.В результате от каждой сети к корню дерева устанавливается уникальныйпуть, и, следовательно, между каждыми двумя сетями пути также будут уникальными.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
