tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 102
Текст из файла (страница 102)
Повторители не знают слов «пакет», «кадр» или «заголовок». Они знают слово «напряжение». В классическом Е()тегпес допускается установка четырех повторителей, что позволяет расширять максимальную длину кабеля с 500 до 2500 м. Теперь обратимся к концентраторам, Концентратор (хаб) имеет несколько входов, объединяемых электрически. Кадры, прибывающие на какой-либо вход, передаются на все остальные линии. Если одновременно по разным линиям придут два кадра, они столкнутся, как в коаксиальном кабеле. То есть концентратор представляет собой одну область столкновений. Все линии, подсоединяемые к нему, должны работать с одинаковыми скоростями. Концентраторы отличаются от повторителей тем, что они обычно не усиливают входные сигналы, поскольку предназначены не для этого.
Их задача — обеспечивать согласованную работу нескольких плат с несколькими входами, к которым подключаются линии с по- Коммутация на уровне передачи данных 381 хожими параметрами. Впрочем, во всем остальном хабы не очень отличаются от повторителей. Ни те, ни другие не анализируют и не используют алреса стандарта 802. Принцип работы концентратора показан па рис, 4АЗ, а. Хост ентратор Мо Коммута Рис. 4.43. Концентратор (а); мост (б), коммутатор (в) Перейдем теперь на уровень передачи данных. Здесь мы обнаружим мосты и коммутаторы.
Только что мы как раз более или менее подробно обсуждали мосты, поэтому знаем, что мост соединяет две илн более ЛВС, как показано на рис. 4.43, б. Когда прибывает кадр, мост программно извлекает из заголовка и анализирует адрес назначения„ сопоставляя его с таблицей и определяя, куда этот кадр должен быть передан. В Е()тегпес это 48-битный адрес, показанный на рис. 446, Как и в концентраторах, в современных мостах имеются вставные сетевые платы, обычно рассчитанные на 4 или 8 вхолов определенного типа.
Плата Е1Ьегпе(, например, не может обрабатывать кадры сетей типа маркернос кольцо, поскольку она не знает, в какой части заголовка искать адрес назначения. Тем нс менее, мост может иметь несколько плат, благодаря чему может работать с сетями разных типов. Каждая линия, подключенная к мосту, является областью столкновений, в отличие от линий концентратора.
Коммутаторы похожи на мосты в том, что для маршрутизации использукп адреса кадров. На самом деле многие употребляют эти понятия как синонимы. Различаются они тем, что коммутаторы чаше всего используются для соединсния отдельных компьютеров (рис. 4АЗ, в), а не сетей. Следовательно, если хост А (Рис. 4АЗ, б) хочет отправить кадр на хост В, мост получит этот кадр, но отвергнет его. Вместе с тем, коммутатор на рис. 4АЗ, в должен самым активным образом способствовать передаче кадра от хоста А к хосту В, поскольку для кадра это единственная возможность. Так как каждый порт коммутатора обычно соединен с одним компьютером, в коммутаторах должно быть гораздо больше разъемов для сетевых плат, чем в мостах, поскольку последние соединяют целые сети.
Казптзя плата содержит буфер для хранения пришедших калров. Поскольку каждый порт является областью столкновений, то кадры из-за коллизий теряться не могут. Однако если скорость передачи данных по каналу превысит максимальную скорость их обработки, буфер может переполниться и продолжающие приходить кадры будут отвергаться. 582 Глава 4. Подуровень управления доступом к среде Несколько уменьшить эту проблему помогают современные коммутаторы, которые начинают пересылать кадры, едва получив их заголовки и не дожидаясь полной их докачки (коиечио, для этого должна быть свободна выходная линия).
Такие коммутаторы ие используют протоколы с ожиданием. Иногда их иазывают сквозными коммутаторами. Этот метод чаще всего реализуется аппаратно, тогда как в мостах традиционно присутствует процессор, программно реализующий маршрутизацию с ожиданием, Но поскольку все современные мосты и коммутаторы содержат специальные интегральные схемы коммутации, техническая разиица между ними практически стирается, и остается лишь разница в том, что вы слышите о иих в рекламе. Итак, мы вкратце рассмотрели повторители и концентраторы, которые весьма сходны друг с другом, а также коммутаторы и мосты, которые также не сильно различаются. Теперь же мы перейдем к маршрутизаторам, которые резко отличаются от всего рассмотренного ранее.
Когда пакет прибывает иа маршрутизатор, отрезаются заголовки и концевики кадров и остаются только поля данных (выделеиы серым иа рис. 4.42), которые и передаются программному обеспечеиию маршрутизатора. Далее анализируется заголовок пакета, и в соответствии с иим выбирается его дальнейший путь. Если это!Р-пакет, то в заголовке будет содержаться 32-битиый (1Рч4) или 128-битиый (1Рчб), а ие 48-битиый (стаидарт 802) адрес. Программное обеспечение маршрутизатора ие интересуется адресами кадров и даже ие знает, откуда эти кадры взялись (то ли с ЛВС, то ли с двухточечиой линии). Более подробно мы изучим маршрутизаторы и принципы маршрутизации в главе 5.
Поднявшись еше иа уровень выше, мы обнаружим транспортные шлюзы. Оии служат для соединения компьютеров, используюших различные транспортные протоколы, ориентированные иа установление соединения. Например, такая ситуация возникает, когда компьютеру, использующему ТСР/1Р, необходимо передать данные компьютеру, используюшему АТМ. Транспортный шлюз может копировать пакеты, одновременно приводя их к нужному формату. Наконец, шлюзы приложений уже работают с форматами и содержимым пакетов, занимаясь переформатированием на более высоком уровне.
Например, шлюз е-ша(1 может переводить электронные письма в формат 5М5-сообщепий для мобильиых телефоиов. Виртуальные локальные сети На заре развития технологий локальных сетей толстые желтые провода опутали огромное количество офисов. Можно было подключить к сети каждый компьютер, мимо которого шел такой провод. Зачастую кабели объединялись в центрааьиую магистраль (как показано иа рис. 4.55) или шли к цеитралъиому коицеитратору.
Никто ие задумывался иад тем, к какой ЛВС подключить компьютер. Все соседние компьютеры были станциями одной сети независимо от того, подходили оии друг другу или иег. Логическое соединение определялось исключительио расположением в пространстве. Коммутация на уровне передачи данных 383 С развитием в 1990-е годы систем на основе 10Вазе-Т и концентраторов все изменилось. Из офисных зданий стали исчезать эти желтые провода, напоминающие садовые шланги, и им на смену пришли витые пары, которые шли к щитам, висящим по концам коридоров и напичканным проводами (см.
рис. 4,44) Если чиновник, ответственный за прокладку кабелей в здании, был способен смотреть в будущее, то устанавливались витые пары категории 5; если же ои был крохобором, то использовались существующие (телефонные) витые пары категории 3, которые были заменены только с приходом сетей типа «быстрый Егпегпег». Коммутатор к концентратору Рис. 4.44. Здание с централизованной проводкой В Егвегпес с концентраторами (а позлнее — с коммутаторами) появилась возможность настройки локальных сетей не физически, а логически. Если компании требовалось к ЛВС, она приобретала 1с концентраторов. Аккуратно собрав сеть (то есть вставив нужные соединители в нужные разъемы), можно было определить ее пользователей таким образом, чтобы зто имело некий реальный организационный смысл и пе зависело от расположения станций внутри здания.
Конечно, если два человека работают в одном отделе, но в разных зданиях, они, скорее всего, будут пользоваться разными концентраторами, а значит, и разными сетями. Тем не менее, зто намного лучше, чем основывать членство в той или нной ЛВС исключительно на принципе территориального расположения. А вообще, разве важно, кто подключен к какой ЛВС? Ведь все равно почти во всех организациях сети объединены между собой. На самом же деле это действительно зачастую бывает важно. Сетевые администраторы по целому ряду причин любят группировать пользователей ЛВС в соответствии со структурой организации, а не по принципу физического расположения компьютеров.
Одной из таких 384 Глава 4. Подуровень управления доступом к среде причин являешься защита информации. Любой сетевой интерфейс может быть переведен в беспорядочный режим, когда обрабатывается весь трафик, приходящий по каналу. Многие отделы, такие как отдел исследований, патентный, бухгалтерия, владеют информацией, которую они не хотели бы выносить за пределы своего подразделения. В втой ситуации наилучшим выходом является объединение компьютеров всех работников отдела в одну ЛВС и запрет на передачу каких-либо данных наружу. Руководство обычно не устраивает заявление о том, что такое решение невозможно реализовать до тех пор, пока все работники отдела не будут размещены в соседних кабинетах. Второй причиной является нагрузка на сеть. Сеть может оказаться настолько загруженной, что ее будет лучше разделить на несколько.
Например, если народ из отдела исследований решит провести какой-нибудь хитрый эксперимент, то бухгалтерия будет не очень счастлива от сознания, что он проводится за счет емкостей их обшей сети. Еще одна причина — широковещание. Большинство сетей и многие протоколы верхних уровней поддерживают широковещание. Например, если пользователь хочет отправить пакет на 1Р-адрес х, как ему узнать, какой МАС-адрес подставлять в кадры? Мы изучим этот вопрос более подробно в главе 5, а сейчас в двух словах обрисуем решение проблемы: данная станция должна широковещательным методом послать запрос: «Кто знает, какой МАС-адрес работает с 1Р- адресом хуь Затем опа дожидается отвста.
Есть много других примеров с использованием широковещательной передачи. По мере объединения различных ЛВС число широковещательных пакетов, проходящих через каждую машину, растет линейно пропорционально общему числу машин. С широковещанием связана еще одна проблема: время от времени сетевой интерфейс ломается и начинает генерировать бесконечный поток кадров, получаемый всеми станциями, Это широковещательнгяй штурм, который состоит в следу|ощем; 1) вся пропускная способность сети занята этими бессмысленными кадрами; 2) все машины объединенных сетей вынуждены заниматься исключительно обработкой и отвержением этого мусора. На первый взгляд кажется, что широковещательные штурмы можно ограничить установкой своего рода дамб — разделяя сети мостами или коммутаторами на несколько частей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
