БИБЛИЯ ХАКЕРА

Основы объединения сетей с помощью мостов

Серийное изготовление мостов началось в начале 1980 гг. В то вре­мя, когда они появились, мосты объединяли гомогенные сети, делая воз­можным прохождение пакетов между ними. В последнее время объедине­ние различных сетей с помощью мостов также было определено и стандартизировано.

На первый план выдвинулись несколько видов объединений с по­мощью мостов. В окружениях Ethernet в основном встречается «transpar­ent bridging» (прозрачное соединение). В окружениях Token Ring в первую очередь используется «Source-route bridging» (соединение маршрут - ис­точник). «Translational bridging» (трансляционное соединение) обеспечи­вает трансляцию между форматами и принципами передачи различных типов сред (обычно Ethernet и Token Ring). «Source-route transparent bridg­ing» (прозрачное соединение маршрут-источник) объединяет алгоритмы прозрачного соединения и соединения маршрут - источник, что позволя­ет передавать сообщения в смешанных окружениях Ethernet/Token Ring.

Уменьшающиеся цены на роутеры и введение во многие из них воз­можности соединять по мостовой схеме, сделанное в последнее время,

Значительно сократило долю рынка чистых мостов. Те мосты, которые уцелели, обладают такими характеристиками, как сложные схемы фильт­рации, псевдоинтеллектуальный выбор маршрута и высокая производи­тельность. В то время как в конце 1980 гг. шли бурные дебаты о преиму­ществах соединения с помощью мостов в сравнении с роверами, в настоящее время большинство пришло к выводу, что часто оба устройст­ва необходимы в любой полной схеме объединения сетей.

Сравнение устройств для объединения сетей

Устройства объединения сетей обеспечивают связь между сегмента­ми локальных сетей (LAN). Существуют 4 основных типа устройств объ­единения сетей: повторители, мосты, роутеры и межсетевые интерфейсы. Эти устройства в самом общем виде могут быть дифференцированы тем уровнем «Межсоединений Открытых Систем» (OSI), на котором они ус­танавливают соединение между LAN. Каждое устройство обеспечивает функциональные возможности, соответствующие своему уровню, а также использует функциональные возможности всех более низких уровней.

Основы технологии объединения сетей

Уровень, на котором находит применение объединение с помощью мостов (называемый канальным контролирует поток информа­

Ции, обрабатывает ошибки передачи, обеспечивает физическую (в отли­чие от логической) адресацию и управляет доступом к физической среде. Мосты обеспечивают выполнение этих функций путем поддержки раз­личных протоколов канального уровня, которые предписывают опреде­ленный поток информации, обработку ошибок, адресацию и алгоритмы доступа к носителю. В качестве примеров популярных протоколов ка­нального уровня можно назвать Ethernet, Token Ring и FDDI.

Мосты — несложные устройства. Они анализируют поступающие фреймы, принимают решение о их продвижении, базируясь на информа­ции, содержащейся в фрейме, и пересылает их к месту назначения. В не­которых случаях (например, при объединении «источник-маршрут») весь путь к месту назначения содержится в каждом фрейме. В. других случаях (например, прозрачное объединение) фреймы продвигаются к месту на­значения отдельными пересылками, по одной за раз.

Основным преимуществом объединения помощью мостов являет­ся прозрачность протоколов верхних уровней. Так как мосты оперируют на канальном уровне, от них не требуется проверки информации высших уровней. Это означает, что они могут быстро продвигать трафик, пред­ставляющий любой протокол сетевого уровня. Обычным делом для мос­та является продвижение Apple Talk, DECnet, TCP/IP, XNS и другого тра­фика между двумя и более сетями.

Мосты способны фильтровать фреймы, базирующиеся на любых полях. Например, мост можно запрограммировать так, чтобы он отвергал (то есть не пропускал) все фреймы, посылаемые из определенной сети. Так как в информацию канального уровня часто включается ссылка на протокол высшего уровня, мосты обычно фильтруют па этому параметру. Кроме того, мосты могут быть полезны, когда они имеют дело с необяза­тельной информацией пакетов широкой рассылки.

Разделяя крупные сети на автономные блоки, мосты обеспечивают ряд преимуществ. Во-первых, поскольку пересылается лишь некоторый процент трафика, мосты уменьшают трафик, проходящий через устрой­ства всех соединенных сегментов. Во-вторых, мосты действуют как не­преодолимая преградадля некоторых потенциально опасных для сети не­исправностей. В-третьих, мосты позволяют осуществлять связь между большим числом устройств, чем ее можно было бы обеспечить на любой LAN, подсоединенной к мосту, если бы она была независима. В-четвер­тых, мосты увеличивают эффективную длину LAN, позволяя подключать еще не подсоединенные отдаленные станции.

Типы мостов

Мосты можно сгруппировать в категории, базирующиеся на раз­личных характеристиках изделий. В соответствии с одной из популярных схем классификации мосты бывают локальные и дистанционные. Ло­кальные мосты обеспечивают прямое соединение множества сегментов LAN, находящихся на одной территории. Дистанционные мосты соеди­няют множество сегментов LAN на различных территориях, обычно через телекоммуникационные линии.

Дистанционное мостовое соединение представляет ряд уникальных трудностей объединения сетей. Одна из них — разница между скоростя­ми LAN и WAN (глобальная сеть). Хотя в последнее время в географиче­ски рассредоточенных объединенных сетях появилось несколько техно­логий быстродействующих WAN, скорости LAN часто на порядок выше скоростей WAN. Большая разница скоростей LAN и WAN иногда не поз­воляет пользователям прогонять через WAN применения LAN, чувстви­тельные к задержкам.

Дистанционные мосты не могут увеличить скорость однако они могут компенсировать несоответствия в скоростях путем использова­ния достаточных буферных мощностей. В случае, если какое-либо уст­ройство LAN, способной передавать со скоростью 3 Mb/сек, намерено связаться с одним из устройств отдаленной LAN, то локальный мост дол­жен регулировать поток информации, передаваемой со скоростью ЗМЬ/сек, чтобы не переполнить последовательный канал, который про­пускает 64 Kb/сек. Это достигается путем накопления поступающей ин­формации в расположенных на плате буферах и посылки ее через после­довательный канал со скоростью, которую он может обеспечить. Это осу­ществимо только для коротких пакетов информации, которые не пере­полняют буферные мощности моста.

IEEE (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектрони­ке) поделил канальный уровень OSI на два отдельных подуровня: подуро­вень MAC (Управление доступом к носителю) и подуровень LLC (Управ­ление логическим каналом). MAC разрешает и оркестрирует доступ к носителю (Например, конфликтные ситуации, эстафетная передача и др.), в то время как подуровень LLC занят кадрированием, управлением потоком информации, управлением неисправностями и адресацией по­дуровня MAC.

Некоторые мосты являются мостами подуровня MAC. Эти устрой­ства образуют мост между гомогенными сетями (например, IEEE 802.3 и IEEE 802.3). Другие мосты могут осуществлять трансляцию между раз­личными протоколами канального уровня (например, IEEE 802.3 и IEEE 802.5).

Трансляция, осуществляемая мостом между различными типами сетей, никогда не бывает безупречной, так как всегда имеется вероят­ность, что одна сеть поддержит определенный фрейм, который не поддер­живается другой сетью. Эту ситуацию можно считать примерно аналогич­ной проблеме, с которой сталкивается эскимос, пытающийся перевести на английский некоторые слова из тех 50 слов, которые обозначают «снег».