1.5.4.Мосты
Мост (Bridge) делит общую среду передачи сети на части (логические сегменты), передавая информацию из одного сегмента в другой только в том случае, если адресат находится в этом сегменте. Мост изолирует трафик одной подсети от трафика другой, тем самым повышая общую производительность сети. В случае, если в сети, рассмотренной в предыдущем разделе центральный концентратор заменить мостом, сеть будет разбита на четыре логических подсети и обмен информацией в любой из подсетей (например между компьютерами А и В) не будет оказывать влияние на работу других подсетей. Однако, мост не препятствует обмену информацией между узлами разных подсетей: при передаче данных, например, от компьютера А к компьютеру С эта информация будет передана мостом в соответствующую подсеть.
Рис. 6. Использование моста для логической структуризации сети
Работа моста основана на использовании адресной информации, помещаемой в заголовках передаваемых по сети кадров. Мост содержит адресную таблицу соответствия номеров портов и аппаратных адресов (МАС-адресов) тех узлов, которые находятся в подсети, подключенной к этим портам. У каждого принятого кадра читается адрес получателя, далее по таблице определяется порт, к которому подключен узел-получатель. Если этот узел находится в сегменте, подключенном к порту, по которому принят кадр, то кадр отбрасывается поскольку он уже доставлен получателю. Если же узел-получатель находится в другом сегменте, то кадр передают через соответствующий порт. Этот процесс называется фильтрацией пакетов.
Адресная таблица моста может заполняться как вручную администратором сети, так и автоматически в режиме самообучения. Для этого используют адрес отправителя каждого принятого кадра. Первоначально адресная таблица может быть пустой. Все принятые кадры мост ретранслирует по всем своим портам (работая как концентратор). Однако, запоминая адреса отправителей принятых кадров и номера портов, с которых эти кадры приняты, мост постепенно заполняет свою таблицу и далее может производить фильтрацию принятых кадров.
Как и концентраторы, мосты выполняют ретранслирующие функции, давая возможность увеличить длину сегментов и физические размеры сети.
Существуют три основных типа мостов:
Локальный мост – обеспечивает фильтрацию пакетов и ретранслирующие функции для сетевых сегментов одного типа.
Преобразующий мост – выполняет все функции локального моста, но при этом может соединять сегменты с разными скоростями передачи или разными протоколами.
Удаленный мост – соединяет сетевые сегменты, расположенные на значительном расстоянии друг от друга, используя соединения глобальных сетей (модемное, выделенная линия и т.п.). Задача такого моста – минимизировать трафик по медленной (или дорогой) линии связи.
1.5.5.Коммутаторы
Коммутатор (switch) работает по тому же принципу, что и мост. Основное отличие от моста состоит в том, что каждый порт коммутатора оснащен специализированным процессором, который обрабатывает приходящие через этот порт кадры по алгоритму моста независимо от других портов. Тем самым производительность такого устройства намного выше производительности традиционного моста. В настоящее время мосты практически вытеснены этими устройствами.
Коммутаторы могут работать как в режиме без буферизации кадров, так и с промежуточным хранением кадров. Во втором случае весь принятый кадр сохраняется в буферной памяти коммутатора, проверяется на наличие ошибок, а затем передается на порт назначения. Существует три типа коммутаторов:
Коммутатор с матричной коммутацией - основан на использовании коммутационной матрицы, соединяющей все порты друг с другом. Кадр, принятый через любой порт немедленно может быть передан на любой другой порт. Если этот порт занят, то кадр буферизуется.
Коммутатор с общей памятью помещает все принятые кадры в общую буферную память, откуда передает их по нужным портам.
Коммутатор с шинной архитектурой использует для передачи кадров между портами высокоскоростную внутреннюю шину. Каждый порт имеет доступ к этой шине в режиме разделения времени.
Рис. 7. Миникоммутатор на 5 портов