1.4.4 Широковещательная рассылка сообщений.
Если узлы подключаются через коммутатор или концентратор, образуется единая локальная сеть. В локальной сети одному узлу часто приходится одновременно рассылать сообщения всем остальным узлам. Для этого используется так называемая широковещательная рассылка сообщений. Рассылки нужны в том случае, если узлам нужно найти информацию, не зная точно, на каком узле она есть, или если узлу нужно своевременно предоставить информацию всем остальным узлам в той же сети. [10]
В сообщении может быть только один MAC-адрес получателя. Для того, чтобы один узел связался со всеми узлами локальной сети, на уникальный MAC-адрес, который опознает все узлы, отправляются широковещательные рассылки. В действительности широковещательный MAC-адрес (аппаратный адрес, зарезервированный для кадров, которые адресованы всем хостам в локальном сетевом сегменте) – представляет собой 48-битный адрес, в который входят все остальные адреса. Из-за своей длины MAC-адрес обычно представляется в шестнадцатеричном формате. Шестнадцатеричный MAC-адрес широковещательной рассылки выглядит как FFFF.FFFF.FFFF. Каждое F соответствует четырем другим знакам двоичного адреса.
Когда узел получает сообщение на адрес широковещательной рассылки, он его принимает и обрабатывает так же, как и те, что адресованы ему. Когда узел отправляет широковещательное сообщение, концентраторы и коммутаторы его передают всем подключенным к одной локальной сети узлам. Из-за этого локальная сеть иначе называется доменом широковещательной рассылки.
Если к одному и тому же домену подключается слишком много узлов, объем широковещательного трафика становится недопустимо большим. Количество узлов и объем сетевого трафика, который поддерживает локальная сеть, ограничивается возможностями используемых концентраторов и коммутаторов. По мере расширения сети и добавления узлов растет и объем сетевого трафика, включая широковещательные рассылки. Для повышения эффективности часто приходится делить одну локальную сеть, или широковещательный домен, на несколько сетей.
Рисунок 21. Деление сети на подсети.
1.4.5 Address Resolution Protocol (ARP)
С помощью IP-протокола, который называется ARP можно определить MAC-адрес любого узла из той же локальной сети в три этапа:
Отправляющий узел создает и отправляет кадр по MAC-адресу широковещательной рассылки. В кадре находится сообщение с IP-адресом узла назначения.
Каждый сетевой узел получает этот кадр и сравнивает IP-адрес из сообщения со своим. Узел с соответствующим IP-адресом посылает отправителю свой MAC-адрес.
Отправитель получает сообщение и сохраняет MAC-адрес и IP-адрес в таблице ARP.
Когда MAC-адрес получателя оказывается в таблице ARP отправителя, появляется возможность отправлять кадры напрямую, минуя запрос ARP.
1.5.1 Уровень распределения
По мере расширения часто приходится делить одну локальную сеть на несколько сетей уровня доступа. Это можно сделать по-разному, на основе разных критериев, в том числе:
физическое местоположение;
логическая функция;
требования безопасности;
требования приложения.
Уровень распределения соединяет эти независимые локальные сети и контролирует обмен трафиком. Он отвечает за то, чтобы трафик между узлами локальной сети оставался локальным. Наружу передается только трафик, направленный в другие сети. Кроме того, уровень распределения может фильтровать входящий и исходящий трафик в целях безопасности и управления.
Сетевые устройства уровня распределения призваны связывать не отдельные узлы, а сети. Отдельные узлы подключаются к сети через устройства уровня доступа, например, коммутаторы и концентраторы. Устройства уровня доступа связываются друг с другом через устройства уровня распределения, например, маршрутизаторы.
Маршрутизаторы на уровне распределения могут ограничить широковещательную рассылку рамками локальной сети, в которой требуется распространить сообщения. Несмотря на важность широковещательной рассылки, слишком большое количество узлов, подключенных к одной и той же локальной сети, могут генерировать излишний трафик и снижать скорость передачи данных по сети.
Рисунок 22. Ограничение широковещательной рассылки.
Маршрутизаторы на уровне распределения используются для связи локальных сетей организации, географически удаленных друг от друга.
Рисунок 23. Территориальное распределение сетевых узлов.
Маршрутизации на уровне распределения могут быть использованы для логических пользователей, например, отдел компании нуждающийся в совместном доступе к определенным ресурсам.
Рисунок 24. Логические группы.
Маршрутизаторы на уровне распределения могут быть использованы для логической группировки пользователей, например, отделов компаний, нуждающихся в современном доступе к определенным ресурсам.