Мосты-маршрутизаторы
Мост-маршрутизатор (brouter), о чем и говорит его название, соединил лучшие свойства моста и маршрутизатора. Мостмаршрутизатор для одних протоколов может действовать как маршрутизатор, а для других — как мост.
Мосты-маршрутизаторы могут выполнять следующие функции:
• маршрутизировать отдельные маршрутизируемые протоколы;
• функционировать как мост для немаршрутизируемых протоколов;
• обеспечивать более экономичное и более управляемое взаимодействие сетей по сравнению с раздельными мостами и маршрутизаторами.
Маршрутизаторы объединяют сети и обеспечивают фильтрацию пакетов. Они также определяют наилучший маршрут для передачи данных. Маршрутизаторы работают на Сетевом уровне модели OSI.
Используйте маршрутизаторы, чтобы:
соединить две сети и ограничить трафик;
разделить административные участки сетей.
Если Вы решили применять маршрутизаторы, убедитесь, что в сети не используются немаршрутизируемые протоколы.
Шлюзы (gateways) обеспечивают связь между различными архитектурами и средами. В» переупаковывают и преобразуют данные, передаваемые из одной среды в другую, чтобы каждая среда могла понимать данные других сред. В частности, шлюз переупавливает информацию в соответствии с требованиями системы назначения; изменяет формат сообщения, чтобы прикладная программа на принимающей стороне могла
опознать данные. Например, шлюзы электронной почты (такие, как Х.400) приникают сообщение в одном формате, транслируют его и пересылают в формате Х.400, используемом получателем, и наоборот. Шлюз связывает две системы, которые используют разные:
структуры и форматы данных;
Шлюзы связывают гетерогенные сети, например Microsoft Windows NT Server с SNA (Systems Network Architecture фирмы IBM). Они изменяют формат данных, чтобы сделать их понятными прикладной программе на принимающей стороне.
Шлюзы создаются для выполнения конкретного типа задач, т. е. для конкретного типа преобразования данных. Часто они и называются в соответствии с типом специализации (например, Windows NT Server To SNA Gateway).
Шлюз принимает данные из одной среды, удаляет старый протокольный стек и переупаковывает их в протокольный стек системы назначения.
Обрабатывая данные, шлюз выполняет следующие операции:
извлекает данные из приходящих пакетов, пропуская их снизу вверх через полный стек протоколов передающей сети;
заново упаковывает полученные данные, пропуская их сверху вниз через стек протоколов сети назначения.
Некоторые шлюзы используют все семь уровней модели OSI, однако обычно шлюзы выполняют преобразование протоколов на Прикладном уровне. Впрочем, это целиком зависит от типа шлюза.
Рис. 7.18. Шлюз отбрасывает старый протокольный стек и формирует новый
Главное назначение шлюзов — осуществлять связь между персональными компьютерами и средой мэйнфреймов или мини-компьютеров. Шлюз соединяет локальную сеть персональных компьютеров с мэйнфреймами или системами мини-компьютеров, которые не могут непосредственно взаимодействовать с персональными компьютерами.
В локальной сети один компьютер обычно выделяется на роль шлюза. Специальные прикладные программы на настольных компьютерах через компьютер-шлюз получают доступ к мэйнфрейму. Таким образом, пользователи могут работать с ресурсами мэйнфрейма так же просто, как будто эти ресурсы принадлежат их собственным компьютерам.
Рис. 7.19. Шлюзы соединяют персональные компьютеры с мэйнфреймами
Некоторые соображения
Обычно роль шлюзов в сети выполняют выделенные серверы. При этом может быть задействована значительная часть мощности сервера, потому что решаются такие ресурсоемкие задачи, как преобразование протоколов. Если сервер-шлюз используется и для других целей, необходимо установить на нем адекватный объем оперативной памяти и мощный центральный процессор, в противном случае производительность сервера снизится.
Шлюзы имеют некоторые особенности:
— не создают высокой нагрузки для межсетевых каналов связи;
— эффективно выполняют специфичные задачи.
Шлюзы осуществляют преобразование протоколов и данных. Они имеют некоторые ограничения:
— предназначены для выполнения одной конкретной задачи;
— могут работать с низкой производительностью;
— стоимость шлюзов достаточно высока.
Используйте шлюзы, если необходимо установить связь между различными средами.
Когда возникает необходимость расширить локальную сеть, администратор должен учесть множество факторов. Вопрос заключается не только в прокладке нового кабеля, установке дополнительных компьютеров, принтеров и т. д. Каждая топология имеет свои ограничения. Существуют различные компоненты, среди которых (в зависимости от типа сети и требуемых масштабов ее расширения) надо выбрать наиболее подходящие для увеличения размеров и производительности именно Вашей сети.
Использование репитеров — самый дешевый метод расширить сеть, однако их функции ограничиваются соединением двух сегментов. Они не подходят, если велик трафик сети. Мосты могут выполнять те же функции, что и репитеры, однако они уменьшают трафик каждого сегмента. Вы можете использовать мосты для соединения сетей с разным типом среды передачи.
Маршрутизаторы соединяют сети и обеспечивают фильтрацию. Они могут определить самый целесообразный маршрут для передачи данных. Однако не все протоколы являются маршрутизируемыми. Маршрутизаторы наилучшим образом подходят для соединения удаленных сетей, так как передают по коммуникационному каналу только те данные, которые предназначены для этих сетей.
Мосты-маршрутизаторы соединяют в себе достоинства мостов и маршрутизаторов. Они могут действовать как маршрутизаторы для маршрутизируемых протоколов, и как мосты — для немаршрутизируемых протоколов.
Шлюзы применяются для соединения двух различных сред. Они связывают системы, которые используют различные коммуникационные протоколы, структуры и форматы данных, языки и архитектуры. Шлюзы специализированы для конкретного типа обмена данных и обычно являются выделенными серверами сети.
Компоненты, рассмотренные на этом занятии, используются как в локальных, так и в глобальных средах. Фактически компоненты типа маршрутизаторов позволяют локальным сетям становиться частью глобальных. Однако чтобы построить глобальную сеть, необходимо отлично разбираться не только в функциях компонентов расширения, но и в сложных коммуникационных технологиях в целом. Им посвящено наше следующее занятие.
Различия между мостами и маршрутизаторами
Мосты и маршрутизаторы путают даже опытные сетевые инженеры, поскольку, на первый взгляд, они выполняют одни и те же действия:
• передают пакеты между сетями;
• передают данные по каналам глобальных сетей.
Как определить, когда надо использовать мост, а когда — маршрутизатор? Мост, работающий на подуровне Управления доступом к среде Канального уровня модели OSI, «видит» только адрес узла. Точнее: в каждом пакете мост ищет адрес узла подуровня Управления доступом к среде. Если мост распознает адрес, он оставляет пакет в локальном сегменте или передает его в нужный сегмент. Если адрес мосту неизвестен, он пересылает пакет во все сегменты, исключая тот, из которого пакет прибыл.
Рис. 7.15. Мосты работают на подуровне Управления доступом к среде Канального уровня
Широковещательные пакеты
Пересылка пакетов — это ключ к пониманию функций мостов и их отличий от маршрутизаторов. При использовании мостов передаваемые широковещательные пакеты следуют ко всем компьютерам всех портов моста, исключая порт, через который они прибыли. Иначе говоря, каждый компьютер во всех сетях получит широковещательный пакет. В малых сетях это, скорее всего, и не будет иметь сколько-нибудь существенного значения, однако большая сеть может генерировать много широковещательных сообщений, что замедлит работу сети (несмотря на фильтрацию по адресам).
Маршрутизатор, работающий на Сетевом уровне, принимает во внимание больше информации, чем мост: он определяет и то, что нужно передавать, и то, куда нужно передавать. Маршрутизатор распознает не только адрес, как это делает мост, но и тип протокола. Кроме того, маршрутизатор может установить адреса других маршрутизаторов и решить, какие пакеты каким маршрутизаторам переадресовать.
Рис. 7.16. Маршрутизаторы работают на Сетевом уровне
Множественные пути
Мост может распознать только один путь между сетями. Маршрутизатор среди нескольких возможных путей определяет самый лучший на данный момент.
Рассмотрите рис. 7.17. Маршрутизатор А должен переслать данные маршрутизатору D. Однако он может направить пакеты маршрутизатору С или В, и данные все равно будут доставлены маршрутизатору D. Маршрутизаторы способны оценить оба пути и выбрать среди них лучший.
Рис 7.17. Маршрутизаторы распознают и используют несколько маршрутов
Заключение
Запомните главные характеристики мостов и маршрутизаторов. Они помогут Вам различать эти устройства, а в конкретной ситуации одному из них отдавать предпочтение.
• Мост распознает только локальные адреса подуровня Управления доступом к среде (адреса плат сетевого адаптера компьютеров в подключенных к нему сегментах).
• Маршрутизаторы распознают адреса сетей.
• Мост распространяет пакеты с неизвестным ему адресом получателя по всем направлениям, а все пакеты с известным адресом передает только через соответствующий порт.
• Маршрутизатор работает только с маршрутизируемыми протоколами.
• Маршрутизатор фильтрует адреса. Пакеты определенных протоколов он передает по определенным адресам (другим маршрутизаторам).
Что такое мост маршрутизатор в компьютерных сетях
Необязательно, это может быть такая же железка, вообще с точки зрения протокола шлюз это более логическое понятие чем физическое, считай это адрес куда надо направлять пакеты для другой сети, а реально это выполняет хоть железка, хоть комп.
Маршрутизаторы осуществляют выбор оптимального маршрута для каждого пакета с целью избежания чрезмерной нагрузки отдельных участков сети и обхода поврежденных участков. Они применяются, как правило, в сложных разветвленных сетях, имеющих несколько маршрутов между отдельными абонентами. Маршрутизаторы не преобразуют протоколы нижних уровней, поэтому они соединяют только сегменты одноименных сетей.
Маршрутизаторы работают на третьем уровне модели OSI, так как они анализируют не только MAC-адреса пакета, но и IP-адреса, то есть более глубоко проникают в инкапсулированный пакет. И опять же это может быть комп с несколькими сетевухами или железка с туевой хучей портов.
Мосты (bridge) служат для объединения в одну сеть несколько разнородных сетей с разными протоколами обмена нижнего уровня, в частности, с разными форматами пакетов, методами кодирования, скоростью передачи и т.д. В результате их применения сложная и неоднородная сеть, содержащая в себе различные сегменты, с точки зрения пользователя выглядит самой обычной сетью. Обеспечивается прозрачность сети для протоколов высокого уровня. Все они гораздо дороже, чем концентраторы, так как от них требуется довольно сложная обработка информации. Сейчас практически производство мостов сошло на нет, так как их функции практически есть во всех нормальных маршрутизаторах, и даже комутаторах, т.е. в железке есть как оптические для FDDI так и обычные ethernet порты с возможностью замены на другие. Кстати в основном мост это железная бандурина.
Коммутаторы (свичи, коммутирующие концентраторы, switch), как и концентраторы, служат для соединения сегментов в сеть. Они также выполняют более сложные функции, производя сортировку поступающих на них пакетов.
Коммутаторы передают из одного сегмента сети в другой не все поступающие на них пакеты, а только те, которые адресованы компьютерам из другого сегмента. Пакеты, передаваемые между абонентами одного сегмента, через коммутатор не проходят. При этом сам пакет коммутатором не принимается, а только пересылается. Интенсивность обмена в сети снижается вследствие разделения нагрузки, поскольку каждый сегмент работает не только со своими пакетами, но и с пакетами, пришедшими из других сегментов.
Коммутатор работает на втором уровне модели OSI (подуровень MAC), так как анализирует МАС-адреса внутри пакета
Вроде, как смог объяснил. Насамом деле сейчас эти границы сильно размыты и за частую тот же свич (он же комутатор) может выполнять функции как моста так и маршрутизатора.