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.
Коммутатор. Маршрутизатор. Мост. Шлюз
Мост (bridge) делит разделяемую среду передачи сети на логические части, передавая информацию из одного сегмента в другой только в том случае, если такая передача действительно необходима, и адрес компьютера назначения принадлежит другой подсети. Тем самым мост изолирует трафик одной подсети от трафика другой, повышая общую производительность передачи данных в сети. Локализация трафика не только экономит пропускную способность, но и уменьшает возможность несанкционированного доступа к данным, так как кадры не выходят за пределы своего сегмента и их сложнее перехватить злоумышленнику.
Коммутатор (switch, switching hub) это многопортовое устройство, которое позволяет объединить несколько сегментов в одну сеть. Основным отличием от мостов является наличие на каждом его порту специализированного процессора, который обрабатывает кадры по алгоритму моста независимо от процессоров других портов. За счет этого общая производительность коммутатора намного выше производительности традиционного моста, имеющего один процессорный блок. Коммутаторы — это мосты, которые обрабатывают кадры в параллельном режиме.
Маршрутизатор (router) – устройство, обеспечивающее взаимодействие между локальными сетями. Маршрутизаторы более надежно и более эффективно, чем мосты, изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга. Маршрутизаторы образуют логические сегменты посредством явной адресации, поскольку используют не плоские аппаратные, а составные числовые адреса. В этих адресах имеется поле номера сети, так что все компьютеры, у которых значение этого поля одинаково, принадлежат к одному сегменту, называемому в данном случае подсетью (subnet).
Маршрутизаторы могут работать в сети с замкнутыми контурами, при этом они осуществляют выбор наиболее рационального маршрута из нескольких возможных.
Другой очень важной функцией маршрутизаторов является их способность связывать в единую сеть подсети, построенные с использованием разных сетевых технологий, например Ethernet и Х.25.
Шлюз (gatawey) – аппаратное или программное обеспечение, обеспечивающее передачу данных между несовместимыми прикладными программами, сетями с разными операционными системами и различными протоколами; выполняют протокольное преобразование для всех семи уровней модели OSI. Кроме функций маршрутизаторов они выполняют еще и преобразование формата информационных пакетов и их перекодирование, что особенно важно при объединении неоднородных сетей.
Модели построения компьютерной сети
Существуют две модели построения компьютерной сети — модель рабочих групп и модель доменов.
В модели рабочих групп пользователи управляют ресурсами, которые распределены среди множества компьютеров. Фактически, ресурсы и управление окружением рабочей группы распределены по сети, т. е. каждый пользователь является сетевым администратором своей собственной машины.
В практических целях рабочую группу можно рассматривать как множество машин, логически сгруппированных под одним именем (названием рабочей группы). Объединение компьютеров в рабочую группу помогает упорядочить список машин, упрощая поиск нужной машины для соединения с ней.
В сетях рабочих групп каждый компьютер поддерживает свою собственную систему безопасности и собственные бюджеты пользователей и групп. Каждый индивидуальный пользователь отвечает за предоставление прав доступа, использование паролей и назначение общедоступных ресурсов.
Домен это тоже группа компьютеров, логически объединенных под одним именем (имя домена) плюс централизованная система безопасности. Концепция домена привносит централизованное администрирование в функционирование рабочей группы. Домен имеет один компьютер — основной контроллер домена, который отвечает за систему безопасности. Бюджеты пользователей регистрируются и хранятся в контроллере домена (в одном месте).