Сетевые компоненты.
Существует множество сетевых устройств, которые возможно использовать для создания, сегментирования и усовершенствования сети. Основными из них являются сетевые адаптеры, повторители, усилители, мосты, маршрутизаторы, коммутаторы и шлюзы.
Сетевые адаптеры (карты), или NIC (Network Interface Card), являются теми устройствами, которые физически соединяют компьютер с сетью. Сетевые адаптеры — это сетевое оборудование, обеспечивающее функционирование сети на физическом и канальном уровнях.
Сетевой адаптер относится к периферийному устройству компьютера, непосредственно взаимодействующему со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами. Это устройство решает задачи надежного обмена двоичными данными, представленными соответствующими электромагнитными сигналами, по внешним линиям связи. Как и любой контроллер компьютера, сетевой адаптер работает под управлением драйвера операционной системы, и распределение функций между сетевым адаптером и драйвером может изменяться от реализации к реализации.
Сигнал при перемещении по сети ослабевает. Чтобы противодействовать этому ослаблению, можно использовать повторители и/или усилители, которые усиливают сигналы, проходящие через них по сети.
Повторители (repeater) используются в сетях с цифровым сигналом для борьбы с ослаблением сигнала. Повторители обеспечивают надежную передачу данных на большие расстояния, нежели обычно позволяет тип носителя. Когда повторитель получает ослабленный входящий сигнал, он очищает сигнал, увеличивает его мощность и посылает этот сигнал следующему сегменту.
Усилители (amplifier), хоть и имеют сходное назначение, используются для увеличения дальности передачи в сетях, использующих аналоговый сигнал.
Концентратор (hub) представляет собой сетевое устройство, служащее в качестве центральной точки соединения в сетевой конфигурации «звезда» и действует на физическом уровне сетевой модели OSI. Концентратор также может быть использован для соединения сетевых сегментов. Существуют три основных типа концентраторов: пассивные (passive), активные (active) и интеллектуальные (intelligent). Пассивные концентраторы, не требующие электроэнергии, действуют просто как физическая точка соединения, ничего не добавляя к проходящему сигналу. Активные концентраторы требуют энергии, которую они используют для восстановления и усиления сигнала, проходящего через них. Интеллектуальные концентраторы могут предоставлять такие сервисы, как переключение пакетов и перенаправление. Переключение пакетов позволяет не поддерживать постоянный физический канал между двумя устройствами. Перенаправление трафика осуществляется при перегрузках и отказах оборудования.
Мост (bridge) представляет собой устройство, используемое для соединения сетевых сегментов.
Мосты могут соединять сегменты, которые используют разные типы носителей (кабелей). Они могут соединять сети с разными схемами доступа к носителю. Примером таких устройств являются мосты-трансляторы. Другой специальный тип моста, прозрачный или интеллектуальный мост, периодически «изучает», куда направлять получаемые им пакеты. Он делает это посредством непрерывного построения специальных таблиц, добавляя в них по мере необходимости новые элементы.
Возможным недостатком мостов является то, что они передают данные дольше, чем повторители, так как проверяют адрес сетевой карты получателя для каждого пакета. Они также сложнее в управлении и дороже, нежели повторители.
Маршрутизатор (router) представляет собой сетевое коммуникационное устройство, которое может связывать два и более сетевых сегментов (или подсетей). Маршрутизатор реализует протоколы физического, канального и сетевого уровней. Маршрутизатор работает с несколькими каналами, направляя в какой-нибудь из них очередной блок данных.
Маршрутизаторы обмениваются информацией об изменениях структуры сетей, трафике и их состоянии. Благодаря этому выбирается оптимальный маршрут следования блока данных в разных сетях от абонентской системы-отправителя к системе-получателю.
Маршрутизатор для фильтрации трафика использует не адрес сетевой карты компьютера, а информацию о сетевом адресе, передаваемую в относящейся к сетевому уровню части пакета.
Существуют два типа маршрутизирующих устройств: статические и динамические. Статические маршрутизаторы используют таблицы маршрутизации, которые должен создать и вручную обновлять сетевой администратор. Динамические маршрутизаторы создают и обновляют свои собственные таблицы маршрутизации.
Коммутаторы. В отличие от концентраторов, которые полностью воплощают в себе идеологию общей разделяемой среды и превращают сеть в единый домен, коммутаторы — это более интеллектуальные устройства, способные анализировать адрес назначения кадра и передавать его не всем станциям сети, а только адресату.
Конструктивно коммутатор представляет собой многопортовое устройство, предназначенное для деления сети на множество сегментов. Коммутаторы позволяют создавать изолированные друг от друга локальные сети. Изоляция виртуальных сетей друг от друга происходит на канальном уровне. Это означает, что передача кадров между различными виртуальными сетями на основании адреса канального уровня невозможна.
Шлюз (gateway) является наиболее сложной ретрансляционной системой, обеспечивающей взаимодействие сетей с различными наборами протоколов всех семи уровней. В свою очередь, наборы протоколов могут опираться на различные типы физических средств соединения.
Шлюзы оперируют на верхних уровнях модели OSI (сеансовом, представительском и прикладном) и представляют наиболее развитый метод подсоединения сетевых сегментов и компьютерных сетей. Необходимость в сетевых шлюзах возникает при объединении двух систем, имеющих различную архитектуру. В качестве шлюза обычно выступает выделенный компьютер, на котором запущено программное обеспечение шлюза и производятся преобразования, позволяющие взаимодействовать несходным системам в сети.
Другой функцией шлюзов является преобразование протоколов. Шлюз может получить сообщение. Почтовые шлюзы производят сходные операции по преобразованию почтовых сообщений и других почтовых передач из формата приложения электронной почты в более универсальный почтовый протокол.
Шлюзы сложны в установке и настройке. Они также дороже других коммуникационных устройств. Вследствие лишнего этапа обработки, связанного с процессом преобразования, шлюзы работают медленнее, чем маршрутизаторы и подобные устройства.
Устройства маршрутизатор и мост
Мост против маршрутизатора
Мост и маршрутизатор — это два разных сетевых устройства, которые имеют определенную разницу в способах работы. Мост — это сетевое устройство, используемое для соединения двух или более сетей вместе, чтобы оно выглядело как единая сеть. С другой стороны, маршрутизатор — это устройство, которое выбирает лучший путь, по которому должен быть маршрутизирован пакет, чтобы достичь пункта назначения. Мост — это простое устройство, которое работает на уровне 2 сетевой модели на основе MAC-адресов. Маршрутизатор — это более сложное устройство, которое работает на уровне 3 сетевой модели на основе IP-адресов. Мост не блокирует широковещательный трафик, но маршрутизатор может блокировать его, поскольку пакеты маршрутизируются, а не транслируются.
Что такое мост?
Мост — это сетевое устройство, используемое для соединения двух или более сетей вместе, чтобы они были объединены в один домен широковещательной передачи. Эти устройства работают на канальном уровне эталонной модели OSI и, следовательно, являются устройствами уровня 2. Сетевой мост не работает с IP-адресами, а работает только с MAC-адресами. Когда две сети соединены мостом, это похоже на то, что они находятся в одной сети. Нет сегментации сети на основе подсетей, и, следовательно, весь широковещательный трафик будет проходить через мост. Мост использует таблицу, называемую таблицей моста, которая отслеживает, какие пакеты должны быть перенаправлены через мост на основе MAC-адреса назначения. Эта таблица представляет собой простую таблицу, которая подготовлена путем самообучения без использования сложных алгоритмов. Сетевые мосты также можно создавать в программном обеспечении. Предположим, у вашего компьютера есть два сетевых интерфейса, и вы хотите соединить их, чтобы компьютеры с обеих сторон могли обмениваться данными друг с другом. В такой ситуации мы можем использовать программный мост. Эта программная функциональность обеспечивается операционной системой, где в Windows вы можете легко соединить два интерфейса, выбрав опцию моста в меню, которое вы получите, щелкнув правой кнопкой мыши два выбранных интерфейса. В Linux пакет bridge-utils предоставляет средство моста.
Что такое роутер?
Маршрутизатор — это сетевое устройство, которое маршрутизирует пакеты данных по сети. Он работает на сетевом уровне эталонной модели OSI и, следовательно, является устройством уровня 3. Маршрутизатор следует механизму промежуточного хранения. Маршрутизатор поддерживает таблицу, называемую таблицей маршрутизации, которая состоит из IP-адресов шлюза, через которые должен быть маршрутизирован пакет для достижения определенного IP-адреса назначения. Таблица маршрутизации может быть статически установлена администратором сети или может быть создана автоматически с использованием алгоритмов маршрутизации.Когда маршрутизатор получает пакет, он сначала сохраняет пакет в памяти маршрутизатора и анализирует IP-адрес назначения пакета. Затем он просматривает таблицу маршрутизации, чтобы узнать, через какой шлюз должен быть маршрутизирован пакет. Затем на основе этой информации он соответствующим образом пересылает пакет. Поскольку алгоритмы маршрутизации более сложные, они требуют значительной вычислительной мощности, что делает их дорогостоящими. Маршрутизатор обычно используется для соединения разных подсетей, а не для соединения сетей одной и той же подсети. Предположим, у вас есть одна подсеть в диапазоне 192.168.1.0 — 192.168.1.255 и другая подсеть в диапазоне 192.168.10.1 — 192.168.10.255, и вы хотите соединить две подсети. В этом случае потребуется маршрутизатор, поскольку предполагается маршрутизация на основе IP-адресов назначения.
В чем разница между мостом и маршрутизатором?
• Мост — это устройство уровня 2, которое работает на уровне канала данных, а маршрутизатор — это устройство уровня 3, которое работает на сетевом уровне.
• Маршрутизатор выбирает лучший путь или маршрут, по которому пакет должен быть отправлен, чтобы достичь пункта назначения. Мост соединяет две или более сетей вместе.
• Маршрутизатор выполняет свою маршрутизацию на основе IP-адресов. Мост использует MAC-адреса, чтобы решить, к какому интерфейсу должны быть отправлены пакеты.
• Маршрутизатор умнее моста. Маршрутизатор работает на основе сложных алгоритмов, называемых алгоритмами маршрутизации. Мост работает на основе простых самообучающихся алгоритмов.
• Маршрутизатору требуется больше вычислительной мощности и ресурсов, чем мосту. Таким образом, стоимость маршрутизатора будет выше, чем стоимость моста.
• Маршрутизатор должен иметь дело со сложными структурами данных, такими как графики, а мост имеет дело с простыми структурами данных, такими как таблицы.
• Мост не обеспечивает сегментацию сети. Две сети, подключенные к мосту, находятся в одном домене широковещательной передачи. Но маршрутизатор позволяет сегментацию сети. Сети разных широковещательных доменов могут быть связаны между собой.
• В мостах используется протокол STP (протокол связующего дерева) для предотвращения возникновения петель. В маршрутизаторах такой протокол не используется, так как возникновение петель предотвращается самими алгоритмами маршрутизации.
• Мост не блокирует широковещательный или многоадресный трафик. Но маршрутизатор может блокировать любой широковещательный или многоадресный трафик.
Мост против маршрутизатора
Мост — это сетевые устройства уровня 2, которые используются для соединения двух или более сетей. Он работает на основе MAC-адресов, и любой широковещательный трафик будет реплицироваться без какой-либо блокировки. Маршрутизатор — это сетевое устройство уровня 3, которое используется для маршрутизации пакетов по наилучшему пути на основе IP-адреса назначения. Маршрутизатор работает на основе IP-адресов и сложного набора алгоритмов, называемых алгоритмами маршрутизации. Таким образом, маршрутизатор позволит соединить две подсети, имеющие разные диапазоны IP-адресов, в то время как мост будет соединять две сети только для создания одного широковещательного домена без учета IP-адресов. Маршрутизатор сложнее моста, поэтому требуется большая вычислительная мощность, что делает его более дорогостоящим, чем мост.
Изображения любезно предоставлены:
- Просмотр сетевого моста с использованием слоев ISO / OSI и терминологии Крвинченци (CC BY-SA 3.0)
- Маршрутизатор от Clamad (CC BY 3.0)