Серверы и дополнительное оборудование Кабельные системы для локальных сетей

Сервера и компьтеры в локальной сети

Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Дополнительное сетевое оборудование: мосты, маршрутизаторы, шлюзы.

Мосты для расширения сети

В предыдущем разделе было сказано о том, что, подобно коммутаторам, мосты также выполняют маршрутизацию с промежуточным хранением кадров. Реальность такова, что граница между мостами и коммутаторами временами может быть весьма зыбкой. Можно различать эти устройства, исходя из выполняемых ими функций. Если идея коммутации заключается в разделении единой сети на отдельные (но все еще связанные) сегменты, то идея организации моста (bridging) — в комбинировании отдельных сетей в единую сеть. Точнее, организация мостов позволяет передавать данные между двумя (или более) различными сетями, обеспечивая в то же время для них раздельный график (см. рис. 10.1).

Рис. 10.1. Мосты позволяют передавать данные между двумя одинаковыми сетями

Мосты не зависят от типа используемых протоколов. Обычно их не касается, какой транспортный протокол используется — IPX или TCP/IP. Если мост может прочитать адрес источника и адрес места назначения пакета, значит он может определить, что ему следует сделать: отфильтровать или переслать пакет.

Примечание

Чтобы завершить мысль о зыбкости границ между различными типами сетевого оборудования, укажем, что некоторые мосты могут относиться поразному к пакетам, использующим различные транспортные протоколы (например, IPX по сравнению с IP). Вообще, функционирование мостов относится к операциям канального уровня.

В приводимых далее примерах будет рассматриваться организация мостов в основном для сетей Ethernet (если не указано иное), но большая часть принципов применима также и к сетям Token Ring.

Как работают мосты

Каждый раз, когда в сети с мостами выполняется широковещательная передача кадров, мост, подобно любому другому устройству сети, "слышит" широковещательную передачу и "читает" МАСадрес места назначения кадра. Основываясь на этой информации, мост определяет, адресован ли этот пакет одному из компьютеров в данном сегменте, или же он предназначен для другого сегмента. В первом случае мост ничего не должен делать— ПК, для которого этот кадр предназначен, его уже получил. Если же место назначения пакета находится в другом сегменте, мост пере сылает его в этот сегмент. Единственным исключением из этого правила является широковещательная или групповая передача кадров, т.е. передача кадров, которые посылаются либо всей сети, либо нескольким получателям. Такие кадры передаются во все порты моста.

Примечание

Рассылка пакетов во все подсоединенные сегменты называется лавинной мар шрутизацией моста (bridge flooding). Иногда она проводится преднамеренно, иногда возникает случайно и должна быть устранена.

Как же все это реализуется на практике? Имеется два различных метода организации работы мостов, поэтому давайте начнем с самого простого, используемого в сетях Ethernet. Такой метод называется прозрачный мост.

Предположим, имеются две сети Ethernet с мостом между ними. Если требуется послать информацию с Узла А в Сегмент 1 для Узла В, то этот процесс будет выглядеть примерно так. 

1. Узел А выполняет широковещательную передачу пакета для всей сети.

2. Когда пакет достигает моста, мост определяет адреса источника и места назначения пакета.

3. Если пакет предназначен для другой рабочей станции в том же сегменте сети, в котором он был создан (т.е. на той же самой стороне моста), то мост не станет выполнять широковещательную передачу пакета в сегмент 2. Этот процесс известен под названием фильтрация (рис. 10.2).

4. Однако если пакет предназначен для другого сегмента сети (как в дан ном примере), то мост направит его в этот сегмент, пропустив пакет так, как это показано на рис. 10.3.

Как же мост узнает, что искомое устройство с указанным физическим адресом находится в данном локальном сегменте? Ответ заключается в способе, которым сетевые платы "превращают" адреса компьютеров в адреса, используемые программой. Напомним, что имеются два различных уровня представления сетевых адресов: физический, на который работают сетевые платы и который "понимает" сеть, и логический, используемый в сетевых операциях высокого уровня, которые "не понимают" 48битовые адреса Ethernet, если натолкнутся на них. Например, ПК, поддерживающие протокол TCP/IP, для отправки данных узлу сети нуждаются в некотором методе установления соответствия логических адресов с адресами компьютеров.

Указанное выше соответствие устанавливается специальным методом поиска. В этом методе может использоваться один из нескольких протоколов в зависимости от применяемого транспортного протокола сетевого уровня. Например, в протоколе TCP/IP для этого используется ARP (Address Resolution Protocol — протокол определения адресов). Все эти протоколы выполняют, в основном, одинаковую функцию. Когда сетевой ПК, под


Рис. 10.2. Кадры фильтруются (отбрасываются), если их место назначения находится в том же самом локальном сегменте

Рис. 10.3. Кадры, направляемые по адресу места назначения вне локального сегмента

держивающий протокол TCP/IP, пытается послать данные через сеть в первый раз после перезагрузки, он должен установить соответствие IPадресов сетевого программного обеспечения с МАСадресами, которые будут понятны в сети. Поэтому, предвидя последующую пересылку данных, узел выполняет широковещательную передачу (по сети) запроса ARP REQUEST, содер жащего его IPадрес. Узел с этим адресом (а каждый узел должен знать свой собственный IPадрес) будет в ответ передавать свой собственный пакет REPLY ARP (ответ ARP), содержащий свой физический адрес. После того как запрашивающий узел получит ответ, он добавит сведения об установленном соответствии к таблице ARP и отменит передачу пакета запроса.

Главное здесь то, что происходит при направлении мостом запроса ARP всем другим сегментам. Поскольку для этого используется широко вещательная передача, такое направление делается автоматически. Перед посылкой пакета в сеть, мост вставляет в часть пакета, хранящую сведения об отправителях, свой собственный МАСадрес, поэтому он и может получить соответствующие ответы. Если другой запрос ARP изменит первоначально установленное соответствие, мост обновит таблицу.

В 1993 году узаконили четыре уровня сетевого взаимодействия стека протоколов TCP/IP: 1) канальный (сетевые аппаратные средства и драйверы устройств); 2) сетевой (базовые коммуникации, адресация и маршрутизация); 3) транспортный (связь между программами в сети); 4) прикладной (прикладные программы конечных пользователей).
Оценка производительности ПК, серверов ЛВС, серверов баз данных, ЛВС в целом