Меню

Особенности работы сетевых мостов

Сетевые мосты

Сетевые мосты относятся к IT-устройствам второго уровня сетевой модели OSI, которые способны распознавать приходящий на их порт сигнал, декапсулировать (преобразовывать) и перенаправлять последний на активные и соответствующие порты. При наличии сетевого моста, согласно коммутируемой таблице, передача данных переходит с первого (физического) уровня на второй – канальный.

Особенности работы сетевых мостов

В отличие от сетевых устройств физического уровня, сетевые мосты не только распознают сигналы и перенаправляют на активные порты, они преобразовывают сигналы в кадры (фреймы), к PDU добавляется заголовок (хидер) и прицеп (трейлер). На основании полученных данных сетевые мосты высчитывают контрольную сумму и сопоставляют полученный результат с контрольным значением в трейлере. В случае несовпадения данных фрейм уничтожается и не участвует в дальнейшей работе. Если контрольные суммы совпали, сетевой мост ищет MAC-адрес получателя в заголовке кадра.

Для корректного перенаправления сигналов/запросов в сетевых мостах присутствует память с протоколами маршрутизации, согласно которым определяется на какой MAC-адрес отправить конкретный кадр. После подтверждения данных кадры инкапсулируются в биты и отправляются в виде сигнала на соответствующие порты.

В случае отсутствия физического адреса в таблице система автоматически включает поиск MAC-адреса в подключенных (активных) сегментах сети.

Преимущества сетевых мостов

  • Поддержка многозадачных протоколов.
  • Обработка полученных заданий в порядке очереди, если на порт одновременно приходит несколько сигналов.
  • Автоматическая фильтрация кадров (фреймов), которые не соответствуют расчетам контрольных сумм (CRC) и стандартам.

К недостаткам можно отнести невысокую скорость обработки и задержку при передаче данных, так как каждый кадр проходит обработку на центральном процессоре.

Функциональные возможности сетевых мостов

Учитывая принцип действия и особенности работы сетевых мостов (построение адресных таблиц с MAC-адресами), возможна небольшая латентность (ожидание или задержка времени отклика устройства) до 10-30%. Увеличенное время ожидания связано с анализом адресного поля и вычислением контрольной суммы (CRC).

Таким образом, в период обработки запроса сетевой мост выполняет не только функции отправки запроса, но и хранения. Стоит отметить, что фрейм может храниться в памяти сетевого моста до тех пор, пока не освободится необходимый порт.

Источник



Использование сетевого моста для расширения локальной сети

Сетевой мост соединяет две другие отдельные компьютерные сети, чтобы обеспечить связь между ними и позволить им работать как единая сеть. Мосты используются с локальными сетями (ЛВС), чтобы расширить их охват, чтобы охватить более крупные физические области, чем может достичь ЛВС.

Как работают сетевые мосты

Мостовые устройства проверяют входящий сетевой трафик и определяют, следует ли пересылать или отбрасывать его в соответствии с назначенным пунктом назначения. Например, мост Ethernet проверяет каждый входящий кадр Ethernet, включая MAC-адреса источника и назначения, иногда размер кадра, при принятии индивидуальных решений о пересылке. Мостовые устройства работают на уровне линии передачи данных модели OSI

Типы сетевых мостов

Мостовые устройства существуют для Wi-Fi до Wi-Fi, Wi-Fi до Ethernet и Bluetooth для Wi-Fi-соединений. Каждый из них предназначен для определенных типов сетей.

  • Беспроводные мосты поддерживают точки беспроводного доступа Wi-Fi.
  • Мосты Wi-Fi для Ethernet позволяют подключаться к клиентам Ethernet и связывать их с локальной сетью Wi-Fi, что полезно для более старых сетевых устройств, которым не хватает Wi-Fi.
  • Мост Bluetooth для Wi-Fi поддерживает соединения с мобильными устройствами Bluetooth, которые распространяются в домах и офисах в последние годы.

Беспроводное мостовое соединение

Мосты особенно популярны в компьютерных сетях Wi-Fi. В беспроводном соединении Wi-Fi требуется, чтобы точки доступа связывались друг с другом в специальном режиме, который поддерживает трафик, который течет между ними. Две точки доступа, поддерживающие режим беспроводного моста, работают как пара. Каждый из них продолжает поддерживать свою собственную локальную сеть подключенных клиентов, а также обменивается информацией с другой, чтобы обрабатывать мост.

Режим моста можно активировать в точке доступа через административную настройку или иногда физический переключатель на устройстве. Не все точки доступа поддерживают режим беспроводного моста; обратитесь к документации производителя, чтобы определить, поддерживает ли данная модель эту функцию.

Читайте также:  Установка газового оборудования в Колпино

Мосты против ретрансляторов

Мосты и сетевые ретрансляторы имеют сходный внешний вид; иногда один блок выполняет обе функции. Однако, в отличие от мостов, ретрансляторы не выполняют никакой фильтрации трафика и не объединяются в две сети. Вместо этого повторители передают весь трафик, который они получают. Ретрансляторы служат главным образом для регенерации сигналов трафика, так что одна сеть может достигать более длительных физических расстояний.

Мосты и коммутаторы и маршрутизаторы

В проводных компьютерных сетях мосты выполняют аналогичную функцию, как сетевые коммутаторы . Традиционно проводные мосты поддерживают одно входящее и одно исходящее сетевое соединение, доступное через аппаратный порт , тогда как коммутаторы обычно предлагают четыре или более аппаратных порта. По этой причине коммутаторы иногда называют многопортовыми мостами.

Мосты не обладают интеллектом сетевых маршрутизаторов: Bridges не понимают концепцию удаленных сетей и не могут динамически перенаправлять сообщения в разные местоположения, но вместо этого поддерживают только один внешний интерфейс.

Источник

Мост сетевое оборудование функции

Активное сетевое оборудование: сетевой адаптер, концентратор, мост, коммутатор, маршрутизатор, модем

Сетевой адаптер. Сетевой адаптер выполняет множество заданий, самые главные из которых — кодирование информации и получение доступа к информационной среде с использованием уникального идентификатора (МАС-адреса).
Сетевые платы различаются по трем основным параметрам:
Скорость передачи данных. Поскольку существуют сети с различными скоростями приема и передачи информации, естественно, существуют аналогичные сетевые адаптеры. Наибольшее распространение в странах СНГ получили сети Ethernet и Fast Ethernet, построенные на витой паре или коаксиальном кабеле (встречаются реже), имеющие пропускную способность 100 и 10 Мбит/с соответственно. Также в последнее время все чаще встречаются локальные сети, работающие со скоростью 1 Гбит/с. Как правило, сетевой адаптер с более высокой скоростью передачи данных также умеет работать и на более низких скоростях.
Тип коннектора. Тип коннектора сетевой карты зависит от выбора сетевой топологии и кабеля, по которому происходит передача данных. Существует несколько типов коннекторов: RJ-45 для витой пары, BNC для коаксиального кабеля и ST, SC или FC для оптоволокна. Они существенно различаются по конструкции, поэтому использовать коннектор не по назначению невозможно. Хотя существуют комбинированные сетевые адаптеры, которые содержат, например, RJ-45- и BNC-коннекторы. Но поскольку сети на коаксиальном кабеле встречаются все реже, то и адаптеры такие попадаются нечасто.
Тип подключения к компьютеру. Сетевая карта может устанавливаться в PCI-слот или в USB-порт. Кроме этого практически любая современная материнская плата имеет интегрированный сетевой контроллер.

Концентратор. Концентратор (также используются названия «хаб», «повторитель», «репитер») — сетевое устройство, имеющее два и более разъема (порта), которое, кроме коммутации подключенных к нему компьютеров, выполняет и другие функции, например усиление сигнала. Концентратор служит для расширения сети, и основное его предназначение — передача поступившей на вход информации остальным подключенным к нему устройствам сети.
Существует два основных типа концентраторов:
Концентраторы с фиксированным количеством портов — концентратор, снабженный определенным количеством портов и работающий на выбранной скорости.
Модульные концентраторы — состоят из блоков, которые устанавливаются в специальное шасси и объединяются общей шиной.

Мост (также используются названия » свич«, «переключатель») представляет собой довольно простое устройство, основное предназначение которого — разделение двух сегментов сети с целью увеличения ее общей длины (соответственно количеству подключенных повторителей) и преодоления при этом ограничения сетевой топологии. Как правило, мост имеет два или больше портов, к которым подключают сегменты сети. Анализируя адрес получателя пакета, он может фильтровать сообщения, предназначенные другому сегменту.
Для построения сети используют три типа мостов:
локальный — работает только с сегментами одного типа, то есть имеющими одинаковую скорость передачи данных;
преобразующий — предназначен для того же, что и локальный мост, также работает с разнородными сегментами, например Token Ring и 100Base;
удаленный — соединяет сегменты, расположенные на значительном расстоянии друг от друга, при этом могут использоваться любые средства соединения, например модем.
Мост может использоваться как в проводных, так и в беспроводных сетях.

Читайте также:  Как часто проверяется газовое оборудование в квартире

Коммутатор объединяет в себе возможности концентратора и моста, а также выполняет еще некоторые полезные функции.
Коммутатор — более интеллектуальное устройство, которое не только фильтрует поступающие пакеты, но, имея таблицу адресов всех сетевых устройств, точно определяет, какому эти пакеты предназначены. Это позволяет ему передавать информацию сразу нескольким устройствам. Поэтому для организации разветвленной сети концентраторы и коммутаторы используют совместно. Первые — для объединения компьютеров в одну группу, вторые — для организации эффективного обмена информацией между ними.
Коммутаторы работают на канальном уровне, что позволяет использовать их не только в разных типах сетей, но и объединять различные сети в одну.
Коммутатор может использоваться как в проводных, так и в беспроводных сетях.

Маршрутизатор. Главная задача маршрутизатора (роутера) — разделение большой сети на подсети. Он выполняет множество полезных функций и обладает большими возможностями. В нем сочетаются концентратор, мост и коммутатор. Кроме того, добавляется возможность маршрутизации пакетов. В связи с этим маршрутизатор работает на более высоком уровне — сетевом.
Одной из ответственных задач является связь разнородных сетевых сегментов локальной сети. С помощью маршрутизатора также можно организовывать виртуальные сети, каждая из которых будет иметь доступ к тем или иным ресурсам, в частности к Интернету.
Маршрутизатор может использоваться в проводных и беспроводных сетях. Часто функции маршрутизации ложатся на беспроводные точки доступа.

Модем представляет собой устройство, которое имеет цифровой интерфейс связи с компьютером и аналоговый интерфейс для связи с телефонной линией (цифро-аналоговые и аналогово-цифровые преобразования).
Модем состоит из процессора, памяти, аналоговой части, ответственной за сопряжение с телефонной сетью, и контролера, который всем управляет.
Модемы бывают двух типов: внешние и внутренние.
Внутренние представляют собой плату расширения, которую обычно устанавливают в PCI-слот. Внешний же модем может подключаться к компьютеру через LPT-, СОМ-, U SB-порт или вход сетевой карты.
Модем может использоваться как в проводных, так и в беспроводных сетях.

Точка доступа — устройство, необходимое для организации беспроводной сети в инфраструктурном режиме. Она играет роль концентратора и позволяет компьютерам обмениваться нужной информацией, используя для этого таблицы маршрутизации, средства безопасности, встроенный аппаратный DNS- и DHCP-сервер и многое другое.
От точки доступа зависит не только качество и устойчивость связи, но и стандарт беспроводной сети. Однако на сегодняшний день наиболее оптимальными можно считать устройства, работающие со стандартом IEEE 802.1 lg, поскольку он совместим со стандартами IEEE 802.11a и IEEE 802.11b и позволяет работать на скорости до 108 Мбит/с.

Антенна. В беспроводной сети антенна имеет огромное значение, особенно если к ней подключено активное сетевое оборудование: точка доступа, концентратор, маршрутизатор и т. д.
Антенны бывают внутренние (встроенные) и внешние и отличаются в основном своей направленностью и мощностью. Так, узконаправленная антенна позволяет достичь более дальней связи, что и используют, когда необходимо соединить два удаленных сегмента беспроводной сети. Широконаправленная антенна распространяет сигнал вокруг себя, что позволяет другим рядом установленным устройствам взаимодействовать друг с другом. Однако достичь каких-либо выдающихся результатов при этом не удается.
Tags: Активное сетевое оборудование: сетевой а, антенна, коммутатор, концентратор, маршрутизатор, модем, мост, тип коннектора, тип подключения к компьютеру), точка доступа

Источник

Мосты в локальных сетях: понятие и главные функции

Мост является специальным устройством второго уровня, которое предназначено для образования большого количества сегментов в локальных сетях типа LAN, в том случае если все эти сегменты по отдельности представляют собой коллизионный домен.

Выражаясь проще можно сказать, что мосты – это приспособления, позволяющие гораздо рациональней использовать пропускающие полосы в сетях ЛВС. Устройства данного вида отвечают за фильтрацию потоков информации в сети типа LAN, тем самым локализируя передачу данных внутри сегмента, и при этом всем сохраняют возможность связываться с остальными сегментами, участвующими в процессе обмена информацией. Кроме всего прочего мосты направляют поток получаемых данных необходимым получателям. Каждый мост обладает своим индивидуальным МАС-адресом, который сопряжен с NIC-картой.
Основная работа моста заключается в сборе информации относительно местонахождения конкретного МАС-адреса, и дальнейшем принятии решения по отправке данных, основываясь на списках МАС-адресов. Кроме всего прочего мосты фильтруют потоковые данные исключительно на основании узловых МАС-адресов, следовательно, они способны оперативно перенаправлять полученную информацию о проколе любого сетевого уровня. Следует отметить, что пересылка данных не регулируется типом применяемого протокола, а потому мосты отвечают лишь за состояние фрейма, основываясь исключительно на МАС-адресе получателя.

Читайте также:  ROMANA Dop13 Кольца гимнастические

Среди основных преимущество мостов можно выделить следующие функции:

• Данный тип устройства по сравнению с остальными аналогами гораздо интеллектуальнее, а потому способен проводить анализ и пересылку входящих фреймов основываясь на адресной книге;
• Имеет возможность осуществлять сбор и дальнейшую передачу пакетов как одному, так и более сегментам сети LAN;
• Мосты способны увеличивать количество доменов в коллизии за счет уменьшения их размера в локальной сетевой сегментации, что в свою очередь дает возможность осуществлять передачу информации с нескольких устройств одновременно, не создавая коллизии;
• Данный тип устройство абсолютно свободно работает с таблицами МАС-адресов.
Рассматривая мосты как высокоинтеллектуальные устройства необходимо также обратить внимание на их функциональность, которая обладает несколькими отличительными особенностями. Одной из таких особенностей является сортировка фреймов второго уровня, для которой используется специальный метод обработки потока данных. Мост осуществляет фильтрацию и выборочную доставку данных посредством создания полной таблицы МАС-адресов, которые располагаются не только в необходимом сегменте, но и в других доступных сетях. После чего с помощью моста выполняется преобразование этих данных в предполагаемые числа портов.

Происходит это следующим образом:

1. В случае, когда происходит первичная пересылка фрейм данных устройством, мост находит МАС-адрес отправляющего устройства и производит запись его работы в собственную таблицу.
2. После прохождения данных через сетевую среду, и непосредственного поступления на мостовой порт происходит сравнение между имеющимися данными МАС-адресов в обеих таблицах устройства.
3. В случае, когда мостом обнаруживается идентичность принадлежности МАС-адреса к конкретному сетевому сегменту, где расположен отправитель, выполняется пересылка данных остальным сегментам локальной сети. Такой процесс распределения и передачи называется фильтрация, за счет которой собственно мосты получают возможность существенно сократить количество данных, которые передаются между сегментами. Это обосновано полным исключением из процессов ненужного перенаправления потока данных.
4. Когда в процессе передачи информации мостом обнаруживается несоответствие МАС-адреса требуемому сегменту, отправитель данного сигнала получает соответствующий отчет о происходящей ситуации.
5. Если же мосту не удается определить подлинность сегмента МАС-адреса получателя, он автоматически выполняет рассылку полученных данных всем известным ему портам кроме исходного порта, который стал непосредственным отправителем данных. Такая операция называется лавинная рассылка фреймов, которая также может использоваться в коммутаторе.
6. Происходит построение специальной таблицы адресов мостом, которая также имеет название мостовая или коммутационная таблица, после чего происходит детальное изучение МАС-адресов отправителей. В случае, когда в мостовой таблице нет ведомостей об отправителе фреймов и блока данных, происходит его занесение вместе с номерным интерфейсом в таблицу.
Если, допустим, сравнивать мосты и коммутаторы, которые являются многопортовыми мостами и способны обнаруживать идентификацию МАС-адреса отправителя, включительно с портовым номером, можно заметить, что во время появления данного адреса в порту происходит занесение новых данных в адресную таблицу и немедленное ее обновление. Это значит что в отличие от моста, коммутаторы имеют возможность отслеживать физическое перемещение сетевого устройства между сегментами различных сетей.

Эти данные необходимо учитывать при проектировании и монтаже системы СКС, а также при расчете ВОЛС

Источник