Учебное пособие по курсу вычислительные системы, сети и телекоммуникации раздел Информационно-вычислительные сети Часть 2
жүктеу/скачать 0.51 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Аппаратура
- 2.2. Алгоритмы работы моста
- Алгоритм работы прозрачного моста
- Мосты с адресацией от источника
2. Сегментация и структуризация ЛВС2.1. Физическая и логическая структура сетиВ сетях с небольшим (10–30) количеством компьютеров чаще всего используется одна из типовых топологий (шина, кольцо, звезда). Все эти топологии обладают свойством однородности. Все компьютеры (за исключением центра в звезде) имеют одинаковые права доступа к другим компьютерам и используют единую разделяемую среду. Преимущества однородности: сеть проще наращивать, обслуживать и эксплуатировать (простые протоколы, недорогая аппаратура). Но у однородности есть и свои недостатки. Во-первых, сеть на единой разделяемой среде плохо ведет себя при больших нагрузках. Задержки при передаче пакетов зависят от коэффициента использования сети (1/1+R). При малой загрузке задержки растут линейно, но, начиная с некого порога, задержки растут почти экспоненциально. Так для сети Ethernet этот порог 40%, для Token Ring 60%.
Рис.4. Задержки при передаче пакетов Во-вторых, пропускная способность сегмента делится среди всех узлов. Номинальное время доступа к незанятой среде протокола TokenRing в 5-10 раз превышает соответствующее время протокола Ethernet, так как в незанятой сети Ethernet станция практически мгновенно получает доступ, а в сети TokenRing она должна дождаться прихода маркера доступа (в худшем случае 2,6с). В-третьих, использование единой разделяемой среды вносит ограничения: на длину связей между узлами, на количество узлов в сети, на интенсивности трафика. Для снятия ограничений используют специальные методы структуризации сети и специальное оборудование. Логическая структуризация – это отказ от единой разделяемой среды. Плюсы сегментации:
АппаратураНа физическом уровне применяются повторители, концентраторы. На канальном – мосты, коммутаторы. На сетевом – коммутаторы 3-го уровня, маршрутизаторы. На прикладном – шлюзы. Повторитель – используют для физического соединения различных сегментов кабеля сети с целью увеличения общей длины сети. Он передает сигналы, пришедшие из одного сегмента сети, в другие ее сегменты. Концентратор (хаб) – это повторитель, который соединяет несколько физических сегментов через свои порты. Концентраторы применяются во всех базовых технологиях, но работают они по-разному. Задача концентратора повторять сигнал, пришедший с одного порта, на других портах. Концентратор Ethernet повторяет сигнал на всех портах, кроме принявшего. Концентратор Token Ring предает сигнал только на одним порту, к которому подключен следующий компьютер. Рассмотрим сеть некого предприятия, состоящего из трех отделов:
Обмены информацией в этой системе наиболее интенсивны внутри отделов или рабочих групп. Выделенные цветом компьютеры посылают друг другу данные. Концентраторы распространят эти данные по всем сегментам. Пока компьютер не получит данные, не один компьютер не сможет передавать данные. Нужно сделать, чтобы данные одного не выходили за пределы этого сегмента. Мост разделит эту сеть на логические сегменты. Задача моста – локализовать трафик. Общей для всех отделов среды передачи уже не будет. Она сохранится только для сегментов. Сообщения будут выходить из подсети, если адрес сообщения принадлежит другой подсети. Мост работает на канальном уровне и использует аппаратные адреса. 2.2. Алгоритмы работы мостаЗадача моста – фильтровать и транслировать пакеты канального уровня, используя МАС-адреса. Мост может задерживать кадры, и, при определенных условиях, терять их. Задержка, вносимая мостом, равна времени записи кадра в буфер. Как правило, после записи кадра на обработку адресов также уходит некоторое время, особенно если размер адресной таблицы велик. Поэтому задержка увеличивается на время обработки кадра. Потеря кадра будет обнаружена на более высоком уровне. Кадры теряются при переполнении буфера моста. Гарантий на доставку кадров в любых ситуациях мост, в отличие от повторителя, не дает. Это его принципиальный недостаток, с которым приходится мириться. В различных технологиях алгоритмы работы моста отличаются.
Алгоритм работы прозрачного мостаПрозрачный мост не заметен для узлов. При подключении мост начинает свое обучение. При этом он работает как обычный узел сети, только без адреса канального уровня. МАС-адрес не используется, так как мост захватывает все пакеты, пришедшие на один порт и передает их на остальные порты. При этом он строит таблицу соответствия МАС-адресов и своих портов (порт=сегмент). После обучения мост может фильтровать пакеты, если оба узла принадлежат одному сегменту или продвигать пакеты, если они из разных сегментов. При продвижении пакета в другой сегмент мост должен получить доступ к среде как обычный узел. В случае, когда в таблице соответствия не нашлась запись о принадлежности узла порту, пакет отправляется по всем портам и запись добавляется в таблицу. То есть процесс обучения идет непрерывно. Отличие от повторителя – мост работает с буферизацией.
Рис. 5. Принцип работы прозрачного моста При передаче пакета от узла 1 к узлу 3 мост принимает пакет, буферизирует его и снова захватывает среду в Сегменте 2, чтобы передать пакет узлу 3. Прозрачному мосту присуще одно ограничение: он может работать только в сети, в которой отсутствуют петли. В сети, содержащей такие замкнутые маршруты, кадры ходили бы по кругу. Для удовлетворения этого условия некоторые порты моста должны быть заблокированы.
Часть поля данных (2-30 байт) может использоваться под маршрутную информацию. Признаком, что она есть, является установленный бит группового адреса. В это поле заносятся:
Пара колец может соединяться не одним мостом, но номер у них один. Трасса может содержать по стандарту до 14 дескрипторов (13 мостов). Если узел определил, что адресат не принадлежит тому же сегменту (поля У и К =0 после оборота кадра по кольцу), то он посылает специальный кадр – одномаршрутный широковещательный кадр исследователь. В нем содержится МАС-адрес назначения, и SR-мосты рассылают его по всем незаблокированным портам, добавляя дескрипторы трассы. Некоторые порты блокируются, чтобы не возникали петли. После того, как приемник кадр получил, он посылает ответ – многомаршрутный широковещательный кадр исследователь, он передается мостом через все порты. При этом в кадр добавляются идентификаторы сегмента и моста. Так как есть список пройденных сегментов, то кадр не будет повторно их проходить. Источник может получить несколько ответов. Из них выбирается тот, в котором наименьшее число промежуточных мостов. Преимущества и недостатки SR-мостов:
жүктеу/скачать 0.51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
