Мосты-маршрутизаторы

<19 20 212223 24 25 >

Мост-маршрутизатор (brouter) – это сетевое устройство, в некоторых случаях исполняющее функции моста, а в других случаях – функции маршрутизатора. Например, такое устройство может работать как мост для определенных Протоколов, таких как NetBEUI (поскольку тот является немаршрутизируемым), и как маршрутизатор для других протоколов, например, для TCP/IP. Мост-маршрутизатор может выполнять следующие функции:

· эффективно управлять пакетами в сети со многими протоколами, включая протоколы, которые являются маршрутизируемыми, и протоколы, которые маршрутизировать нельзя;

· уменьшать нагрузку на каналы, изолируя и перенаправляя сетевой трафик;

· соединять сети;

· обеспечивать безопасность некоторых фрагментов сети, контролируя доступ к ним.

Мосты-маршрутизаторы используются в сетях, работающих с несколькими протоколами, например, с NetBEUI, IPX/SPX и TCP/IP, поэтому они также называются многопротокольными маршрутизаторами. Функции (маршрутизация или пересылка), выполняемые ими по отношению к некоторому протоколу, зависят от двух причин:

· от директив сетевого администратора, заданных для этого протокола;

· от того, содержит ли входящий фрейм данные о маршрутизации (если не содержит, то пакеты этого протокола обычно пересылаются во все сети).

Если мост-маршрутизатор настроен не на маршрутизацию, а на пересылку протокола, он передает каждый фрейм, используя адресную информацию подуровня MAC Канального уровня так, как это делает мост. Это существенная возможность для сети, в число протоколов которой входит NetBEUI (поскольку этот протокол нельзя маршрутизировать). Для маршрутизируемых протоколов, таких как TCP/IP, мост-маршрутизатор пересылает пакеты в соответствии с адресной информацией и данными о маршрутизации, содержащимися на сетевом уровне.

Коммутаторы

Коммутаторы (switch) обеспечивают функции моста, а также позволяют повысить пропускную способность существующих сетей. Коммутаторы используемые в локальных сетях, напоминают мосты в том смысле, что они работают на подуровне MAC Канального уровня (Уровня 2) и анализируют адреса устройств во всех входящих фреймах. Как и мосты, коммутаторы хранят таблицу адресов и используют эту информацию для принятия решения о том, как фильтровать и пересылать трафик локальной сети. В отличие от мостов, для увеличения скорости передачи данных и полосы пропускания сетевой среды в коммутаторах применяются методы коммутации.

В коммутаторах локальных сетей обычно используется один из двух методов

· при коммутации без буферизации пакетов (cut-through switching) фреймы пересылаются по частям до того момента, пока фрейм не будет получен целиком. Передача фрейма начинается сразу же, как только будет прочитан целевой адрес MAC-уровня и из таблицы коммутатора будет определен порт назначения. Такой подход обеспечивает относительно высокую скорость передачи (отчасти за счет отказа от проверки наличия ошибок).

· в процессе коммутации с промежуточным хранением (store-and-forward switching) (также называемой коммутацией с буферизацией) передача фрейма не начинается до тех пор, пока он не будет получен полностью. Как только коммутатор получает фрейм, он проверяет его контрольную сумму (CRC) перед тем, как отправлять целевому узлу. Затем фрейм поминается (буферизируется) до тех пор, пока не освободится соответствующий порт и коммуникационный канал (они могут быть заняты другими данными). Новейшие модели коммутаторов (иногда называемые маршрутизирующими коммутаторами), использующие коммутацию с промежуточным хранением, могут совмещать функции маршрутизаторов и коммутаторов и, следовательно, работают на' Сетевом уровне (Уровне 3), чтобы определять кратчайший путь к целевому узлу. Одним из достоинств таких коммутаторов является то, что они предоставляют большие возможности для сегментации сетевого трафика, позволяя избегать широковещательного трафика, возникающего в сетях Ethernet.

Коммутация с промежуточным хранением распространена больше, чем коммутация без буферизации пакетов, и в некоторых коммутаторах, работающих по этому принципу, для повышения производительности используется встроенный центральный процессор. В принципе коммутаторы с собственным процессором работают значительно быстрее, чем "простые" коммутаторы. Однако в некоторых случаях и такие коммутаторы могут быть перегружены входящим трафиком, причем использование процессора может достигать 100% и коммутатор фактически будет работать медленнее, чем коммутатор без внутреннего процессора. Поэтому, если используется коммутатор с собственным процессором, важно определить мощность этого процессора и его соответствие ожидаемой сетевой нагрузке.

Коммутаторы локальных сетей поддерживают следующие стандарты:

· Ethernet;

· Fast Ethernet;

· Gigabit Ethernet;

· 10 Gigabit Ethernet;

· Token Ring;

· Fast Token Ring;

· FDDI;

· ATM.

Одной из наиболее распространенных задач, решаемой при помощи механизмов коммутации, является уменьшение вероятности конфликтов и повышение пропускной способности локальных сетей Ethernet. Коммутаторы сетей Ethernet, используя свои таблицы MAC-адресов, определяют порты, которые должны получить конкретные данные. Поскольку каждый порт подключен к сегменту, содержащему только один узел, то этот узел и сегмент получают в свое распоряжение всю полосу пропускания (10 или 100 Мбит/с, 1 или 10 Гбит/с), т. к. другие узлы отсутствуют; при этом вероятность конфликтов уменьшается. Другой распространенной областью применения коммутаторов являются сети с маркерным кольцом. Коммутатор Token Ring может выполнять только функции моста на канальном уровне или работать как мост с маршрутизацией от источника на Сетевом уровне.

Переключаясь непосредственно к тому сегменту, который должен получать данные, коммутаторы могут значительно увеличить пропускную способность сети без модернизации, существующей передающей среды. Рассмотрим для примера не имеющий возможности коммутации концентратор Ethernet, к которому подключены восемь сегментов 10 Мбит/с. Скорость работы этого концентратора никогда не превысит 10 Мбит/с, поскольку каждый момент времени он может передавать данные только в один сегмент. Если концентратор заменить коммутатором Ethernet, общая пропускная способность сети увеличится в восемь раз, т. е. до 80 Мбит/с, поскольку коммутатор может посылать пакеты в каждый сегмент практически одновременно. В настоящее время коммутаторы не намного дороже концентраторов, поэтому с их помощью проще всего повысить скорость работы сети с высоким трафиком.

Выпускаются управляемые коммутаторы, которые, как и управляемые концентраторы, имеют "интеллектуальные" способности. Для многих сетей имеет смысл потратить дополнительные средства на приобретение управляемых коммутаторов, поддерживающих протокол SNMP, что позволит повысить степень управления и мониторинга сети. Некоторые коммутаторы также могут поддерживать технологию виртуальных локальных сетей (Virtual LAN, VLAN). Эта технология, описанная стандартами IEEE 802.1q, представляет собой программный метод деления сети на подсети, не зависящие от ее физической топологии и содержащие логические группы. Члены рабочей группы VLAN могут располагаться в физически удаленных сетевых сегменте однако их можно объединить в один логический сегмент с помощью программного обеспечения и коммутаторов VLAN, маршрутизаторов и других сетевых устройств. Лучше всего для реализации сетей VLAN использовать маршрутизирующие коммутаторы, поскольку они позволяют уменьшить издержки на управление сетью, что объясняется их умением маршрутизировать пакеты между подсетями. Коммутаторы Уровня 2 в сети VLAN требуют, чтобы порты коммутаторов были связаны с МАС-адресами, что усложняет управление сетью VLAN.

Задания к работе:

Задание 1

В этом задании вы будете сравнивать Концентраторы трех типов: неуправляемые, наращиваемые и стоечные. Если какой-нибудь тип концентраторов отсутствует в лаборатории, узнайте у администратора сети где можно увидеть такие концентраторы и познакомиться со способами их подключения.

Чтобы сравнить между собой кониентраторы разных типов. выполните следующие действия:

1. Осмотрите неуправляемый кониентратор 10BaseT или 100BasT.

2. Сосчитайте количество портов Концентратора и посмотрите, имеется ли для каждого порта светодиодный индикатор.

3. Определите, нужно ли подключать концентратор к силовой сети и есть ли на нем индикатор питания.

4. Определите, имеются ли у Koнцентратора возможности индикации изолированноro ceгментa.

5. После этоrо осмотрите несколько наращиваемых Kонцентраторов.

6. Сосчитайте количество портов концентратора и посмотрите, присутет ли для каждогo порта светодиодный индикатор.

7. Определите, нужно ли подключать концентраторы к силовой сети и есть у них индикаторы питания.

8. Посмотрите, как концентраторы соединяются друг с другом, и подумайте, какой кабель нужно для этоro использовать.

9. Обратите внимание на то, могут ли Kонцентраторы индиuировать coстояние изолированногo сегмента.

10. Осмотрите стоечный концентратор. Сколько карт (плат) подключено внyrpи кониентратора. Определите назначение всех этих карт (вам может понадобиться документация от изrотовителя или помощь администратора сети. Имеет ли Kонцентратор карту синхронизаuии?

11. Обратите внимание на наличие светодиодных индикаторов, установленных на платы Кониентратора и определите их назначение (посмотрите по документаuии).

12. Определите с помощью документации, имеет ли кониентратор встроенные средства резервирования (например, дополнительный источник питания или батарею). Об этом можно также узнать, если снять с Kонцентратора защитный кожух (с разрешения администратора).

Задание 2

Служба Active Directory компании Мiсrоsоft позволяет создать мост связей сайтов между несколькими сетями. Например, сети в зданиях А, Б и В могут относиться к отдельным сайтам, т. е. вcero в сети будет три сайта. Для связи всех трех сайтов может использоваться один Маршрутизатор.

Кабели, идущие от каждоrо сайта к Маршрутизатору, могут быть определены как связи сайтов Active Directory.

Администратор Active Directory может управлять сетевым трафиком и обеспечивать резервирование (на случай выхода из строя одной из связей сайтов), дня чего Маршрyтизатору назначается функция моста связей сайтов (в действительности это не мост, а лоrический диспетчер трафика). Хотя все сказанное выглядит довольно сложно для понимания, по сути можно сказать так: создавая мост связей сайтов, вы повышаете эффективность работы сети cepверов Windows и предусматриваете альтернативные коммуникационные маршрyrы, работающие даже при отключении одной из связей (каналов).

Чтобы это задание можно было выполнить. на сервере Windows предварительно должна быть установлена служба Active Directory, а администратор сети должен настроить две связи сайтов. Для выполнения задания необходимо иметь привилегии администратора.

Чтобы создать мост между двумя связями сайтов, произведите следующие действия:

1. Нажмите кнопку Start (Пуск), в меню Programs (Проrpаммы) выберите rpyппy Administrative Tools (Администрирование), а в ней - сноску Active Directory Sites and Services (Active Directory - сайты и службы).

2. Дважды щелкните по узлу Sites, если содержащиеся в нем объекты еще не отображаются.

3. Для отображения всех объектов в узле Inter-Site-Transports дважды щелкните по нему.

4. В окне структуры выберите папку IP и нажмите правую кнопку мыши.

5. Выберите опцию New Site Link Bridge (Новый мост связей сайтов).

6. Введите имя моста связей сайтов. состоящее из ваших инициалов и слова Bridge, например, MJPBridge.

7. Выберите одну из связей сайтов (уже созданную администратором) на панели Site links not in this site link bridge (Связи сайтов, не входящие в данный мост).

8. Нажмите кнопку Add (Добавить).

9. Выберите в поле Site links not in this site link bridge друryю связь сайтов.

10. Нажмите кнопку Add.

11. Как вы добавите дополнительные связи сайтов к данному мосту?

12. Нажмите кнопку ОК и закройте окно Active Directory Sites and Services.

Контрольные вопросы:

1. Что представляет собой (технологически) Концентратор?

2. Функции Концентратора?

3. Опишите типы Концентраторов.

4. Что представляет собой (технологически) Мост?

5. Функции Моста?

6. Опишите типы Мостов.