Крупные сети практически всегда строятся путем логической структуризации. Для отдельных сегментов и подсетей характерны типовые однородные топологии базовых технологий, а для их объединения всегда используется оборудование, обеспечивающее локализацию трафика (мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы). Логическая структуризация сети - это процесс разбиения сети на сегменты с локализованным трафиком. Для логической структуризации сети используются такие коммуникационные устройства, как мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.
Мост (bridge) делит разделяемую среду передачи сети на части (логические сегменты), осуществляя передачу информации из одного сегмента в другой только в том случае, если такая передача действительно необходима (если адрес компьютера назначения принадлежит другому логическому сегменту). То есть мост изолирует трафик одной подсети от трафика другой, повышая общую производительность передачи данных в сети. Локализация трафика экономит пропускную способность и уменьшает возможность несанкционированного доступа к данным, так как кадры не выходят за пределы своего сегмента и их сложнее перехватить.На рис. 1 показана сеть, которая была получена из сети с центральным концентратором путем его замены на мост.
Например, сети 1-го и 2-го отделов состоят из отдельных логических сегментов, а сеть отдела 3 — из двух логических сегментов. Каждый логический сегмент построен на базе концентратора и имеет простейшую физическую структуру, образованную отрезками кабеля, связывающими компьютеры с портами концентратора.
Рис. 1. Логическая структуризации сети с помощью моста.
Мосты используют для локализации трафика аппаратные адреса сетевых адаптеров. Это затрудняет распознавание принадлежности того или иного компьютера к определенному логическому сегменту т.к. сам адрес не содержит никакой информации по этому поводу. Поэтому мост достаточно упрощенно представляет деление сети на сегменты. Он запоминает, через какой порт на него поступил кадр данных от каждого компьютера сети, и в дальнейшем передает кадры, предназначенные для этого компьютера, на этот порт. Точной топологии связей между логическими сегментами мост не знает и из-за этого применение мостов приводит к значительным ограничениям на конфигурацию связей сети (сегменты сети должны быть соединены таким образом, чтобы в сети не образовывались замкнутые контуры).
Коммутатор (switch, switching hub) по принципу обработки кадров ничем не отличается от моста. Но он является своего рода коммуникационным мультипроцессором. Каждый его порт оснащен специализированным процессором, который обрабатывает кадры по алгоритму моста независимо от процессоров других портов. За счет этого общая производительность коммутатора обычно намного выше производительности традиционного моста, имеющего один процессорный блок. Коммутаторы — это мосты нового поколения, которые обрабатывают кадры в параллельном режиме.
Ограничения, связанные с применением мостов и коммутаторов (по топологии связей, а также ряд других), привели к тому, что появился еще один тип коммуникационных устройств— маршрутизатор (router). Маршрутизаторы более надежно и более эффективно, чем мосты, изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга. Маршрутизаторы используют не плоские аппаратные, а составные числовые адреса и образуют логические сегменты посредством явной адресации. В этих адресах имеется поле номера сети, так что все компьютеры, у которых значение этого поля одинаково, принадлежат к одному сегменту, называемому в данном случае подсетью (subnet).
Маршрутизаторы выполняют еще много других полезных функций. Они могут работать в сети с замкнутыми контурами, осуществляют выбор наиболее рационального маршрута из нескольких возможных. Сеть, представленная на рис.2, отличается от своей предшественницы (см. рис. 1) тем, что между подсетями отделов 1 и 2 проложена дополнительная связь, которая может использоваться как для повышения производительности сети, так и для повышения ее надежности.
Рис.2. Логическая структуризация сети с использованием маршрутизаторов.
Важной функцией маршрутизаторов является их способность связывать в единую сеть подсети, построенные с использованием разных сетевых технологий, например Ethernet и Х.25. Отдельные части сети может соединять шлюз (gateway). Основной причиной, по которой в сети используют шлюз, является необходимость объединить сети с разными типами системного и прикладного программного обеспечения, но шлюз обеспечивает и локализацию трафика в качестве побочного эффекта.
Версия сайта для слабовидящих