1.2.4. Мосты
При расширении сети, увеличении числа работающих в ней станций возникает проблема перегрузки каналов связи. При достижении некоторого порогового значения числа подключенных к сети компьютеров пропускная способность сети начинает стремительно убывать, а продолжительность задержек перед получением доступа к разделяемой среде — увеличиваться.
Для решения этой проблемы сеть начали разделять на несколько сред передачи данных, объединенных мостами.
Мост (bridge) - специальное устройство, ретранслирующее получаемые из одного сегмента сети кадры в другой сегмент. Но в отличие от повторителя или концентратора, мост анализирует адрес назначения кадра. Кадр повторяется в другой сегмент сети только в том случае, если в этом сегменте находится адресат, т. е. сеть разбивается на несколько подсетей, которые разделяют между собой и объемы передаваемой между станциями информации, снижая загруженность на общем канале связи (рис. 1.10)).
При этом меняется только логическая структура сети, физическое расположение узлов и их связей остается прежним.
При построении сети как совокупности подсетей каждая подсеть может быть адаптирована к специфическим потребностям рабочей группы или отдела. Например, в одной подсети может использоваться технология Ethernet, в другой — Token Ring, при этом рабочие станции одной подсети могут обмениваться данными с рабочими станциями другой подсети.
Кроме того, использование логического деления на подсети повышает безопасность данных, ограничивая доступ к ним отдельных пользователей.
В основе работы мостов могут лежать следующие принципы:
прозрачный мост;
маршрутизация по источнику.
При работе в сети с прозрачным мостом сетевые адаптеры не предпринимают каких-либо дополнительных действий для продвижения кадра через мост. Они «не видят» прозрачных мостов и работают так, словно это обычная сеть. Это осуществляется за счет того, что мост строит особую адресную таблицу, на основании которой принимает решение, передавать ли полученный кадр в другой сегмент или нет.
Мост принимает все передаваемые по сети данные и записывает их в свой буфер, из которого данные поступают на обработку. Обработка кадров при работе моста происходит последовательно по мере их поступления. У полученных кадров анализируются адрес источника и адрес назначения. Пели мосту известно, в каких сегментах находятся отправитель и адресат кадра, то он производит передачу кадра в нужный сегмент. При этом если отправитель и адресат находятся в одном сегмента, то передача не происходит, а кадр просто удаляется из буфера.
Если мост не знает адресов, полученных вместе с кадром, то он ретранслирует кадр во все сегменты, за исключением того, с которого данный кадр пришел. При этом он записывает незнакомые адреса в адресную таблицу.
Таким образом, в ходе работы мост самообучается, узнавая расположение по сегментам подключенных узлов. После самообучения мост передает кадры только в сегмент назначения, уменьшая тем самым общий объем передаваемых по сети данных.
Для соединения колец Token Ring и FDDI иногда применяют мосты с маршрутизацией по источнику.
Метод «маршрутизация по источнику» основан на том, что станция-отправитель помещает в пересылаемый в другое кольцо-кадр адресную информацию о промежуточных мостах и кольцах, которые должен пройти кадр перед тем. как попасть в кольцо, к которому подключена станция-адресат.
Для определения маршрутов от одной станции до другой используются специальные кадры-исследователи, генерируемые станциями отправителя и адресата, и передаваемые по сети в широковещательном режиме. Полученные таким образом маршруты, практически всегда являющиеся оптимальными, сохраняются в таблицах маршрутизации рабочих станций.
Для использования мостов с маршрутизацией по источнику необходимо применение более дорогих сетевых адаптеров, которые принимают участие в определении маршрута станции назначения.