66. Сравнение коммутации и маршрутизации. Кадры и пакеты: примеры организации

Маршрутизация - передвижение информации от источника к пункту назначения через объединенную сеть. При этом, как правило, на пути встречается по крайней мере один узел. Маршрутизация часто противопоставляется объединению сетей с помощью коммутатора/моста (коммутация), которое, в популярном понимании этого способа, выполняет точно такие же функции. Основное различие между ними заключается в том, что объединение с помощью моста имеет место на канальном уровне эталонной модели ISO, в то время как маршрутизация встречается на сетевом уровне. Этой разницей объясняется то, что маршрутизация и коммутация используют различную информацию в процессе ее перемещения от источника к месту назначения. Результатом этого является то, что маршрутизация и коммутация выполняют свои задачи разными способами.

Кадры и пакеты

Пакеты – это пользовательские данные, разбитые на часть.

Для передачи по сети каждая часть упаковывается в кадр – единицу данных канального уровня.

Заголовок кадра Raw 802.3:

• Поле преамбулы состоит из семи байтов синхронизирующих данных. Каждый байт содержит одну и ту же последовательность битов - 10101010. Преамбула используется для того, чтобы дать время и возможность приемнику синхронизироваться с источником

• Начальный ограничитель кадра состоит из одного байта с набором битов 10101011. Появление этой комбинации является указанием на предстоящий прием кадра.

• Адрес получателя - может быть длиной 2 или 6 байтов (MAC-адрес получателя). Первый бит адреса получателя - это признак того, является адрес индивидуальным(0) или групповым(1).При широковещательной адресации все биты поля адреса устанавливаются в 1. Общепринятым является использование 6-байтовых адресов.

• Адрес отправителя - 2-х или 6-ти байтовое поле, содержащее адрес станции отправителя. Первый бит - всегда имеет значение 0.

• Двухбайтовое поле длины определяет длину поля данных в кадре.

• Поле данных может содержать от 0 до 1500 байт. Но если длина поля меньше 46 байт, то используется следующее поле - поле заполнения, чтобы дополнить кадр до минимально допустимой длины.

67. Сравнение функций концентраторов, коммутаторов и маршрутизаторов Ethernet

Hub или концентратор - многопортовый повторитель сети с автосегментацией. Все порты концентратора равноправны. Получив сигнал от одной из подключенных к нему станций, концентратор транслирует его на все свои активные порты. Если на каком-либо из портов обнаружена неисправность, то этот порт автоматически отключается (сегментируется), а после ее устранения снова делается активным. Обработка коллизий и текущий контроль за состоянием каналов связи осуществляется самим концентратором. Концентраторы можно использовать как автономные устройства или соединять друг с другом, увеличивая тем самым размер сети и создавая более сложные топологии. Кроме того, возможно их соединение магистральным кабелем в шинную топологию. Функции:

-Автосегментациянеобходима для повышения надежности сети.

-Поддержка резервных связей, кот.используются при отказе основных.

-Защита передаваемых по сети данных от несанкционированного доступа (например, путем искажения поля данных в кадрах, повторяемых на портах, не содержащих компьютера с адресом назначения).

-Поддержка средств управления сетями – протокола управления SNMP, баз данных управляющей информации MIB.

Коммутатор Ethernet представляет собой устройство для организации сетей большого размера. Коммутаторы Ethernet сегментируют сети, передают пакеты м/у портами на основе адреса получателя, включенного в каждый пакет, он в состоянии контролировать МАС адреса подключенных к нему устройств и обеспечивать трансляцию пакетов из стандарта в стандарт (например Ethernet в FDDI и обратно)-коммутатор Уровня 3 пересылает пакеты м/у несколькими сегментами сети, он является обучающимся устройством и действует по аналогичной технологии. Не помещает все приходящие пакеты в буфер, а коммутирует пакеты "на лету". Коммутатор лишь анализирует адрес назначения в заголовке пакета и, сверившись с адресной таблицей, тут же (время задержки около 30-40 микросекунд) направляет этот пакет в соответствующий порт. Коммутаторы поддерживают при соединении друг с другом режим полного дуплекса. В таком режиме данные передаются и принимаются одновременно, что невозможно в обычных сетях Еthегnеt. При этом скорость передачи данных повышается в два раза, а при соединении нескольких коммутаторов можно добиться и большей пиковой производительности.

Маршрутизаторы (routегs), применяются в сетях со сложной конфигурацией для связи ее участков с различными сетевыми протоколами (в том числе и для доступа к глобальным (WАN) сетям), для разделения трафика и использования альтернативных путей между узлами сети. Цель применения - объединение разнородных сетей и обслуживание альтернативных путей. Маршрутизаторы управляют трафиком на основе протоколов сетевого уровня RIP и OSPF. Маршрутизатор обеспечивает высокий уровень локализации трафика, чем мост, предоставляя возможность фильтрации широковещательных пакетов, а также пакетов с неизвестными адресами назначения, поскольку умеет обрабатывать адрес сети.