Сетевые концентраторы в рамках эталонной модели OSI считаются устройствами первого уровня (Layer 1). Концентраторы соединяют несколько устройств Ethernet в сетевую топологию звезды. Таким образом, все устройства, которые подключены к концентратору, могут «видеть» друг друга и обмениваться данными в рамках своей группы (сетевого сегмента).
Работая на физическом уровне, концентраторы мало чем могут помочь в сложной организации сетевого взаимодействия. Концентраторы не считывают данные, которые через них проходят, и не знают адресов отправителя и получателя. По существу концентраторы просто принимают приходящую информацию, возможно, усиливают электрические сигналы и оправляют полученную информацию всем устройствам, подключенным к данному концентратору, включая то, которое посылало информацию. Как правило, к концентратору можно подключить 4, 8, 16 или 24 устройства, поскольку концентраторов с большим, чем 24, количеством портов не выпускают. Если требуется подключить больше сетевых устройств, то используются дополнительные концентраторы.
Поскольку в сетях Ethernet применяется метод доступа CSMA/CD (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов), то очевидно, что чем больше сетевых устройств подключено к концентратору, тем чаще будут возникать конфликты данных, которые замедляют скорость передачи данных по сети. Одним из способов сокращения количества этих конфликтов является разделение одного сетевого сегмента на несколько, создавая тем самым несколько областей конфликтов (коллизионных доменов). Это решение, тем не менее, создает еще одну проблему, так как сегменты теперь отделены друг от друга и не могут обмениваться информацией. В этом случае используют мосты и коммутаторы.
Рис. 11.28.
Мосты и концентраторы являются сетевыми устройствами, которые оперируют уже на втором уровне (Layer 2) модели OSI. Напоминаем, что канальный уровень регулирует поток данных, обеспечивает контроль ошибок, физическую (в отличие от логической) адресацию и управляет доступом к физической среде передачи.
Мосты выполняют эти функции, используя различные протоколы канального уровня, которые определяют алгоритмы контроля потока данных, контроля ошибок, физическую адресацию, управление доступом к физической среде передачи. Впрочем, мосты и коммутаторы не являются сложными устройствами.
Они анализируют приходящие фреймы и направляют их к получателю в соответствии с информацией, которая содержится во фреймах. В некоторых случаях, как, например, при мостовом соединении «источник-маршрут» (
Мосты появились на рынке в начале 80-х годов. Как и обычные мосты, соединяющие два берега реки, сетевые мосты соединяли одну группу сетевых устройств с другой. Сначала мосты объединяли только однородные сети и позволяли только им вести обмен данными, но затем было разработано и стандартизовано объединение с помощью мостов и для разнородных сетей.
Сейчас имеется еще несколько видов мостового соединения. ТВ-мосты в основном используются в сетях Ethernet, SRB-мосты встречаются, как правило, в сетях Token Ring, а трансляционное мостовое соединение (
Мосты соединяют два или более сетевых сегмента, увеличивая диаметр сети так же, как это делают повторители, но они еще и помогают регулировать потоки данных. Они принимают и передают данные так же, как это делают и другие сетевые узлы, но они работают не так, как обычные сетевые узлы. Сами по себе мосты не генерируют потоки своих собственных данных, они только «эхом» повторяют то, что «слышат» от других узлов. Таким образом, одной из задач моста является сокращение избыточных потоков информации в тех сегментах, которые они соединяют. Это осуществляется за счет проверки адреса назначения каждого фрейма, прежде чем будет принято дальнейшее решение. Если, например, адрес назначения указывает на станцию А или станцию В (см. рис. 11.29), то нет необходимости отправлять этот фрейм в тот сегмент, где эти станции отсутствуют. В этом случае мост ничего не делает. Мы можем сказать, что мост фильтрует или отбрасывает фреймы. Если адресом назначения является станция С или D или широковещательный адрес, тогда мост передаст или перенаправит фрейм в тот сегмент, где находятся станции С или D. Перенаправляя пакеты, мост позволяет обмениваться данными устройствам, расположенным в разных сегментах. Кроме того, за счет фильтрации фреймов, мост позволяет одновременно проводить обмен данными между станциями А и В и между станциями С и D.
