Повторители и мосты.

Качество передачи данных, по мере прохождения значительных расстояний, имеет тенденцию к ухудшению. Такое ухудшение называется затуханием, зачастую оно ограничивает диаметр сети передачи всего несколькими сотнями метров. Для преодоления этого ограничения были созданы повторители.

Повторитель представляет собой довольно простое устройство, работающее на физическом уровне и выполняющее функцию усиления сигнала, проходящего в той среде, к которой он подключен. Сигнал входит на повторитель с одного из его портов, затем усиливается и заново синхронизируется, и, наконец, в усиленной форме ретранслируется через все остальные порты. В стандартных повторителях есть лишь 2 порта, но на более современных или многопортовых повторителях потоков может быть и больше.

В сети на тонком коаксиальном кабеле можно создавать до пяти сегментов с помощью четырех повторителей; в то же время лишь в трех из этих сегментов могут располагаться рабочие станции. Оставшиеся два сегмента используются исключительно для увеличения протяженности сети и не могут содержать рабочие станции. Это ограничение получило название 5-4-3; своему существованию оно обязано задержкам прохождения сигнала при избыточной протяженности сети. По мере разрастания сети время прохождения сигнала из одного конца в другой увеличивается.

Так как повторители работают на физическом уровне, они могут устранять помехи и усиливать сигнал, но исправление поврежденного сигнала является для них невыполнимой задачей. Кроме того они не способны определить направление передачи.

Мост – сетевое устройство 2 уровня модели OSI, предназначенное для объединения сегментов (подсети) компьютерной сети разных топологий и архитектур. Мост обеспечивает:

• Ограничение домена коллизий (это часть сети ethernet, все узлы которой конкурируют за общую разделяемую среду передачи и, следовательно, каждый узел которой может создать коллизию с любым другим узлом этой части сети)

• Задержку фреймов, адресованных узлу в сегменте отправителя

• Ограничение перехода из домена в домен ошибочных фреймов:

  • Карликов (фреймов меньшей длины (<64 бита))

  • Фреймов с ошибками в CRC

  • Фреймов с признаком «коллизия»

  • Затянувшихся фреймов (размером больше, чем разрешено стандартом)

Мосты «запоминают» расположение сегментов путем построения адресных таблиц вида «Интерфейс:MAC-адрес», в которых содержаться адреса всех сетевых устройств и сегментов, необходимых для получения доступа к данному устройству. Каждый порт моста работает в так называемом неразборчивом режиме захвата пакетов, когда все поступающие на порт пакеты запоминаются в буферной памяти. С помощью такого режима мост следит за всем трафиком, передаваемым в присоединенных к нему сегментах, и использует проходящие через него пакеты для изучения состава сети. Так как в буфер записываются все пакеты, то адрес порта мосту не нужен.

В исходном состоянии мост ничего не знает о том, компьютеры с каrими MAC-адресами подключены к каждому из его портов. В этом случае, мост просто передает любой захваченный пакет на все свои порты за исключением того, от которого этот кадр получен. Одновременно с передачей кадра на все порты мост изучает адрес источника кадра и делает новую запись о его принадлежности в своей адресной таблице. Т.о., если все ПК данной сети будут проявлять активность и посылать друг другу кадры, то скоро мост построит полную адресную таблицу сети. После того, как мост прошел этап обучения, при получении кадра он просматривает адресную таблицу на предмет совпадения его адресов с адресом назначения. Если такой адрес есть в таблице, мост выполняет второй этап анализа таблицы – находяться ли ПК с адресами источника и назначения в одном сегменте. Если они разные, тогда мост выполняет операцию продвижения кадра – передает кадр на другой порт. Если окажется, что кадры принадлежат одному сегменту, то мост просто удалит кадр из буфера и работа с ним закончится. Это называется фильтрацией. Если же адрес неизвестен, то мост передает кадр на все свои порты, кроме порта источника, как и на начальном этапе.

Широковещательный шторм – всплеск широковещательных пакетов на 2 уровне. Размножение широковещательных сообщений активным сетевым оборудованием приводит к экспоненциальному росту их числа и парализует работу сети. Такие пакеты, например используются сетевыми сервисами для оповещения станций о своем присутствии. Причины:

• Петли коммутации

• Атаки на сеть

• Неисправная сетевая карта.

Для автоматического удаления циклов (петель коммутации) используется сетевой протоков STP (Spanning Tree Protocol). Для того, чтобы определить, какие порты заблокировать протокол выполняет следующие действия:

• Выбор корневого моста (им становиться коммутатор с наименьшим ID моста). Для определения корневого коммутатора все коммутаторы отправляют сообщения, указывая себя в качестве корневого. Если коммутатор получает сообщение с меньшим ID, он перестает передавать инфу о том, что он корневой. Так в конце остается один с наименьшим ID

• Определение корневых портов (Порт, который имеет кратчайший путь к корневому коммутатору. У любого некорневого коммутатора может быть только один корневой порт)

• Определение назначения портов (коммутатор в сегменте сети , имеющей наименьшее расстояние до корневого коммутатора, называется назначенным коммутатором. Порт этого коммутатора, который подключен к рассматриваемому сегменту сети называется назначенным портом).

Разница между мостом и коммутатором состоит в том, что мост в каждый момент времени может осуществлять передачу кадров только между одной парой портов, а коммутатор одновременно поддерживает потоки данных между всеми своими портами. Другими словами, мост передает кадры последовательно, а коммутатор параллельно.