A lokális hálózatok építőelemei, és legfontosabb tulajdonságaik - 2
Fizikai átviteli jellemzők és módszerek
Az átviteli közeg feladata, hogy bitfolyamokat szállítson egyik géptől a másikhoz. A számítógépeket hálózattá összekötő közeg igen sokféle lehet.
A fizikai közeg a jelek hordozója, fémvezeték, fényvezeték vagy a puszta „éter”. Attól függően, hogy vezetékes, ill. vezeték nélküli átvitelmódról beszélünk. Átvivőközegen többet értünk, mint csupán jelek egyszerű hordozóját; a fizikai közegen kívül hozzászámítjuk még az átvitelben részt vevő egyéb elemeket, így pl. erősítőket, jelismétlőket, sugárzókat, kapcsolókat stb. is. Az átvitel történhet vonalszerűen, pl. vezeték, lézersugár; infravörös vagy mikrohullámú nyaláb útján, és történhet térben, irányítatlan rádióhullámmal.
Megkülönböztetünk strukturált és strukturálatlan átvivőközeget. Ez utóbbinak nincs belső szerkezete. Ilyen azoknak a rádióhálózatoknak az átvivőközege, amelyekben az állomások helye nem azonosítható, s az üzenetátvitelnek nincs meghatározott iránya. A strukturált átvivőközegben az üzenetek továbbítása vonalakon át történik, az állomásokat közvetlenül vagy kapcsolókon át vonalak fűzik össze. Az átvivőközeg tehát maga is hálózat. Korábban ezt nevezték az adathálózat alhálózatának.
Aktív és passzív eszközök
Tekintsük át, mit is jelent az aktív és a passzív eszközök fogalma!
Egy jel megy a kábelen. Elérkezik egy eszközhöz, ami ezeket a jeleket szétosztja. Ez az eszköz lehet aktív és passzív abból a szempontból, hogy a rajta átfolyó jelekkel mit csinál. Ha csak simán továbbadja/szétosztja, akkor passzív eszköz, mert nem csinál mást, mint továbbítja a bemenetén kapott jelet. (Ide sorolhatók többek között a dugók, csatlakozók, kábelrendező panelek, stb.)
Amennyiben ezen jeleket erősíti is, akkor már aktív. Jelerősítés akkor lehet fontos, ha a hálózat szegmense túl nagy ahhoz, hogy a jelek biztonságosan (jelveszteség nélkül) eljussanak a célállomásra. A jelvesztés akkor fordul elő, amikor túl hosszú a kábel a célállomás felé. Ilyen esetben van szükség erősítőre, jelismétlőre.
Repeater (jelismétlő)
repeater
Az ismétlő feladata a hálózati jelek bit szintű erősítése és újbóli időzítése.
Az azonos típusú sínhálózatok egyszerű jelismétlőkkel kapcsolhatók össze nagyobb hálózattá. A jelismétlők a kábeleket úgy egyesítik, hogy az összetett hálózat minden állomásának jelét (üzenetét) egyidejűleg az összes állomás hallja. Sínrendszerről van szó, minthogy ez a megoldás elterjedten a busz topológiájú LAN-oknál használatos. Gyűrű topológia esetén minden állomás eleve jelismétlőként működik; fogadja az üzenetet és a szintjére visszaállított jelet küldi ki újra.
A jelismétlők a jelalak helyreállításán kívül semmi más feladatot nem végeznek. Ez az eszköz a protokoll fizikai szintjén működik, (csak bit szinten működnek, és nem értelmeznek egyéb információkat) ezért csak a minden rétegében azonos felépítésű hálózatok összekötésére szolgál. A repeaterek három nagyobb csoportra oszthatók:
sodrott érpáras repeaterek
üvegszálas átviteli támogatók
vékony Ethernet repeaterek
Az ismétlők lehetnek kétportosak, de a mai ismétlők már modulárisan bővíthetők, illetve eleve többportosak. Ez utóbbiakat nevezik hub-nak.
Hub (elosztó)
hub
A hubok, vagy más néven többportos ismétlők feladata a hálózati jelek bit szintű erősítése és újraidőzítése sok (pl. 4, 8, 24 vagy akár 124) felhasználó számára. Ezt a funkciót koncentrálásnak nevezzük. Ha több eszközt (állomást) szeretnénk egy megosztott eszközhöz (kiszolgálóhoz) kapcsolni, és a kiszolgálóban csak egy hálózati kártyát szeretnénk elhelyezni, akkor ezt egy hubbal oldhatjuk meg.
A hub a strukturált számítógép-hálózatok alapköve, nélküle nem lehetne a strukturált hálózatot kialakítani. Feladata a munkaállomások, szerverek és egyéb hálózati eszközök közti adatforgalom biztosítása. Csavart érpáras csillag topológiájú hálózatok esetén használnak az útvonal elosztására hub-okat, melyek meghatározott számú port-tal rendelkeznek. Három nagy csoportjuk létezik:
passzív hub: nem végez jelismétlést, feladata az adattovábbbítás
aktív hub: jelismétlést is végez
intelligens hub: feladata a forgalomirányítás, csomagkapcsolás
A hub egy doboz, rajta portoknak nevezett, telefoncsatlakozókhoz nagyon hasonlító csatlakozó aljzatokkal. Minden port egy munkaállomástól, szervertől vagy egyéb hálózati egységtől érkező kábelt fogad. Ha a hub nagy (16 vagy még több portot tartalmaz) gyakran rack-ba (tartóba) szerelhető kialakítású. Ez azt jelenti, hogy belőlük többet egy magas fémállványba csavarokkal rögzítenek, amely a hálózati eszközök elhelyezését és kábelezését is megkönnyíti.
A legtöbb hub „buta”, amely azt jelenti, hogy a működésüket nem lehet felügyelni, önállóan működnek, csupán a hálózati forgalmat engedik át magukon, és ha hiba történik, akkor esetleg kijavítják. Ezzel szemben a felügyelhető hub-ok lehetővé teszik, hogy a rendszergazda távolról figyelemmel kísérje és konfigurálja, módosítsa a működésüket. Ezek a típusok használhatóak a hálózat hatékonyságának a növelésére olyan módon, hogy a rajtuk keresztül haladó forgalmat befolyásolhassák. Az SNMP (Simple Network Management Protocol = egyszerű hálózat felügyelőkezelő protokoll) felhasználásával a rendszergazdák könnyen és rugalmasan tudják kezelni és elhárítani a hálózatban megjelenő hibákat. Ezen tulajdonságaik következtében az ilyen hub-ok jóval drágábbak egyszerűbb társaiknál.
Ha bővül a hálózat, akkor az eredetileg használt hub-okat kinőheti. Ekkor megoldásként a hub-ok összekötése kábellel valósul meg. A különböző gyártóktól származó hub-ok is összeköthetők, ha mindegyik azonos sebességen működik. Sajnos a hub-ok ilyen módon történő bővítésének korlátjai vannak. A szabványos Ethernet hub-ok csak maximum 4 szintig köthetők össze. Ahol nem tudják biztosan, hogy fogják‑e a hálózatot bővíteni, érdemesebb összefűzhető (stack-elhető) hub-ot alkalmazni. Az összefűzhető hub-ok annyiban térnek el a hagyományos hub-októl, hogy speciális összefűző kábelekkel köthetők össze. Mikor ezt kialakítják, az összekötésben lévő összes hub a hálózat felé egyetlen hub-ként viselkedik. Ebben az esetben fontos, hogy minden összekötendő hub azonos gyártótól származzon. Ez a megoldás a hálózatépítőknek széleskörű lehetőségeket biztosít.
A hub-okat tartalmazó hálózat mindig csavart érpáras kábelezésű. A csavart kábel a telefonkábelhez hasonlít, kivéve hogy 8 vezetéket tartalmaz a telefonkábel 4 vezetéke helyett. A kábelek végén RJ45-ös csatlakozó van. A kábel egyik végét bekötjük a hub portjába, a másik végét a munkaállomásba, vagy más hálózati eszközbe. A hub-okat a szerverrel vagy a munkaállomással összekötő csavart érpáras kábel neve egyenes kábel, mivel a kábel két végén lévő RJ45-ös csatlakozó két végpontjának azonos érintkezői vannak összekötve. Ezzel ellentétben, a fordítós kábeleket a hub-ok összeköttetésére használják. Ezekben a két végponti csatlakozó érintkezői ellentétesen vannak bekötve.
Bridge (híd)
Feladata a forgalom szűrése a LAN-on. A bridge nem továbbítja a lokális forgalmat, de a LAN más részeire (szegmenseire) tartó forgalmat átengedi. Joggal tehetjük fel a kérdést, hogy a híd honnan tudja megkülönböztetni a lokális forgalmat a kifelé irányuló forgalomtól. A válasz: onnan, ahonnan a posta is tudja, hogy mely küldemény helyi, vagyis a névből és a címből. Minden hálózati eszköz rendelkezik egy egyedi MAC-címmel; a híd ez alapján dönti el, hogy továbbítja-e az adatot.
Az adatkapcsolati réteg szintjén működik a bridge. Feladata az egyes hálózati részek forgalmának elválasztása. Amikor a bridge-t a hálózatba kapcsolják, a címeket rögtön tanulni kezdi és ezek után már önállóan végzi a forgalomirányítást. Minden bridge-ben van egy adatbázis, ami a MAC (Medium Acces Control = az adatkapcsolat réteg alrétege, amelyhez azok a protokollok tartoznak, amelyek a közeg használatának vezérléséért felelősek) címek elhelyezkedését adja meg. Amikor egy bridge bemenetén megjelenik egy keret, a híd kiolvassa a forrás- és célcímeket, majd ezeket a címeket kikeresi a forgalomirányítási táblájából és meghatározza, hogy melyik LAN-on helyezkedik el a célgép és a forrásgép.
Az ismétlőktől eltérően, amelyek egyszerű bitmásolást végeznek, a hidak tároló- és továbbító eszközök. Egy híd teljes kereteket vesz, és átadja az adatkapcsolati rétegnek, amely az ellenőrző összegét kontrollálja. Ezután a keret egy másik alhálózaton való továbbításra lekerül a fizikai rétegbe. A hidak végezhetnek apróbb változtatásokat a kereteken a továbbításuk előtt.
Mivel ez az eszköz a fizikai réteg felett dolgozik, ezért képes arra, hogy eltérő fizikai szegmenseket összekössön. A hidak két nagyobb csoportra oszthatók annak alapján, hogy honnan tudják eldönteni azt, hogy melyik cím melyik szegmensben van.
Az első esetben a fentebb már leírt transzparens és tanuló módszer segítségével a híd figyeli a rajta átmenő adatforgalmat, majd egy listát (forgalomirányítási tábla) állít össze arról, hogy az adatcsomag melyik állomásról érkezett. Ebben az esetben a híd csak azon állomások címét veszi fel a listára, amelyik a hídra kötött szegmensben van. E probléma megoldására két lehetséges megoldás van:
A hidak kommunikálnak és a listáik tartalmát kicserélik egymás között
A „körlevél” módszer, amely a hálózat indulásakor minden állomást felszólít, hogy azonosítsa magát, majd ezek alapján építi fel a listát.
A másik módszer a célcím forrásának meghatározására a forgalomirányítás, amikor az adatcsomag a teljes útvonalat tartalmazza. Az útvonalak feltérképezésére ebben az esetben az ún. „discovery packet”-et (felfedező csomag) alkalmazzák, amely bejárván a hálót feltérképezi a lehetséges útvonalakat.
Switch (kapcsoló)
switch
A switchek a bridge-ekhez hasonlítanak, csak annyiban térnek el egymástól, hogy a switch képes bármely két portját összekötni egymással a többi porttól teljesen függetlenül, ezáltal a maximális sávszélesség nem csökken. Továbbá a switch-eknek van egy vagy több nagysebességű portja is. A switch az az eszköz mely egy számítógép-hálózat strukturáltságát, szegmentálhatóságát hatékonyabbá teszi. A lokális hálózatok építőeleme, feladata sokrétű és esetenként igen összetett is lehet. Feladatai közé tartozik a hálózat szegmensei közötti kommunikáció biztosítása, a hálózat terheltségének csökkentése. Általános esetben portjaira hub-ok, nagy sebességű eszközök, optikai kábel csatlakozik. A switch a hálózat „intelligens” aktív eszközének is nevezhető.
Router (forgalomirányító)
router router
Feladata a bejövő csomagok megvizsgálása, a legjobb hálózati útvonal kiválasztása, és a csomagok átkapcsolása a megfelelő kimenő portra. Az routerek a nagyméretű hálózatok legfontosabb forgalomirányító eszközei. Lehetővé teszik gyakorlatilag bármely típusú számítógép számára (a megfelelő protokollok segítségével), hogy kommunikálhasson a világ szinte bármelyik számítógépével.
A hálózatokban a forgalomirányító két fő feladatot lát el: meghatározza az elérési útvonalakat és továbbítja a csomagokat. A csomagok több rendszeren keresztül történő eljuttatása a feladótól a címzettig, csak abban az esetben sikeres, ha minden router el tudja dönteni, hogy melyik portján továbbítsa az adott csomagot. A routing protokollok feladata az, hogy előállítsák minden egyes routerben a forgalomirányítási táblákat.
A router olyan forgalomirányító eszköz, amely lehetővé teszi, hogy egymással közvetlen módon nem összekötött számítógépek kommunikálni tudjanak egymással. A routerek is hasonlóságot mutatnak a bridge-ekhez, de azokkal ellentétben nem az adatkapcsolati, hanem a hálózati rétegben helyezkednek el.
Az alsó három rétegben dolgoznak, ezért már a logikai címeket is képesek feldolgozni. A logikai cím a fizikális címek felett lehetőséget ad a munkaállomások logikai részcsoportokra való osztályozására. Ezeket subnetwork-nek nevezik.
Egy adatcsomag routerről routerre vándorol és az, hogy éppen milyen irányba halad tovább, azt az adott forgalomirányító szabja meg. Az irány meghatározásának módja lehet statikus vagy dinamikus. Statikus meghatározás esetében a hálózati adminisztrátor tartja kézben a folyamatot, amíg a másik változat esetében maguk végzik a forgalomirányítást, azaz folyamatosan frissítik a kapcsolatok listáját.
Gateway (átjáró)
Ez a legbonyolultabb hálózat összekapcsolási módszer. Akkor alkalmaznak átjárót, ha egymástól teljesen különböző hálózatot akarnak összekapcsolni. Mivel eltérő architektúrát használnak, a protokollok minden hálózati rétegben különbözhetnek. Az átjáró minden átalakítást elvégez, ami az egyik protokollkészletből a másikba való átmenet során szükséges. Ezek a következők:
Üzenetformátum átalakítása: A hálózatok különböző üzenetformátumokat, eltérő maximális üzenetméretet és karakterkódokat alkalmaznak. Az átjáró át tudja alakítani az üzeneteket az üzenetet fogadó állomás számára.
Címátalakítás: A hálózatok eltérő címzési szerkezetet használnak. A gateway képes átalakítani minden üzenethez a rendeltetési hálózat által megkívánt címszerkezetet.
Protokoll-átalakítás: Amikor a hálózaton továbbításra előkészítik az üzenetet, minden hálózati réteg hozzáteszi a maga információját, amit a rendeltetési csomópontban lévő réteg arra használ, hogy megállapítsa, milyen protokollokat alkalmaztak, és hogyan kell feldolgozni az üzenetet. Az átjáró képes arra, hogy felcserélje az egyik hálózatból érkező információt a másik hálózat, hasonló feladat elvégzéséhez szükséges információjára.
A gateway-ek kínálják a legnagyobb rugalmasságot a hálózati összeköttetésben, mivel két teljesen eltérő hálózatot lehet egymáshoz kapcsolni. Az a hálózati csomópont, amelynek a gép azokat a csomagokat küldi, amelyek nem a helyi hálózat valamely állomásának szólnak. Az alapértelmezett átjáró feladata a távoli csomópontok felé az adatok továbbítása, illetve az onnan érkező információk fogadása a gép számára.
Bridge fogalma
Két, teljesen különböző protokollú hálózat között oldja meg az oda-vissza fordítást.
Fizikai átviteli jellemzők és módszerek
Az átviteli közeg feladata, hogy bitfolyamokat szállítson egyik géptől a másikhoz. A számítógépeket hálózattá összekötő közeg igen sokféle lehet.
A fizikai közeg a jelek hordozója, fémvezeték, fényvezeték vagy a puszta „éter”. Attól függően, hogy vezetékes, ill. vezeték nélküli átvitelmódról beszélünk. Átvivőközegen többet értünk, mint csupán jelek egyszerű hordozóját; a fizikai közegen kívül hozzászámítjuk még az átvitelben részt vevő egyéb elemeket, így pl. erősítőket, jelismétlőket, sugárzókat, kapcsolókat stb. is. Az átvitel történhet vonalszerűen, pl. vezeték, lézersugár; infravörös vagy mikrohullámú nyaláb útján, és történhet térben, irányítatlan rádióhullámmal.
Megkülönböztetünk strukturált és strukturálatlan átvivőközeget. Ez utóbbinak nincs belső szerkezete. Ilyen azoknak a rádióhálózatoknak az átvivőközege, amelyekben az állomások helye nem azonosítható, s az üzenetátvitelnek nincs meghatározott iránya. A strukturált átvivőközegben az üzenetek továbbítása vonalakon át történik, az állomásokat közvetlenül vagy kapcsolókon át vonalak fűzik össze. Az átvivőközeg tehát maga is hálózat. Korábban ezt nevezték az adathálózat alhálózatának.
Aktív és passzív eszközök
Tekintsük át, mit is jelent az aktív és a passzív eszközök fogalma!
Egy jel megy a kábelen. Elérkezik egy eszközhöz, ami ezeket a jeleket szétosztja. Ez az eszköz lehet aktív és passzív abból a szempontból, hogy a rajta átfolyó jelekkel mit csinál. Ha csak simán továbbadja/szétosztja, akkor passzív eszköz, mert nem csinál mást, mint továbbítja a bemenetén kapott jelet. (Ide sorolhatók többek között a dugók, csatlakozók, kábelrendező panelek, stb.)
Amennyiben ezen jeleket erősíti is, akkor már aktív. Jelerősítés akkor lehet fontos, ha a hálózat szegmense túl nagy ahhoz, hogy a jelek biztonságosan (jelveszteség nélkül) eljussanak a célállomásra. A jelvesztés akkor fordul elő, amikor túl hosszú a kábel a célállomás felé. Ilyen esetben van szükség erősítőre, jelismétlőre.
Repeater (jelismétlő)
repeater
Az ismétlő feladata a hálózati jelek bit szintű erősítése és újbóli időzítése.
Az azonos típusú sínhálózatok egyszerű jelismétlőkkel kapcsolhatók össze nagyobb hálózattá. A jelismétlők a kábeleket úgy egyesítik, hogy az összetett hálózat minden állomásának jelét (üzenetét) egyidejűleg az összes állomás hallja. Sínrendszerről van szó, minthogy ez a megoldás elterjedten a busz topológiájú LAN-oknál használatos. Gyűrű topológia esetén minden állomás eleve jelismétlőként működik; fogadja az üzenetet és a szintjére visszaállított jelet küldi ki újra.
A jelismétlők a jelalak helyreállításán kívül semmi más feladatot nem végeznek. Ez az eszköz a protokoll fizikai szintjén működik, (csak bit szinten működnek, és nem értelmeznek egyéb információkat) ezért csak a minden rétegében azonos felépítésű hálózatok összekötésére szolgál. A repeaterek három nagyobb csoportra oszthatók:
sodrott érpáras repeaterek
üvegszálas átviteli támogatók
vékony Ethernet repeaterek
Az ismétlők lehetnek kétportosak, de a mai ismétlők már modulárisan bővíthetők, illetve eleve többportosak. Ez utóbbiakat nevezik hub-nak.
Hub (elosztó)
hub
A hubok, vagy más néven többportos ismétlők feladata a hálózati jelek bit szintű erősítése és újraidőzítése sok (pl. 4, 8, 24 vagy akár 124) felhasználó számára. Ezt a funkciót koncentrálásnak nevezzük. Ha több eszközt (állomást) szeretnénk egy megosztott eszközhöz (kiszolgálóhoz) kapcsolni, és a kiszolgálóban csak egy hálózati kártyát szeretnénk elhelyezni, akkor ezt egy hubbal oldhatjuk meg.
A hub a strukturált számítógép-hálózatok alapköve, nélküle nem lehetne a strukturált hálózatot kialakítani. Feladata a munkaállomások, szerverek és egyéb hálózati eszközök közti adatforgalom biztosítása. Csavart érpáras csillag topológiájú hálózatok esetén használnak az útvonal elosztására hub-okat, melyek meghatározott számú port-tal rendelkeznek. Három nagy csoportjuk létezik:
passzív hub: nem végez jelismétlést, feladata az adattovábbbítás
aktív hub: jelismétlést is végez
intelligens hub: feladata a forgalomirányítás, csomagkapcsolás
A hub egy doboz, rajta portoknak nevezett, telefoncsatlakozókhoz nagyon hasonlító csatlakozó aljzatokkal. Minden port egy munkaállomástól, szervertől vagy egyéb hálózati egységtől érkező kábelt fogad. Ha a hub nagy (16 vagy még több portot tartalmaz) gyakran rack-ba (tartóba) szerelhető kialakítású. Ez azt jelenti, hogy belőlük többet egy magas fémállványba csavarokkal rögzítenek, amely a hálózati eszközök elhelyezését és kábelezését is megkönnyíti.
A legtöbb hub „buta”, amely azt jelenti, hogy a működésüket nem lehet felügyelni, önállóan működnek, csupán a hálózati forgalmat engedik át magukon, és ha hiba történik, akkor esetleg kijavítják. Ezzel szemben a felügyelhető hub-ok lehetővé teszik, hogy a rendszergazda távolról figyelemmel kísérje és konfigurálja, módosítsa a működésüket. Ezek a típusok használhatóak a hálózat hatékonyságának a növelésére olyan módon, hogy a rajtuk keresztül haladó forgalmat befolyásolhassák. Az SNMP (Simple Network Management Protocol = egyszerű hálózat felügyelőkezelő protokoll) felhasználásával a rendszergazdák könnyen és rugalmasan tudják kezelni és elhárítani a hálózatban megjelenő hibákat. Ezen tulajdonságaik következtében az ilyen hub-ok jóval drágábbak egyszerűbb társaiknál.
Ha bővül a hálózat, akkor az eredetileg használt hub-okat kinőheti. Ekkor megoldásként a hub-ok összekötése kábellel valósul meg. A különböző gyártóktól származó hub-ok is összeköthetők, ha mindegyik azonos sebességen működik. Sajnos a hub-ok ilyen módon történő bővítésének korlátjai vannak. A szabványos Ethernet hub-ok csak maximum 4 szintig köthetők össze. Ahol nem tudják biztosan, hogy fogják‑e a hálózatot bővíteni, érdemesebb összefűzhető (stack-elhető) hub-ot alkalmazni. Az összefűzhető hub-ok annyiban térnek el a hagyományos hub-októl, hogy speciális összefűző kábelekkel köthetők össze. Mikor ezt kialakítják, az összekötésben lévő összes hub a hálózat felé egyetlen hub-ként viselkedik. Ebben az esetben fontos, hogy minden összekötendő hub azonos gyártótól származzon. Ez a megoldás a hálózatépítőknek széleskörű lehetőségeket biztosít.
A hub-okat tartalmazó hálózat mindig csavart érpáras kábelezésű. A csavart kábel a telefonkábelhez hasonlít, kivéve hogy 8 vezetéket tartalmaz a telefonkábel 4 vezetéke helyett. A kábelek végén RJ45-ös csatlakozó van. A kábel egyik végét bekötjük a hub portjába, a másik végét a munkaállomásba, vagy más hálózati eszközbe. A hub-okat a szerverrel vagy a munkaállomással összekötő csavart érpáras kábel neve egyenes kábel, mivel a kábel két végén lévő RJ45-ös csatlakozó két végpontjának azonos érintkezői vannak összekötve. Ezzel ellentétben, a fordítós kábeleket a hub-ok összeköttetésére használják. Ezekben a két végponti csatlakozó érintkezői ellentétesen vannak bekötve.
Bridge (híd)
Feladata a forgalom szűrése a LAN-on. A bridge nem továbbítja a lokális forgalmat, de a LAN más részeire (szegmenseire) tartó forgalmat átengedi. Joggal tehetjük fel a kérdést, hogy a híd honnan tudja megkülönböztetni a lokális forgalmat a kifelé irányuló forgalomtól. A válasz: onnan, ahonnan a posta is tudja, hogy mely küldemény helyi, vagyis a névből és a címből. Minden hálózati eszköz rendelkezik egy egyedi MAC-címmel; a híd ez alapján dönti el, hogy továbbítja-e az adatot.
Az adatkapcsolati réteg szintjén működik a bridge. Feladata az egyes hálózati részek forgalmának elválasztása. Amikor a bridge-t a hálózatba kapcsolják, a címeket rögtön tanulni kezdi és ezek után már önállóan végzi a forgalomirányítást. Minden bridge-ben van egy adatbázis, ami a MAC (Medium Acces Control = az adatkapcsolat réteg alrétege, amelyhez azok a protokollok tartoznak, amelyek a közeg használatának vezérléséért felelősek) címek elhelyezkedését adja meg. Amikor egy bridge bemenetén megjelenik egy keret, a híd kiolvassa a forrás- és célcímeket, majd ezeket a címeket kikeresi a forgalomirányítási táblájából és meghatározza, hogy melyik LAN-on helyezkedik el a célgép és a forrásgép.
Az ismétlőktől eltérően, amelyek egyszerű bitmásolást végeznek, a hidak tároló- és továbbító eszközök. Egy híd teljes kereteket vesz, és átadja az adatkapcsolati rétegnek, amely az ellenőrző összegét kontrollálja. Ezután a keret egy másik alhálózaton való továbbításra lekerül a fizikai rétegbe. A hidak végezhetnek apróbb változtatásokat a kereteken a továbbításuk előtt.
Mivel ez az eszköz a fizikai réteg felett dolgozik, ezért képes arra, hogy eltérő fizikai szegmenseket összekössön. A hidak két nagyobb csoportra oszthatók annak alapján, hogy honnan tudják eldönteni azt, hogy melyik cím melyik szegmensben van.
Az első esetben a fentebb már leírt transzparens és tanuló módszer segítségével a híd figyeli a rajta átmenő adatforgalmat, majd egy listát (forgalomirányítási tábla) állít össze arról, hogy az adatcsomag melyik állomásról érkezett. Ebben az esetben a híd csak azon állomások címét veszi fel a listára, amelyik a hídra kötött szegmensben van. E probléma megoldására két lehetséges megoldás van:
A hidak kommunikálnak és a listáik tartalmát kicserélik egymás között
A „körlevél” módszer, amely a hálózat indulásakor minden állomást felszólít, hogy azonosítsa magát, majd ezek alapján építi fel a listát.
A másik módszer a célcím forrásának meghatározására a forgalomirányítás, amikor az adatcsomag a teljes útvonalat tartalmazza. Az útvonalak feltérképezésére ebben az esetben az ún. „discovery packet”-et (felfedező csomag) alkalmazzák, amely bejárván a hálót feltérképezi a lehetséges útvonalakat.
Switch (kapcsoló)
switch
A switchek a bridge-ekhez hasonlítanak, csak annyiban térnek el egymástól, hogy a switch képes bármely két portját összekötni egymással a többi porttól teljesen függetlenül, ezáltal a maximális sávszélesség nem csökken. Továbbá a switch-eknek van egy vagy több nagysebességű portja is. A switch az az eszköz mely egy számítógép-hálózat strukturáltságát, szegmentálhatóságát hatékonyabbá teszi. A lokális hálózatok építőeleme, feladata sokrétű és esetenként igen összetett is lehet. Feladatai közé tartozik a hálózat szegmensei közötti kommunikáció biztosítása, a hálózat terheltségének csökkentése. Általános esetben portjaira hub-ok, nagy sebességű eszközök, optikai kábel csatlakozik. A switch a hálózat „intelligens” aktív eszközének is nevezhető.
Router (forgalomirányító)
router router
Feladata a bejövő csomagok megvizsgálása, a legjobb hálózati útvonal kiválasztása, és a csomagok átkapcsolása a megfelelő kimenő portra. Az routerek a nagyméretű hálózatok legfontosabb forgalomirányító eszközei. Lehetővé teszik gyakorlatilag bármely típusú számítógép számára (a megfelelő protokollok segítségével), hogy kommunikálhasson a világ szinte bármelyik számítógépével.
A hálózatokban a forgalomirányító két fő feladatot lát el: meghatározza az elérési útvonalakat és továbbítja a csomagokat. A csomagok több rendszeren keresztül történő eljuttatása a feladótól a címzettig, csak abban az esetben sikeres, ha minden router el tudja dönteni, hogy melyik portján továbbítsa az adott csomagot. A routing protokollok feladata az, hogy előállítsák minden egyes routerben a forgalomirányítási táblákat.
A router olyan forgalomirányító eszköz, amely lehetővé teszi, hogy egymással közvetlen módon nem összekötött számítógépek kommunikálni tudjanak egymással. A routerek is hasonlóságot mutatnak a bridge-ekhez, de azokkal ellentétben nem az adatkapcsolati, hanem a hálózati rétegben helyezkednek el.
Az alsó három rétegben dolgoznak, ezért már a logikai címeket is képesek feldolgozni. A logikai cím a fizikális címek felett lehetőséget ad a munkaállomások logikai részcsoportokra való osztályozására. Ezeket subnetwork-nek nevezik.
Egy adatcsomag routerről routerre vándorol és az, hogy éppen milyen irányba halad tovább, azt az adott forgalomirányító szabja meg. Az irány meghatározásának módja lehet statikus vagy dinamikus. Statikus meghatározás esetében a hálózati adminisztrátor tartja kézben a folyamatot, amíg a másik változat esetében maguk végzik a forgalomirányítást, azaz folyamatosan frissítik a kapcsolatok listáját.
Gateway (átjáró)
Ez a legbonyolultabb hálózat összekapcsolási módszer. Akkor alkalmaznak átjárót, ha egymástól teljesen különböző hálózatot akarnak összekapcsolni. Mivel eltérő architektúrát használnak, a protokollok minden hálózati rétegben különbözhetnek. Az átjáró minden átalakítást elvégez, ami az egyik protokollkészletből a másikba való átmenet során szükséges. Ezek a következők:
Üzenetformátum átalakítása: A hálózatok különböző üzenetformátumokat, eltérő maximális üzenetméretet és karakterkódokat alkalmaznak. Az átjáró át tudja alakítani az üzeneteket az üzenetet fogadó állomás számára.
Címátalakítás: A hálózatok eltérő címzési szerkezetet használnak. A gateway képes átalakítani minden üzenethez a rendeltetési hálózat által megkívánt címszerkezetet.
Protokoll-átalakítás: Amikor a hálózaton továbbításra előkészítik az üzenetet, minden hálózati réteg hozzáteszi a maga információját, amit a rendeltetési csomópontban lévő réteg arra használ, hogy megállapítsa, milyen protokollokat alkalmaztak, és hogyan kell feldolgozni az üzenetet. Az átjáró képes arra, hogy felcserélje az egyik hálózatból érkező információt a másik hálózat, hasonló feladat elvégzéséhez szükséges információjára.
A gateway-ek kínálják a legnagyobb rugalmasságot a hálózati összeköttetésben, mivel két teljesen eltérő hálózatot lehet egymáshoz kapcsolni. Az a hálózati csomópont, amelynek a gép azokat a csomagokat küldi, amelyek nem a helyi hálózat valamely állomásának szólnak. Az alapértelmezett átjáró feladata a távoli csomópontok felé az adatok továbbítása, illetve az onnan érkező információk fogadása a gép számára.
Bridge fogalma
Két, teljesen különböző protokollú hálózat között oldja meg az oda-vissza fordítást.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése