Различия между мостами и маршрутизаторами

Даже опытные сетевые инженеры часто сомневаются, что надо использовать — мост или маршрутизатор. Ведь на первый взгляд кажется, что эти устройства выполняют одни и те же действия:

· передают пакеты между сетями;

· передают данные по каналам глобальных сетей.

Однако мост, работающий на подуровне Управления доступом к среде Канального уровня модели OSI, «видит» только адрес узла, точнее, в каждом пакете мост ищет адрес узла подуровня Управления доступом к среде (рис. 53). Если мост распознает адрес, он оставляет пакет в локальном сегменте или передает его в нужный сегмент. Если адрес мосту неизвестен, он пересылает пакет во все сегменты, исключая тот, из которого пакет прибыл.

Рис. 53 — Мосты работают на подуровне Управления

доступом к среде Канального уровня

Широковещательные пакеты

Пересылка широковещательных пакетов — ключ к пониманию функций мостов и их отличий от маршрутизаторов. При использовании мостов широковещательные пакеты следуют ко всем компьютерам всех портов моста, исключая тот порт, через который они прибыли. Иначе говоря, каждый компьютер во всех сетях получит широковещательный пакет. В малых сетях это не будет иметь сколько-нибудь существенного значения, но большая сеть, сгенерировав значительный поток широковещательных сообщений, заметно снизит производительность (несмотря на фильтрацию по адресам).

Маршрутизатор, работающий на Сетевом уровне, принимает во внимание больше информации, чем мост: он определяет и то, что нужно передавать, и то, куда нужно передавать. Маршрутизатор распознает не только адрес, как это делает мост, но и тип протокола. Кроме того, маршрутизатор может установить адреса других маршрутизаторов и решить, какие пакеты каким маршрутизаторам переадресовать.

Множественные пути

Мост распознает только один маршрут между сетями. Маршрутизатор среди нескольких возможных путей определяет самый лучший на данный момент.

Рассмотрим рис. 54. Маршрутизатор А должен переслать данные маршрутизатору D. Однако он может направить пакеты маршрутизатору С или В, и данные все равно будут доставлены маршрутизатору D. Маршрутизаторы способны оценить оба пути и выбрать среди них наиболее целесообразный.

Рис. 54 — Маршрутизаторы распознают и используют

несколько маршрутов

Основные отличия мостов и маршрутизаторов.

· Мост распознает только локальные адреса подуровня Управления доступом к среде (адреса плат сетевого адаптера компьютеров в подключенных к нему сегментах).

· Маршрутизаторы распознают адреса сетей.

· Мост распространяет пакеты с неизвестным ему адресом получателя по всем направлениям, а все пакеты с известным адресом передает только через соответствующий порт.

· Маршрутизатор работает только с маршрутизируемыми протоколами. Причем пакеты определенных протоколов он передает по определенным адресам (другим маршрутизаторам).

Мосты-маршрутизаторы

Мост-маршрутизатор (brouter), о чем и говорит его название, обладает свойствами и моста, и маршрутизатора. С одними протоколами он работает как маршрутизатор, с другими — как мост.

Мосты-маршрутизаторы могут выполнять следующие функции:

· маршрутизировать маршрутизируемые протоколы;

· функционировать как мост для немаршрутизируемых протоколов;

· обеспечивать более экономичное и более управляемое взаимодействие сетей по сравнению с раздельными мостами и маршрутизаторами.

Маршрутизаторы объединяют сети и обеспечивают фильтрацию пакетов. Они также определяют наилучший маршрут для передачи данных. Маршрутизаторы работают на Сетевом уровне модели OSI. Маршрутизаторы используются для того, чтобы:

· соединить две сети и ограничить трафик;

· разделить административные участки сетей.

Если Вы решили применять маршрутизаторы, убедитесь в том, что сеть не использует немаршрутизируемых протоколов.

Шлюзы

Шлюзы (gateways) обеспечивают связь между различными архитектурами и сетевыми средами. Они распаковывают и преобразуют данные, передаваемые из одной среды в другую, чтобы каждая среда могла понимать сообщения других сред. В частности, шлюз изменяет формат данных, иначе прикладная программа на принимающей стороне не сможет их распознать.

Шлюз связывает две системы, которые применяют разные:

· коммуникационные протоколы;

· структуры и форматы данных;

· языки;

· архитектуры.

Шлюзы связывают разные сети, например Microsoft Windows 2000 Server с SNA (Systems Network Architecture фирмы IBM).

Принцип работы

Шлюзы создаются для выполнения конкретного типа задач, т.е. для конкретного типа преобразования данных. Часто они и называются в соответствии со своей специализацией (например, Windows 2000 Server To SNA Gateway).

Шлюз принимает данные из одной среды, удаляет старый протокольный стек и переупаковывает их в протокольный стек системы назначения.

Обрабатывая данные, шлюз выполняет следующие операции:

· извлекает данные из приходящих пакетов, пропуская их снизу вверх через полный стек протоколов передающей сети;

· заново упаковывает полученные данные, пропуская их сверху вниз через стек протоколов сети назначения.

Некоторые шлюзы используют все семь уровней модели OSI, но обычно шлюзы выполняют преобразование протоколов только на Прикладном уровне. Впрочем, это зависит от типа конкретного шлюза.

Главное назначение шлюзов — осуществлять связь между локальной сетью персональных компьютеров и средой мэйнфреймов или мини-компьютеров, которые непосредственно взаимодействовать с персональными компьютерами не могут (рис. 55).

В локальной сети на роль шлюза обычно выделяется один компьютер. Специальные прикладные программы на настольных компьютерах через компьютер-шлюз получают доступ к мэйнфрейму. Таким образом, пользователи могут работать с ресурсами мэйнфрейма так же просто, как будто эти ресурсы принадлежат их собственным компьютерам.

Рис. 55 — Шлюзы соединяют персональные компьютеры

с мэйнфреймами

Обычно роль шлюзов в сети выполняют выделенные серверы. При этом может быть задействована значительная часть мощности сервера, потому что решаются такие ресурсоемкие задачи, как преобразование протоколов. Если сервер-шлюз используется и для других целей, необходимо установить на нем адекватный объем оперативной памяти и мощный центральный процессор, в противном случае производительность сервера будет низкой.

Шлюзы имеют некоторые особенности:

· не создают высокой нагрузки для межсетевых каналов связи;

· эффективно выполняют специфичные задачи.

Шлюзы осуществляют преобразование протоколов и данных. Однако они имеют некоторые ограничения:

· предназначены для выполнения одной конкретной задачи;

· работают с низкой производительностью;

· стоимость достаточно высока.