Способы соединения ЛВС Ethernet и ЛВС Token Ring

Сеть предприятия по своему определению связывает воедино все вычислительные ресурсы фирмы, в том числе ЛВС Ethernet и ЛВС Token Ring. Например, в бухгал­терии сеть Ethernet соединяет персональные компьютеры, на которых работают программы типа WordPerfect и Lotus 1-2-3, с центральной машиной VAX, на которой работают специальные бухгалтерские программные средства разработки документов DEC. В других отделах используются сети Token Ring. Что же в такой ситуации должны делать администратор сети и системный интегратор? Вы уже знаете о различиях в структуре кадра между двумя этими сетями и о существенных расхожде­ниях между методами остовного дерева и маршрутизации от источника.

Совершенно необходимо помнить, что существует значительное расхождение между понятиями связность (connectivity) и интероперабильность (interoperability). Связность означает возможность соединения двух сетей различной архитектуры и передачи данных по ним, тогда как интероперабильность обозначает способность каждой из сетей обрабатывать переданные в нее данные.

Иногда ничего, кроме связности, не требуется. Скажем, в сети предприятия есть несколько сетей Ethernet и сеть Token Ring со скоростью передачи 16 Мбит/с, служащая главным образом базовой магистралью, гигантским коммутатором. Не­смотря на различия кадров 802.3 и 802.5, уровень MAC у них общий. Сеть Token Ring может передавать кадры Ethernet по кольцу на мост, соединенный с другой сетью Ethernet. Кольцевая сеть не может "открыть" кадр и "прочесть" заключенные в нем данные, но она способна прочесть поля адреса источника и адресата. Мост Token Ring-Ethernet обеспечивает в кольцевой сети маршрутизацию от источника, а в Ethernet - прозрачное мостовое соединение.

Сейчас есть мосты, которые могут вносить в кадр изменения, необходимые для преобразования формата Ethernet-êàäðà в формат кадра сети Token Ring. Рабочие станции сети Token Ring "видят" этот мост в сети как обычный. Рабочие станции в Ethernet, однако, рассматривают его как еще одну Ethernet-ñòàíöèþ. Кадры, генери­руемые в сети Token Ring и адресованные одной из Ethernet-ñòàíöèé, посылаются на мост, где от них отделяется протокол управления логическим каналом (LLC). Затем они конвертируются в Ethernet-êàäðû и передаются по сети Ethernet.

Кадры, посылаемые станцией Ethernet на станцию Token Ring, должны пройти дополнительный этап. Мост производит поиск в своей таблице адресов и анализирует дополнительную информацию о маршрутизации, необходимую для передачи пакета в сеть Token Ring.

Одними из первых мостов, в которых были реализованы описанные выше функции, стали мосты Token-Ring - Ethernet фирмы CrossComm. Это семейство поддерживает протоколы верхних уровней, включая NetWare, TCP/IP и LLC-óðîâåíü стандарта 802.3. Что касается сред передачи, то здесь используются толстые и тонкие коаксиальные кабели, Ethernet на витых парах, StarLAN на витых парах, волоконно-оптическая Ethernet и волоконно-оптическая Token Ring. Задача такого моста - выявлять Ethernet-ïàêåòû, в которых нет поля данных о маршрутизации от источни­ка, и вставлять это поле, чтобы пакеты могли двигаться по маркерно-кольцевой стороне моста. Реальное преобразование протоколов осуществляется по собственной технологии фирмы CrossComm, которая называется "режимом динамического кон­вертирования" (dynamic conversion mode technology).

Сетевой мост 8209 фирмы IBM также может выполнять преобразование прото­колов Ethernet в протоколы ЛВС Token Ring. Поскольку максимальные размеры кадра в Ethernet и Token Ring существенно различаются (соответственно 1500 и около 5000 байтов), то мост 8209, пользуясь частью маркерно-кольцевого протокола, "по­казывает" станции-источнику, что максимальный размер кадра для нее - 1500 байтов. Меньший размер кадра означает дополнительные накладные расходы на пересылку файлов, поскольку требуется больше кадров.

Для рабочих станций Token Ring мост 8209 выглядит как мост с маршрутизацией от источника, поскольку Ethernet-ñòàíöèè рассматривают все маркерно-кольцевые станции как станции этого же Ethernet-ñåãìåíòà. Поскольку при маршрутизации от источника используются избыточные параллельные мостовые соединения, а остовное дерево допускает наличие только одного пути, то мост 8209 создает несколько соединений, однако ^ каждый данный момент времени только один путь может быть активным. Мост 8209 работает в трех режимах: Token Ring - Ethernet версии 2; Token Ring - ËÂÑ стандарта 802.3; режим с определением типа ЛВС и последующим переключением в режим 1 или режим 2.

Маршрутизаторы

Маршрутизаторы во многом снимают многие проб­лемы, связанные с использованием мостов, создавая иерархическое объединение сетей. Все сетевое про­странство делится на подсети (subnetworks), охваты­вающие, в свою очередь, сегменты или группы сегмен­тов, построенных на основе мостов. Маршрутизаторы передают трафик между подсетями, обеспечивают трансляцию форматов пакетов, фильтрацию пакетов и усиливают защиту подсетей. Маршрутизаторы пере­дают пакеты, используя информацию сетевого уров­ня, а не МАС-адреса. Сетевой адрес имеет два раздела: адрес подсети и адрес конечной станции. Каждому сегменту сети или группе сегментов, объединенных мостами, приписан уникальный адрес подсети, а каж­дому устройству (компьютеру, маршрутизатору и ò.ä.) в составе подсети - уникальный адрес устройства.

Основываясь на иерархических адресах, маршру­тизаторы обмениваются информацией о топологии сети, так что каждый маршрутизатор может вычис­лить путь до любой подсети. Причем администрато­ры сетей могут задавать различные критерии опти­мальности при выборе пути маршрутизатором, ска­жем, минимизировать стоимость или время прохож­дения пакета.

Благодаря тому, что маршрутизаторы работают на сетевом уровне, они могут выполнять и защитные функции (firewall), предупреждая «широковещание» МАС-адресов за пределы подсети. Кроме того, марш­рутизаторы используют сетевую информацию для

- обеспечения безопасности (маршрутизаторы могут работать, выполняя правила типа: «не допускать па­кеты сети ¹3 в сеть №6»);

- управления каналами удаленного доступа («не пере­давать файлы по каналам в рабочее время»);

- повышения качества обслуживания («считать транз­акции более приоритетными, чем обмен файлами»). Большинство сетей представляют собой смесь раз­личных технологий - Ethernet, Token Ring или FDDI, кроме того, могут использоваться Х.25, Frame Relay или выделенные линии. Поэтому маршрутизаторы не только передают пакеты между сетями, но и выпол­няют роль конверторов, осуществляя трансляцию различных форматов пакетов. Более того, большин­ством сетей применяются маршрутизируемые (routable) и немаршрутизируемые (nonroutable) про­токолы. Такие протоколы, как IP, IPX, DECnet, явля­ются маршрутизируемыми, поскольку они использу­ют иерархическую систему адресации, тогда как, например, протокол LAT - только МАС-адреса. Та­ким образом, большинство современных маршрути­заторов поддерживают многопротокольную марш­рутизацию и одновременно обеспечивают функции прозрачного моста.

Благодаря структуризации и возможностям управ­ления «широковещательным» трафиком многопрото­кольные маршрутизаторы позволяют расширять сети далеко за пределы возможностей, предоставляемых мостами. Однако любое преимущество имеет свою цену - каждый порт маршрутизатора и каждая стан­ция в сети должны быть тщательно сконфигурирова­ны с корректными сетевыми адресами. Некорректные адреса могут привести к потере пакетов, циклическим путям и другим проблемам. Но справедливо и то, что в динамично развивающейся организации поддержи­вать конфигурацию сети так, чтобы все было абсолют­но корректно, практически невозможно. Поэтому в растущих сетях администрирование адресов стано­вится одним из самых труднопреодолимых барьеров.

Есть и еще одна проблема, связанная с использо­ванием маршрутизаторов: при передаче пакетов меж­ду сетями возникает временная задержка, а стоимость порта у маршрутизаторов значительно превосходит стоимость портов концентраторов.