Сегментация с использованием мостов

Локальная сеть Ethernet, использующая для сегментации мосты, обеспечивает большую ширину полосы пропускания в расчете на одного пользователя, поскольку на один сегмент приходится меньше пользователей. И наоборот, локальные сети, в которых мосты не используются, обеспечивают меньшую полосу пропускания, поскольку в сегментированной LAN оказывается больше пользователей. На рис. 5.12 приведен пример локальной сети, сегментированной с помощью моста.

Мосты “изучают” характер расположения сегментов сети путем построения адресных таблиц, в которых содержатся адреса всех сетевых устройств и сегментов, необходимых для получения доступа к данному устройству. На рис. 5.13 приведен пример того, как мост использует адресную таблицу для идентификации всех узлов сети.

Мосты являются устройствами 2-го уровня, которые направляют фреймы данных в соответствии с МАС-адресами фреймов. Кроме того мосты являются “прозрачными” для всех остальных устройств сети.

Как показано на рис. 5.14, мост узнает о расположении устройств А, В С и D изучая МАС-адреса отправителей. Если мост регистрирует поступление фрейма но не знает ни адреса отправителя, ни адреса получателя, то он добавляет адрес отправителя в свою адресную таблицу и направляет фрейм на все интерфейсы за исключением того, на который этот фрейм поступил. При получении ответа мост исследует адрес отправителя и добавляет эту станцию в свою адресную таблицу. В дальнейшем для связи этих устройств мост использует данные адресной таблицы.

Мосты увеличивают латентность сети на 10-30%. Это увеличение латентности связано с тем, что мосту при передаче данных требуется дополнительное время на принятие решения. Мост рассматривается как устройство с функциями хранения и дальнейшей отправки, поскольку он должен проанализировать поле адреса пункта назначения фрейма и вычислить контрольную сумму CRC в поле контрольной последовательности фрейма перед отправкой фрейма на все порты. Если порт пункта назначения в данный момент занят, то мост может временно сохранить фрейм до освобождения порта.

Для выполнения этих операций требуется некоторое время, что замедляет процесс передачи и увеличивает латентность.

Сегментация с использованием маршрутизаторов

Маршрутизаторы представляют собой более современные устройства, чем обычные мосты. Мост является пассивным элементом сети и действует на уровне канала связи Маршрутизатор действует на сетевом уровне (network layer) и в своих решениях относительно направления данных между сегментами опирается на адреса протокола сетевого уровня. Маршрутизаторы дают наивысший уровень сегментации, направляя данные на концентратор, к которому подсоединены рабочие станции. Маршрутизатор принимает решение о выборе сегмента для передачи данных, анализируя адрес пункта назначения, содержащийся в пакете данных, и используя таблицу маршрутизации (routing table) для выработки направляющих инструкций, как показано на рис. 5.15.

Для того, чтобы определить наилучший путь следования пакета к пункту назначения маршрутизатору требуется изучить полученный пакет. Этот процесс требует времени. Протоколы, требующие для каждого пакета подтверждения (acknowledgment) адресатом его получения, известные как протоколы, ориентированные на подтверждение (acknow-ledgment-oriented protocols), имеют сниженную на 30—40% производительность.

Протоколы, требующие минимального подтверждения (протоколы скользящего окна) (sliding-window protocols) вызывают потерю пропускной способности на 20-30%. Это связано с уменьшением потока данных между отправителем и получателем (т.е. меньшего количества подтверждений).