Repetoare, Noduri, Punti, Comutatoare, Rutere si Porti

Repetoare, Noduri, Punti, Comutatoare, Rutere si Porti

Pana acum in aceasta carte am vazut a multime de feluri de a transfera cadre si pachete de pe un segment de cablu pe altul. Am amintit de repetoare, noduri, punti, comutatoare, rutere si porti. Toa

te aceste dispozitive sunt utilizate in mod curent, dar ele difera mai mult sau mai putin unul de altul. Deoarece sunt atat de multe, merita sa le analizam impreuna pentru a vedea asemanarile si diferentele dintre ele.

Pentru inceput, aceste dispozitive opereaza la niveluri diferite, cum este ilustrat in fig. 4-46(a). Nivelul conteaza pentru ca diferitele dispozitivele folosesc segmente diverse din informatie pentru a decide cum sa comute. intr-un scenariu tipic, utilizatorul creeaza date pentru a fi trimise catre o masina aflata la distanta. Aceste date sunt trimise nivelului transport, unde li se adauga un antet, de exemplu un antet TCP, si se transmite rezultatul mai jos catre nivelul retea. Nivelul retea adauga propriul antet pentru a forma un pachet pentru nivelul retea, de exemplu un pachet IP. in fig. 4-46(b) observam pachetul IP colorat in gri. Apoi pachetul ajunge la nivelul legaturii de date, care ii adauga propriul antet si suma de control (CRC) si trimite cadrul rezultat catre nivelul fizic pentru transmisie, de exemplu intr-un LAN.

Acum sa ne uitam la dispozitivele de comutare si sa vedem legatura lor cu pachetele si cadrele. La cel mai de jos nivel, nivelul fizic se afla repetoarele. Acestea sunt dispozitive analogice ce sunt conectate intre doua segmente de cablu. Un semnal ce apare pe unul din aceste cabluri este amplificat si trimis pe celalalt cablu. Repetoarele nu inteleg cadrele, pachetele sau antetele. Ele inteleg doar tensiuni electrice. Ethernetul clasic de exemplu, a fost proiectat sa permita folosirea a patru repetoare in scopul de a extinde lungimea maxima a cablului de la 500 de metri la 2500 de metri.

Nivelul retea

Nivelul legatura de date

Nivelul fizic

Poarta de tip aplicatie

Poarta de tip transport

Ruter

Punte, comutator

Repetor, nod

(a) (b)

Fig. (a) Corespondenta dintre niveluri si dispozitive, (b) Cadre, pachete si antele

In continuare ajungem Ia noduri. Un nod are un numar de linii de intrare pe care le uneste din punct de vedere electric. Cadrele care ajung la nod pe oricare linie sunt trimise afara pe toate celelalte liniile. Daca doua cadre ajung in acelasi timp se vor ciocni la fel ca si atunci cand ar fi transmise pe un cablul coaxial. Cu alte cuvinte un nod formeaza un singur domeniu de coliziune. Toate liniile ce intra in nod trebuie sa lucreze la aceeasi viteza. Nodurile difera de repetoare prin faptul ca (de obicei) nu amplifica semnalele pe care le primesc si sunt proiectate pentru a suporta multe placi de exteasie cu mai multe intrari; totusi, diferentele nu sunt semnificative. Ca si repetoarele, nodurile nu examineaza adresele 802 si nici nu le utilizeaza in vreun fel. Un nod este aratat in fig. 4-47(a).

Acum vom aborda nivelul legaturii de date, unde gasim puntile si comutatoarele. Tocmai am studiat puntile. O punte conecteaza doua sau mai multe LAN-uri asa cum este aratat in fig. 4-47(b). Cand un cadru ajunge, software-ul din punte extrage adresa destinatie din cadru si cauta in Tabela sa vada unde sa trimita cadrul. Pentru Ethernet, aceasta adresa este adresa destinatie de 48 de biti prezentata in fig. 4-17. Asemanator unui nod, o punte moderna are placi de extensie, de obicei pentru patru sau opt intrari de un anumit tip. O placa de extensie pentru Ethernet nu poate manevra, sa

zicem, cadre token ring, pentru ca nu stie unde sa gaseasca adresa destinatie in antetul cadrului. Oricum, o punte poate avea placi de extensie pentru diferite tipuri de retele si diferite viteze. Spre deosebire de nod, la punte fiecare linie se afla in propriul domeniu de coliziune.

(c)

Fig. 4-47. (a) Un nod. (b) O punte, (c) Un comutator.

Comutatoarele sunt similare cu puntile deoarece amandoua ruteaza cadre pe baza adreselor. De fapt, multi oameni folosesc aceste doua denumiri tara a face o distinctie clara intre termeni. Principala diferenta este aceea ca un comutator este cel mai adesea folosit pentru a conecta calculatoare individuale, asa cum este aratat in fig. 4-47(c). Ca o consecinta, cand gazda A in fig. 4-47(b) doreste sa trimita un cadru catre gazda B, puntea primeste cadrul dar nu il ia in considerare. Din contra, dupa cum se vede in fig. 4-47(c), comutatorul trebuie sa retransmita cadrul de la A la B deoarece nu

exista alt drum pentru ca acest cadru sa ajunga. intrucat fiecare port al comutatorului este de obicei conectat la un singur calculator, comutatorul trebuie sa aiba loc pentru mai multe placi de extensie decat puntile care trebuie sa conecteze numai retele. Fiecare placa de extensie are un spatiu tampon pentru cadrele receptionate. Deoarece fiecare port se afla in propriul domeniu de coliziune, comutatoarele nu pierd niciodata cadre din cauza coliziunilor. Totusi, daca un comutator primeste cadre mai repede decat le poate retransmite, este posibil ca in scurt timp sa nu mai aiba memorie tampon libera si sa inceapa sa arunce din cadrele primite.

Pentru a relaxa putin problema, comutatoarele moderne incep sa retransmita cadre imediat ce antetul destinatie ajunge, dar inainte ca restul cadrului sa ajunga (bineinteles asigurandu-sc ca linia de iesire este disponibila). Aceste comutatoare nu utilizeaza tehnica de memorare si retransmitere. Cateodata ele sunt mentionate drept comutatoare cu transmitere de fragmente (cut-through switches). Dc obicei acest tip de comutator este implementat in intregime in hardware, in timp ce traditionalele punti contin un CPU ce face comutare cu memorare si retransmitere la nivel software. Dar deoarece toate puntile si comutatoarele moderne contin circuite integrate speciale pentru comutare, diferentele dintre comutatoare si punti tin mai mult de probleme de marketing decat de probleme tehnice.

Pana acum, am vazut repetoare si noduri, care sunt foarte asemanatoare, precum si punti si comutatoare, care sunt de asemenea foarte asemanatoare intre ele. Acum trecem mai departe la rutere, care sunt si ele diferite de cele mentionate mai sus. Cand un pachet ajunge la un ruter, antetul si sfarsitul cadrului sunt eliminate si pachetul localizat in informatia utila a cadrului (innegrit in fig. 4-46) trece catre software-ul de rut are. Acest software foloseste antetul pachetului pentru a alege o linie de iesire. Pentru un pachet IP, antetul pachetului va contine adrese de 32 de biti (IPv4) sau

adrese de 128 de biti (IPV6), in nici un caz adrese 802 de 48 de biti. Softwarc-ul de rutare nu vede adresele cadrelor si nici macar nu stie daca pachetul a venit de pe un LAN sau de pe o linie punct la punct. in cap. 5 vom studia ruterele si rutarea.

Mai sus cu un nivel gasim portile de transport (gateways). Acestea conecteaza doua calculatoare ce utilizeaza diferite protocoale de transport orientate pe conexiune. De exemplu, sa presupunem ca un calculator care utilizeaza protocolul TCP/IP orientat pe conexiune, trebuie sa discute cu un calculator care foloseste protocolul ATM orientat pe conexiune. Poarta de transport poate copia pachete de la o conexiune la alta, refacand pachetele dupa necesitati.

in incheiere, portile la nivelul aplicatie inteleg formatul si continutul datelor si traduc mesajul de la un format la altul. De exemplu, o poarta de posta electronica poate traduce mesaje Internet in mesaje SMS pentru telefoane mobile.