Osprzęt sieciowy

Aby zrozumieć jak działają sieci komputerowe należy wiedzieć jak działają ich najmniejsze ogniwa. Nie chodzi tu tylko o działanie fizyczne ale również logiczne (Model OSI). standardowy osprzęt wykorzystywane przy budowie sieci komputerowych to repeter-y, hub-y, bridge, switch-e i router-y.


Urządzenia warstwy fizycznej modelu OSI

Repeter - jest to urządzenie które działa w warstwie fizycznej i zajmuje się regeneracja sygnałów płynących w medium transmisyjnym (czyli po ludzku: kablu) aby umożliwić sygnałowi przebycie dłuższego dystansu. Kiedy sygnał przebiega w medium transmisyjnym zatraca się wraz z długością drogi jaką pokonał (z różnych przyczyn, np. opór własny). I właśnie po to są repeter-y - umożliwiają sygnałowi przebycie dłuższej drogi poprzez wzmocnienie sygnału. Zapamiętajcie, że repeter pracuje w warstwie fizycznej i nie ingeruje w żadne dane (oprócz wzmocnienia).

Hub - jest kolejnym urządzeniem pracującym w warstwie fizycznej. Tak samo jak jego kolega repeter, hub nie potrafi ingerować w dane prze niego przesyłane (nie jest inteligentnym urządzeniem) - nie podejmuje żadnych decyzji. Co zatem robi ? Pozwala na utworzenie połączeń pomiędzy urządzeniami podłączonymi do niego (zazwyczaj są to komputery). Można powiedzieć, że hub działa jak tzw. multiport repeater, to znaczy regeneruje przesyłany przez niego sygnał jednocześnie łącząc kilka urządzeń ze sobą. Kiedy jedno z urządzeń podłączonych do hub-a wyśle informacje, to otrzymują ją wszystkie pozostałe urządzenia. Niestety takie zachowanie powoduje wiele kolizji, ale o tym w dalszej części.


Urządzenia warstwy łącza danych modelu OSI

Switch i Bridge - są przykładem urządzeń warstwy drugiej modelu OSI. Najważniejsze to zapamiętać, że urządzenia te posiadają już pewną inteligencję - potrafią rozpoznawać skąd i dokąd mają przesłać ramki. Używają do tego adresów MAC urządzeń sieciowych. Switch jest zdecydowanie lepszy od hub-a ponieważ rozpoznaje skąd została przysłana ramka (np. od jakiegoś hosta w sieci) i potrafi zdecydować gdzie ją dalej przesłać za pomocą swojej tzw. tablicy adresów MAC. Reasumując, kiedy adres docelowy nie jest adresem broadcast (lub multicast), ramka zostanie przekazana tylko to portu o adresie docelowym a nigdy do pozostałych.

Mówi się, że switch tworzy segmentację sieci. Co to znaczy ? Dzieli sieć na mniejsze domeny kolizyjne (grupy komputerów pomiędzy którymi zachodzą kolizje) na poziomie portów. Dla przykładu, co się stanie kiedy ktoś podłączy huba do jednego portu switch-a, a do huba wepnie kilka komputerów ? W tym przypadku port nadal reprezentuje domenę kolizyjną - występują w niej kolizje pomiędzy komputerami wpiętymi do hub-a i 1 portem switch-a do którego wpięty jest hub. Dlatego właśnie switch wykazuje wyższe osiągi od hub-a ponieważ redukuje liczbę domen kolizyjnych w sieci.
Wszystko ładnie i pięknie widać na poniższym obrazku.

Bridge ma to samo zadanie w sieci co switch, czyli segmentacja - dzielenie sieci na różne domeny kolizyjne. Niestety bridge są starszymi urządzeniami i bardzo rzadko pojawiają się w sieciach (zostały wyparte przez switch-e). Bridge miały przeważnie 2 porty, które dzieliły sieć na 2 różne domeny kolizyjne. Z tego powodu zostały wyparte przez switch-e (switch ma 4, 8, 12, 24, 48 portów). Zapamiętać należy to, że switch jest tzw. bridge-m wieloportowym (multiport bridge).

Jeszcze jedno. Switch-e i bridge dzielą sieć na różne domeny kolizyjne, jednak kiedy urządzenia wysyłają broadcast-y lub multicast-y to i tak zostają one wysłane do wszystkich portów tych urządzeń. Dzieje się tak dlatego, że systemy (np. hosty) posiadają nadal tą samą domenę broadcast-ową !!!


Urządzenia warstwy sieciowej modelu OSI

Urządzenia warstwy 3 modelu OSI maja na głowie dwie ważne rzeczy: adresowanie sieciowe (takie jak adresowanie IP) i routing. Dlatego właśnie router jest urządzeniem warstwy trzeciej. Istnieje także coś takiego jak Switch warstwy trzeciej (Layer 3 Switch). Zadaniem takiego dziwoląga jest nie tylko funkcja switching-u ale także routing pomiędzy domenami broadcast-owymi.

Domena broadcast-owa to koleje, bardzo proste, ale zarazem bardzo ważne zagadnienie. Oznacza ona nic innego jak system w którym rozchodzą się wspólne ramki broadcast-owe. Dla przykładu, broadcast-y nie przechodzą przez router-y domyślnie - router działa jako tzw. punkt demarkacyjny (demarcation point), który zatrzymuje broadcast-y. Takie działanie zapobiega przekazywaniu broadcast-ow z jednej sieci do drugiej. I właśnie dlatego, aby przeprowadzić komunikację pomiędzy jedną domeną broadcast-ową a drugą potrzebujemy urządzenia warstwy 3, jakim jest router. Zapamiętać należy, że router oddziela domeny broadcast-owe.
Wszystko jak zwykle pięknie widać na obrazku poniżej. Domeny broadcast-owe oznaczone są kolorem zielonym, natomiast domeny kolizyjne kolorem czerwonym.

Router, jako urządzenie warstwy trzeciej pozwala na ruch pomiędzy jedną domeną broadcast-ową a inną. W sieci opartej o protokół IP komputery wykorzystują do tego tzw. domyślną bramę (default getway) - zazwyczaj jest nią lokalny adres routera. Kiedy host z jednej sieci (domeny broadcast-owej) chce się skomunikować z hostem w innej sieci, przekazuje pakiet do routera (domyślnej bramy), który to decyduje gdzie dalej go przesłać (odbywa się to przy pomocy jego tzw. tablicy routing-u). Router-y mają zawsze co najmniej 2 interfejsy, którymi moą odbierać i wysyłać dane.
Dla przykładu router ma połączyć dwie sieci Ethernet LAN lub jedna Ethernet LAN z Token Ring LAN. W przykładzie tym router pełni rolę połączenia sieci o różnych technologiach.

.

---