Hálózati eszközök az OSI modell alapján Takács Béla 0. verzió

Miről lesz szó? Jelismétlő (repeater) Hub Híd (bridge) Kapcsoló (switch) Brouter Útvonalválasztó (router) Átjáró (gateway)

Jelismétlő (1.) Az OSI modell fizikai szintjén működik. A vett jeleket erősíti, és helyreállítja. Két egyforma hálózati szegmens köthető vele össze, és mindkét szegmensnek valamennyi rétegszinten ugyanazt a hálózati protokollt kell használnia. Mivel a jelismétlő teljesen "átlátszó" a két vagy több összekötött szegmens számára, ezért a szegmensekben nem lehet két azonos cím.

Jelismétlő (2.) Mivel az eszköz az egyik szegmensben terjedő jeleket egyszerűen átviszi a másik szegmensbe, az így összekötött hálózatoknak azonos típusúaknak kell lenniük. Általában soros topológiájú hálózatokban használják, mert a gyűrű felépítés esetén minden állomás eleve jelismétlőként is működik. A csillag topológiájú hálózatban az aktív hub-ok végzik a jelek generálását.

HUB Az OSI modell fizikai rétegében működő hardverelem. A hub lehet: passzív, aktív és intelligens. A passzív hub-ban nincs erősítő, az aktív erősítést is végez. Az intelligens hub csomagkapcsolást és forgalomirányítást is végezhet.

Híd –bridge (1.) A hálózati híd az adatkapcsolati rétegben működik, csak annyira lát bele az üzenetekbe, hogy képes kiolvasni az állomások fizikai címét - azaz minden csomagról meg tudja állapítani, hogy melyik gépnek megy, és melyik küldte. A címzett megállapítása után, el tudja dönteni, hogy melyik szegmensbe kell továbbítani az üzenetet. Ily módon két szegmens között a hálózati híd szűrőként is működik.

Híd –bridge (2.) Ha a tervezett hálózat várhatólag nagy forgalmú lesz, akkor a hálózatot célszerű több, jól elhatárolható részre bontani, azaz érdemes több, híddal összekötött szegmenst tervezni. Így az egyes szegmenseken belüli nagy forgalmat a hidak gond nélkül lebonyolítják. A hálózati híddal összekötött szegmensekben minden állomásnak egyedi címe van.

Híd –bridge (3.) Hálózati hidak tisztán szoftverrel is megvalósíthatók, a szükséges hardvert a meglévő hálózati eszközök adják. Létezik olyan hálózati híd, amely nem más, mint egy háttérben meghúzódó tárrezidens program. Persze léteznek kifejezetten hálózati híd céljára épített eszközök, amelyeket nagy forgalom, illetve nagyszámú szegmens esetén érdemes alkalmazni.

Híd –bridge (4.) A hidak képesek összekötni a különböző hálózati közeget használó szegmenseket. Kapcsolatot tud létrehozni pl. egy Ethernet és egy vezérjeles sín hálózat között. Hosszabb feldolgozási ideje van mint a jelismétlődőnek, mivel valamennyi csomagból ki kell olvasni a küldő és címzett címét.

Kapcsoló (switch) -1 Egy LAN switch logikai funkciójában megegyezik a bridge funkciójával, azaz elkülönült hálózati szegmenseket kapcsol össze és a szegmensen belüli forgalmat nem engedi ki. A különbség csupán az, hogy a switch képes a 2-2 portja között egymástól függetlenül is kereteket továbbítani.

Kapcsoló (switch) -2 Tehát miközben a 3. és 4. portja között 10 Mbit/s-os sebességgel haladnak az adatok, az 5. és 6. port között is maximális sebességgel futhatnak az adatok. A switch tehát igény szerint kapcsol össze két portot, ami által tovább csökken az ütközések száma és nő a rendelkezésre álló sávszélesség.

A kapcsoló működése - 1 Alapvetően kétféle elven működhet egy LAN switch: Store & forward Cut through Store & forward működés esetén a kapott keretet letároljuk, ellenőrizzük, hogy ép-e, majd a célállomás címéből meghatározzuk, hogy melyik portra kell továbbítani és arra leadjuk.

A „Cut Through” működése (1.) Cut through állapotban a switch azonnal a célállomás címének beérkezése után elkezdi a keret továbbítását. Így csökkent a késleltetés, hiszen ez a mező a keret elején található. Ha a kimeneti port foglalt, akkor természetesen a keretet addig tárolja és csak a port felszabadulása esetén adja tovább.

A „Cut Through” működése (2.) Cut through működés esetén a switch egy keret forgalmazásának megkezdése előtt nem képes ellenőrizni, hogy a keret ép-e? Emiatt, ha egy szegmensben ütközés történik, ami a switch számára csak a célállomás címének beérkezése után derül ki (pl. a keret végén levő CRC ellenőrzésekor), akkor a switch hibás keretet ad a kimeneti portra, ezzel foglalva az ottani osztott közeget.

Brouter (1.) A brouter a router és bridge szavakból származik, és nevéhez híven mindkét csatolóeszköz képességeivel rendelkezik. A bemenetére érkező adatcsomagot megvizsgálja, hogy routolható-e? Ha igen útvonalválasztóként működik, és a táblázata alapján eldönti, hova kell a a csomagot továbbítani?

Brouter (2.) Ha a protokoll ne routolható, kiolvassa a fizikai címeket és azok alapján továbbítja a csomagot. A brouternek 2 táblázata van, egyik a router a másik a bridge funkcióhoz. A brouter az OSI model 2 rétegében, az adatkapcsolati illetve hálózati rétegben működik.

Router (1.) A router az OSI modell alsó 3 rétegéig tudja elemezni, vagyis az állomások fizikai címén túl a logikai címet is kiolvashatja. Alkalmazásával logikailag fel lehet osztani a hálózatot. Egy alhálózat leggyakrabban egy fizikai szegmensnek felel meg. Az üzenet a végállomás logikai címe mellett tartalmazza a következõ csomópont (router) fizikai címét is. Ezt a címet a router a kapott üzenetben a következő forgalomirányító címére cseréli.

Router (2.) A adattovábbításkor következő címet a forgalomirányító határozza meg, dinamikus vagy statikus módszerrel. Dinamikus módszer esetén akkor kezdi felderíteni a legjobb utat, amikor kap egy csomagot, így a legjobb út mindenkor a hálózat pillanatnyi állapotától fog függeni. Statikus módszer esetén egy térkép alapján jelölődik ki az út, miáltal adott helyre mindig ugyanazon az úton továbbítódik az üzenet, függetlenül a zsúfoltságtól, a kihasználtságtól.

Router (3.) A routerek nagyobb feldolgozási teljesítményt igényelnek, mint a bridge-k, ezért lényegesebben lassabbak.

Router (4.) A forgalomirányítók többnyire szoftverek, amelyek jellemzően több szegmenshez kapcsolódó számítógépen futnak. Nagyobb hálózatokhoz, nagy sebességű átvitelhez készülnek. Forgalomirányítóval olyan szegmensek köthetők össze, amelyeknek a hálózati réteg feletti rétegei ugyanazt a protokollt használják, azaz az átviteli szinten és a felett kompatibilisek. Ily módon sokféle hálózat (pl. Ethernet, Token-Ring) között teremthető kapcsolat.

Két hálózati szegmens összekötése

Folytatás legközelebb Gateway