Počítačové sítě 6. přednáška propojování lokálních sítí bridge router Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 1

Propojování lokálních sítí propojení izolovaných LAN (nebo rozdělení sítě na několik sítí s cílem snížení zátěže) napojení LAN na veřejné datové sítě (napojení LAN na velké počítače) přístup k zařízením jiných sítí (emulovaný) terminál jiného počítače komunikace v rámci veřejné datové sítě přístup k databázím pošta výpočetní schopnosti clusterů ... Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 2

Propojování lokálních sítí propojení dvou místně se dotýkajících LAN (stejného n. různého typu) propojení dvou místně vzdálených LAN (stejného n. různého typu) pomocí pevného vedení pomocí veřejné datové sítě připojení LAN k veřejné datové síti kombinace předchozích => rozmanité hw a sw prostředky (obecně brána - gateway) Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 3

Propojování lokálních sítí 7 6 1 5 4 3 2 systém A systém B N N + 1 shodné různé gateway Propojovací zařízení musí obě sítě oddělovat alespoň na těch vrstvách, které jsou v obou sítích různé, někdy je výhodné separovat i shodné vrstvy, Gateway úrovně N N=1: repeater N=2: bridge N=3: router Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 4

Bridge spojení dvou LAN, které na vrstvě 3 a výše používají shodný (ale přitom libovolný) protokol často jsou to dvě shodné sítě (např. obě Ethernet) - pak je důvodem překonání omezení daných fyzickou vrstvou - topologická omezení (topologická omezení jsou problémem fyzické vrstvy, řízení přístupu k médiu je ve vrstvě druhé) - počet stanic, vzdálenost, oddělení lokálního provozu, …) bridge ukládá rámce do bufferu a analyzuje je musí rozpoznat token, jam apod., tyto nepředá do druhé sítě => řízení přístupu je v obou sítích nezávislé logickou adresaci zná až 3. vrstva (síťová) bridge v 1. a 2. vrstvě nezná význam předávaných dat 3. vrstva neví o přítomnosti bridge pakety i framy jsou adresovány, jako by se jednalo o jedinou síť Bridge musí reagovat na všechny procházející framy s libovolnou cílovou adresou. bridge 3 2 2 1 1 LAN A LAN B Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 5

Bridge stanice při odesílání neví o přítomnosti bridge, tudíž mu nic neposílá, bridge pro svoji základní funkci ani nepotřebuje mít přidělenou fyzickou adresu náhrada repeateru bridgem nevyžaduje žádné další změny v síti 2 3 LAN A LAN B bridge 1 1 -> 2: bridge nepředá do sítě B 1 -> 3: 1->Br, Br -> 3 (ve framu je stále stejná hw adresa příjemce i odesílatele) Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 6

Bridge Redundantní spojení ze stanice na stanici obvykle O.K., dvojí příjem téhož paketu obvykle zjistí protokol vyšších vrstev na všeobecnou adresu (všem stanicím) nekonečný cyklus Řešení: algoritmus Spanning Tree (STA, IEEE 802.1d), Spanning Tree Protocol (STP) Principem je vyhledání kostry grafu, nutná komunikace mezi bridgi. (Spanning Tree = kostra grafu) Redundantní spojení jsou potřebná. K redundantnímu spojení dochází často u WiFi sítí. 1 Br. A Br. C 2 Br. B 3 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 7

Bridge Propojené sítě jsou izolované na úrovni 1. a 2. vrstvy, topologická omezení platí pro jednotlivé propojené sítě, celkový rozah sítě není omezen. Nutná jednotná adresace ve všech propojených sítích. (Proto Ethernet a dříve rozšířený Token Ring používaly obě hw adresu o délce 48 bitů, každá technologie měla přiděený rozsah adres, vyráběly se i bridge Ethernet-Token Ring). Bridge lze realizovat i sw (počítač + 2 síťové karty), nepoužívá se. Může udržovat statistiku provozu. Nezávislý na protokolech vyšších vrstev (IPX, TCP/IP, …), proto lze použít i pro OS, který neuvažuje propojení více sítí (pro nesměrovatelné protokoly). Bridge je neadresovatelné zařízení, musí reagovat na veškerý provoz, nejen na ten, který je mu určen. Většina přepínačů (switch) pracuje na principu bridge (tzn. přepíná podle MAC adresy, tzv. L2 switch, ovšem pojmy bridge a switch se vztahují k něčemu jinému : bridge -> strategie rozhodování dle MAC adres switch -> architektura přepínače, rozhodování může být různé (MAC adresy, IP adresy, ...) Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 8

Router Rozsáhlou síť (typ. Internet) nelze vybudovat jen s využitím bridgů (hw adresa je v podstatě náhodné číslo, nemá žádný vztah k "poloze" počítače). Nutné logické adresní schéma, kde adresa obsahuje informaci o "poloze", takové adresy se ale musí přidělovat při připojení do sítě (nelze je přidělovat výrobcem každému zařízení jednou provždy). Logické adresy jsou záležitostí 3. vrstvy (síťová). Kromě adres stanic se pracuje s adresami sítí jako celku. Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 9

Router Každý prvek sítě (stanice, routery) musí mít směrovací tabulku, ve které je uvedeno, který router zprostředkuje spojení do které sítě. Vysílání do jiné sítě: ve framu je jako příjemce hw adresa routeru, logické adresy jsou v hlavičce paketu, router při přeposílání modifikuje hw adresy v hlavičce framu. Router nepřijímá všechny framy, ale jen ty, které jsou mu adresovány. Rámec se všeobecnou adresou - často dokáže odpovědět router (na rozdíl od bridge rozumí zasílaným datům - na 3. vrstvě). Směrovací tabulky: kam mají být předávané rámce způsob vytvoření závisí na sw a protokolu: ručně automaticky (routery si předávají informace) Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 10

Router 2 síť B 1 síť A router 2 síť C 2 B.2 MAC6 A.1 MAC1 B.1 MAC4 C.2 A.1 -> A.2: adresováno na A.2, MAC2 A.1 -> B.2: B.2, MAC3 router změní na B.2, MAC6 a vyšle přes rozhraní B.1 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 11

Router blízké nebo vzdálené sítě (remote router) protokoly 3. vrstvy mohou obsahovat algoritmy pro paralelní cesty konstrukce: samostatné zařízení počítač s více síťovými kartami (nebo sériové porty) + příslušný sw ve srovnání s bridgem: nižší zatížení (router je adresovatelný) menší směrovací tabulky (ne všechny počítače, ale jen sítě) lze propojovat sítě různých vlastností na vrstvě 2, s různou délkou fyzických adres, naopak ve více sítích mohou být stanice se stejnou hw adresou nevýhody: závislost na použitém protokolu (nemůže existovat univerzální router např. pro Ethernet), kolik protokolů, tolik routerů (stačí sw, fyzicky to může být stejný stroj) stanice musí být nakonfigurovány pro použití routeru. Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 12