Принцип работы прозрачных мостов

Прозрачные мосты (transparentbridge) могут использоваться в сетях различных канальных технологий (Ethernet, TokenRing, FDDI), при этом принцип и алгоритм работы моста не изменяется. Однако все сегменты, подключенные к одному мосту должны использовать одну и ту же канальную технологию. Этот тип мостов называется прозрачным, потому что работа всех узлов сети при использовании мостов не будет отличаться от работы в случае их отсутствия, то есть конечные узлы не знают о существовании в сети моста и работают так, как будто сегменты сети соединены напрямую. Порты моста не имеют MAC-адресов, однако в остальном их функции соответствуют функциям сетевых адаптеров.

Для моста сеть представляется набором MAC-адресов узлов. Все операции моста по фильтрации или продвижению пакетов связаны с таблицей адресов моста. В таблице адресов содержится информация о принадлежности определенного узла сети определенному сегменту. Каждому узлу соответствует одна запись таблицы, в которой записан MAC-адрес узла и номер порта моста, к которому подключен сегмент этого узла (см. рис. 3.2.1).

Таблица адресов моста

Каждый порт моста работает в режиме приема всех кадров, передаваемых узлами сегмента. При этом таблица адресов формируется динамически следующим образом. При получении любого пакета мост анализирует MAC-адрес источника, содержащийся в заголовке пакета. Если записи для такого MAC-адреса в таблице нет, то она добавляется. При этом в ней фиксируется номер порта, с которого был получен кадр. Если такой MAC-адрес уже есть в таблице, то запись проверяется, и в случае несоответствия номера порта может быть обновлена. Таки образом мост постоянно изучает структуру сети, и в случае ее изменения модифицирует таблицу адресов.

Для принятия решения о передаче кадра в другой сегмент мост анализирует MAC-адрес назначения кадра. Если такой адрес есть в таблице адресов, то мост сравнивает номер порта, взятый из таблицы для адреса назначения с номером порта, откуда был получен кадр. Если они совпадают (узел-источник и узел назначения находятся в одном и том же сегменте) то кадр фильтруется, то есть удаляется из буфера и никуда не передается. Если номер порта для адреса назначения не совпадает с номером порта-источника, то мост передает кадр в тот сегмент, где находится узел назначения через порт, адрес которого был определен по таблице. Если адрес назначения отсутствует в таблице, то есть мосту неизвестно местонахождение узла назначения, то кадр передается мостом на все порты, за исключением того, откуда он был получен. Аналогично обрабатываются широковещательные пакеты. Они так же передаются мостом на все порты, за исключением порта-источника. Блок схема описанного выше алгоритма работы моста приведена на рис. 3.2.2. По этому алгоритму обрабатывается каждый кадр, получаемый мостом.

Алгоритм работы прозрачного моста

Записи таблицы адресов могут быть статическими и динамическими. Динамические записи создаются мостом автоматически в процессе работы, как это было описано выше. Каждая динамическая запись имеет срок жизни. Если от какого-либо узла определенное время не поступает пакетов, то соответствующая ему запись в таблице считается устаревшей и удаляется. Этот механизм защищает работу моста от ошибок, которые могли бы возникнуть, например, при перемещении компьютера из одного сегмента в другой. Кроме того, он защищает таблицу от «засорения» записями для несуществующих в сети адресов.

Статические записи создаются администратором и не имеют срока жизни. То есть статическая запись будет находиться в таблице до тех пор, пока не будет удалена вручную. Использование статических записей целесообразно в условиях неизменной конфигурации сети и может повысить эффективность работы моста.