Сетевой мост (Vymyfkw bkvm)

Сетевой мост (также бридж с англ. bridge) — сетевое устройство второго (канального) уровня сетевой модели OSI. Предназначен для объединения сегментов (подсетей) компьютерной сети в единую сеть.

Уровни OSI 7. Прикладной 6. Представительский 5. Сеансовый 4. Транспортный 3. Сетевой 2. Канальный 1. Физический

Принцип работы

При получении из сети кадра (пакета) мост проверяет в его заголовке MAC-адрес назначения (англ.  MAC (Media Access Control) address) и, если он принадлежит данной подсети, передаёт (транслирует) кадр дальше в тот сегмент, которому предназначался данный кадр; если кадр не принадлежит данной подсети, мост ничего не делает.

Типы мостов

Термин «прозрачные» мосты объединяет большую группу устройств, поэтому их принято группировать в категории, базирующиеся на различных характеристиках изделий:

• Прозрачные мосты (англ. transparent bridges) объединяют сети с едиными протоколами канального и физического уровней модели OSI;
• Транслирующие мосты (англ. translating bridges) объединяют сети с различными протоколами канального и физического уровней;
• Инкапсулирующие мосты (англ. encapsulating bridges) соединяют сети с едиными протоколами канального и физического уровня через сети с другими протоколами.

Функциональные возможности

Мост обеспечивает:

• ограничение домена коллизий
• задержку фреймов, адресованных узлу в сегменте отправителя
• ограничение перехода из домена в домен ошибочных фреймов:
  • карликов (фреймов меньшей длины, чем допускается по стандарту (64 байта))
  • фреймов с ошибками в CRC
  • фреймов с признаком «коллизия»
  • затянувшихся фреймов (размером больше, чем разрешено стандартом)

Мосты «изучают» характер расположения сегментов сети путём построения адресных таблиц вида «Интерфейс:MAC-адрес», в которых содержатся адреса всех сетевых устройств и сегментов, необходимых для получения доступа к данному устройству.

Мосты увеличивают латентность сети на 10-30 %. Это увеличение латентности связано с тем, что мосту при передаче данных требуется дополнительное время на принятие решения.

Мост рассматривается как устройство с функциями хранения и дальнейшей отправки, поскольку он должен проанализировать поле адреса пункта назначения фрейма и вычислить контрольную сумму CRC в поле контрольной последовательности фрейма перед отправкой фрейма на все порты.

Если порт пункта назначения в данный момент занят, то мост может временно сохранить фрейм до освобождения порта.
Для выполнения этих операций требуется некоторое время, что замедляет процесс передачи и увеличивает латентность.

Дополнительная функциональность

• Обнаружение (и подавление) петель (широковещательный шторм)
• Поддержка протокола Spanning tree (остовное дерево) для разрыва петель и обеспечения резервирования каналов.
• Shortest Path Bridging является современной альтернативой старому семейству протоколов Spanning tree

Программная реализация

Режим бриджинга присутствует в некоторых видах высокоуровневого сетевого оборудования и операционных систем, где используется для «логического объединения» нескольких портов в единое целое (с точки зрения вышестоящих протоколов), превращая указанные порты в виртуальный коммутатор. В Windows XP/2003 этот режим называется «подключения типа мост». В операционной системе Linux при объединении интерфейсов в мост создаётся новый интерфейс brN (N — порядковый номер, начиная с нуля — br0). Для создания мостов используется пакет bridge-utils, входящий в большинство дистрибутивов Linux.

Различие между мостом и коммутатором

Разница между мостом и коммутатором состоит в том, что мост в каждый момент времени может осуществлять передачу только одного потока кадров и только между двумя портами, а коммутатор способен одновременно передавать несколько потоков данных между любыми своими портами. Другими словами, мост передает кадры последовательно, а коммутатор параллельно.

Мосты используются только для связи локальных сетей с глобальными, то есть как средства удаленного доступа, поскольку в этом случае необходимость в параллельной передаче между несколькими парами портов просто не возникает.

Источники

• Лаем Куин, Ричард Рассел Fast Ethernet, bhv, Киев, 1998. ISBN 5-7315-0014-2 (англ: ISBN 0-471-16998-6)
• Связь с прозрачным сетевым мостом
• А. А. Шимбирёв «Компьютерные сети», МПТ РГТЭУ, 2010