Võrgusild (2. kiht): määratlus, tööpõhimõte ja erinevused kommutaatoriga
Võrgusild (2. kiht) selgitatud: määratlus, tööpõhimõte ja praktilised erinevused kommutaatoriga — kiirus, lülitusmeetodid, pooledupleks/täisdupleks ja portide eripära.
Võrgu sild on seade, mis ühendab omavahel kahte või rohkem võrgu segmenti OSI mudeli andmesidekihil (OSI mudeli 2. kiht). Sild (bridge) klassifitseerib ja edastab Etherneti raame MAC-aadresside alusel ning aitab vähendada kokkupõrkeid ja ruuterite vajadust väiksemates LAN-ides.
Tööpõhimõte
Sild ei korda kogu liiklust mõlemale poole, nagu seda teeb keskus (hub). Selle asemel kasutab sild järgmist põhimõtet:
- MAC-aadresside õppimine: sild loeb sissetulevate raamide lähte-MAC-aadresse ja salvestab need tabelisse koos portiinfo — nii õpib ta, milliselt portilt teatud aadressid paiknevad.
- F iltreerimine ja edastamine: kui saab raami, kontrollib sild, kas siht-MAC on tabelis. Kui siht on teada ja asub samal segmendil, raam filtreeritakse (ei edastata). Kui siht asub teisel segmendil, sild edastab raami ainult sellele pordile.
- Flooding: kui siht-MAC ei ole veel õpitud, saadab sild raami kõigile teistele portidele (flood), kuni sihtaadress õpitakse.
Sild aitab nii vähendada kokkupõrkeid kui ka jagada võrgu ribalaiust tõhusamalt kui füüsiline hub. Kuna sild peab vaatama MAC-raame, on ta keerukam kui lihtne repiiter või hub.
Tsüklite vältimine ja STP
Kui võrgus on mitu sillaga ühendatud teed, võivad tekkida silmused (loop’id), mis põhjustavad raamide lõputut edasi-tagasi voolamist. Selle vältimiseks toetavad paljud sillad ja lülitid Spanning Tree Protocol (STP) või selle kiirendatud variandid (näiteks RSTP), mis tuvastavad ja kehtestavad aktiivse, silmusevaba topoloogia.
Võrgusild vs kommutaator (switch)
Terminid sild ja lüliti/kommutaator kattuvad — mõnikord nimetatakse silda ka 2. kihi lülitiks. Tänapäeval on kommutaatorid üldiselt siledamalt optimeeritud ja pakuvad rohkem funktsioone. Peamised erinevused ja praktilised punktid:
- Rakendamisviis: ajalooliselt teostati sildade pakettide edastamist tarkvaraga; tänased kommutaatorid kasutavad kiireid riistvaralisi lahendusi (ASIC-id) ja suudavad töödelda liiklust palju suurema läbilaskevõimega.
- Kiirus: kommutaatorid töötavad tavaliselt oluliselt kõrgema kiirusega kui vanemad sildadetaolised seadmed.
- Lülitusmeetodid: sildadest ja kommutaatoritest sõltuvad erinevad lülitusmeetodid — levinumad on store-and-forward (salvestamine ja edastamine), cut-through (läbilõikamine) ja fragment-free (fragmendivaba). Traditsioonilised sillad tegid tavaliselt store-and-forward, et kontrollida vigasid enne edastamist.
- Portide arv: kommutaatoritel on tavaliselt rohkem porte kui klassikalistel sildadel, mis tegi neist parema valiku mitme sõlmega võrkudes.
- Duplex: vanemad sillad töötasid sageli pooldupleksrežiimis; kaasaegsed switchid toetavad tavaliselt nii pool- kui ka täisdupleksit. Tänapäeva seadmed (nii „sillad” kui „lülitid”) toetavad üldjuhul täisdupleksit.
- Kokkupõrke- ja leviedomeenid: nii sillad kui ka kommutaatorid jagavad võrku kokkupõrke (collision) domäänideks — igal pordil on tavaliselt oma kokkupõrke domeen. Täisdupleksis kokkupõrked kaovad. Leviedomeen (broadcast domain) jääb aga samaks kogu seadme piires, välja arvatud kui kasutatakse VLAN-e; kommutaatorid toetavad sageli VLAN-e, mis võimaldavad ühesse füüsilisse seadmesse luua mitu eraldiseisvat leviedomeeni.
Kus ja miks kasutatakse sildasid?
- Väiksemates võrkudes või võrgu segmentide eraldamisel, kui soovitakse vähendada kokkupõrkeid ilma kiirust ja VLAN-funktsioone nõudmata.
- Silla põhimõtet kasutatakse tänapäeva lülitites — praktiliselt kõik kaasaegsed LAN-lülitid toimivad Layer 2 MAC-põhise lülitamisena.
- Sillad on ajalooliselt olnud sammuks hubidest ruuterite suunas; tänapäeval on need funktsioonid koondunud võimsatesse lülititesse ja ruuteritesse.
Kokkuvõte
Võrgusild on Layer 2 seade, mis liigendab ja edastab Etherneti raame MAC-aadresside põhjal, vähendades liigselt edastatava liikluse hulka ja parandades võrgu efektiivsust võrreldes hubidega. Kuigi traditsioonilised sillad on aegade jooksul osaliselt asendunud kiirete kommutaatoritega, põhineb tänapäevaste switchide töö samadel Layer 2 põhimõtetel, lisades riistvaralise kiiruse, VLAN-toe ja täiendavad funktsioonid.
Seotud leheküljed
- Lühima tee ühendamine
Küsimused ja vastused
K: Mis on võrgusild?
V: Võrgu sild on seade, mis ühendab kaks võrgu osa omavahel andmesidekihil (OSI mudeli 2. kiht).
K: Kuidas võrgusild töötab?
V: Võrgu sillad töötavad sarnaselt võrgukommutaatoritega, kuid liiklust hallatakse erinevalt. Sild saadab liiklust ühelt poolelt teisele ainult siis, kui see läheb teisel poolel asuvasse sihtkohta. See erineb 1. kihi kommutaatorist, mis saadab kogu liikluse mõlemalt poolelt.
K: Kas võrgusilda nimetatakse ka millekski muuks?
V: Mõnikord nimetatakse võrgusildasid ka 2. kihi kommutaatoriteks.
K: Kuidas neid võrrelda hubide ja repiiteritega?
V: Kuna nad peavad vaatama nendesse siseneva liikluse sisu, on nad palju keerulisemad kui hub või repiiter.
K: Millisel OSI-mudeli kihil töötab võrgusild?
V: Võrgu sild töötab OSI-mudeli 2. kihil, mida nimetatakse ka andmesidekihiks.
K: Millist tüüpi liiklust edastab sild?
V: Sild saadab liiklust ühelt poolelt teisele ainult siis, kui see läheb teisel poolel asuvale aadressile.
K: Kas sildade ja kommutaatorite vahel on erinevusi selles, kuidas nad oma liiklust haldavad?
V: Jah, sillad saadavad ühelt poolelt liiklust ainult siis, kui see läheb kuhugi sellele teisele poolele, samas kui lülitid saadavad kogu sissetuleva liikluse, sõltumata selle sihtaadressist.
Otsige