Мостовое соединение разнородных сетей

Введение

г ^Прозрачные мостовые соединения используются в основном в сетях Ethernet, а мос- 1 товая|маршрутизаци#от источника (Source-Route Bridges — SRB) — главным образом I в сетях .Token Rings И прозрачные мостовые соединения, и SRB широко распространенны, поэтому возникаем вопрос: существует ли способ непосредственного мостового соединения между такими сетями. Такие способы существуют и их несколько. «^-Мостовое соединение с трансляцией является относительно недорогим решением деюсоторых проблем’из тех, которые вызываются мостовыми соединениями между домнами с прозрачными мостовыми соединениями и с SRB. Впервые мостовые соединения с трансляцией стали применяться в середине 80-х годов, но тогда они не получили поддержки ни одной организации по стандартизации. Вследствие этого многие аспёкты таких соединений определяются разработчиком.

В; 1990 г; компания IBM устранила некоторые слабые места мостового соединения с трансляцией, введя прбзрачную мостовую маршрутизацию от источника (Source- JfUniil Transparent —; SRT) SRT-мосты могут передавать потоки данных от прозрачных Си маршрутизируемых от источника конечных узлов и образовывать обычное разветвленное дерево с прозрачными мостами, тем самым позволяя однотипным конечным станциям обмениваться данными друг с другом в сети с произвольной топологией. МарШрутизацйя SRT ^писана в Приложении С стандарта IEEE 802.Id.

В конечном счете целью соединения доменов с прозрачными мостами и с SRB является обеспечение связи между конечными станциями доменов обоих типов. В на- дймйгсйщей главе описываются технические проблемы, решаемые алгоритмическим пу- ^тещ; мостовое соединение с трансляцией и мостовое SRT-соединение.

Проблемы трансляции

Перечисленные ниже проблемы связаны с обеспечением связи между конечными Инстанциями принадлежащими доменам Ethernet и доменам с прозрачным мостовым р соединением и конечными станциями из доменов SRB/Token Ring.

•        Несовместимый порядок битов. Несмотря на то, что и Ethernet, и Token Ring поддерживают 48-разрядные МАС-адреса, внутреннее аппаратное представление этих адресов различно. Первый бит последовательного битового потока, представляющего адрес, Token Ring рассматривает как старший бит в байте, a Ethernet — как младший бит. Формат Ethernet называют каноническим, a Token Ring — неканоническим. Для преобразования между каноническим и неканоническим форматами трансляционный мост изменяет порядок битов в каждом байте адреса на обратный. Например, адрес Ethernet 0С-00-01-38-73-0В транслируется в адрес Token Ring 30-00-80-1C-CE-D0.

•        Встроенные МАС-адреса. Иногда МАС-адреса передаются в области данных фрейма. Например, протокол протокол преобразования адресов (Address Resolution Protocol — ARP), распространенный в сетях TCP/IP, размещает аппаратные адреса в области данных фрейма канального уровня. Преобразование адресов, расположенных в области данных, требуется только в определенных случаях, поэтому это довольно сложная операция. Протокол IPX также встраивает адреса 2-го уровня в область данных некоторых фреймов. Трансляционные мосты должны изменять порядок битов также и в таких встроенных адресах. Многие протоколы реагируют на МАС-адреса, встроенные в протокол, а не в заголовки 2-го уровня. Поэтому трансляционный мост должен изменять порядок и в этих байтах, иначе устройства не будут реагировать на корректные МАС-адреса.

•        Несовместимые размеры максимальных модулей передачи (Maximum Transfer Unit — MTU). В сетях Token Ring и Ethernet максимальные размеры фреймов различны. В Ethernet размер модуля MTU составляет около 1500 байтов; в то время как фреймы Token Ring могут быть намного больше. Поскольку мосты не позволяют фрагментировать и компоновать фреймы, пакеты, длина которых превышает MTU данной сети, должны отбрасываться.

•        Обработка битов состояния фреймов. Фреймы Token Ring содержат три бита состояния: А, С и Е. Назначение этих битов заключается в том, чтобы сообщить источнику фрейма, был ли данный фрейм получен получателем (бит А), скопирован (бит С) или в фрейме при приеме были обнаружены ошибки (бит Е). Поскольку Ethernet не поддерживает эти биты, перед производителями мостов Ethernet-Token Ring стоит проблема их обработки.

•        Обработка особых функций Token Ring. Некоторые биты Token Ring не имеют логических соответствий в Ethernet. Например, в Ethernet нет механизма приоритетности, который присутствует в Token Ring, а также битов маркировки, мониторинга и резервирования. При преобразовании во фрейм Ethernet эти биты фрейма Token Ring должны отбрасываться.

•        Обработка фреймов анализатора. Прозрачные мосты не обрабатывают фреймы SRB-анализатора. Они узнают о топологии сети путем анализа адреса источника входящих фреймов и не поддерживают процесс определения маршрута SRB.

•        Обработка поля маршрута (Routing Information Field — RIF) в фрейме Token Ring. SRB-алгоритм размещает информацию о маршрутизации в поле R1F. В алгоритме прозрачного мостового соединения нет эквивалента полю R1F и в нем вообще не используется принцип размещения информации о маршрутизации в фрейме.

•          Несовместимые алгоритмы ветвления. Как прозрачное мостовое соединение, так и SRB во избежание петель используют алгоритмы связующего дерева деревьев. Однако эти алгоритмы несовместимы.

•          Обработка фреймов без информации о маршруте. В SRB ожидается, что все фреймы локальной сети содержат информацию о маршруте. Фреймы без поля RIF (включая конфигурацию прозрачного мостового соединения и сообщения об изменении топологии, а также МАС-фреймы, отправленные из домена с прозрачными мостовыми соединениями), поступающий на SRB- мост, игнорируются.

Мостовое соединение с трансляцией

Поскольку способ обмена данными между двумя типами сетей так и не был стандартизирован, ни одно мостовое соединение с трансляцией нельзя назвать корректным. В этом разделе описываются несколько распространенных вариантов мостового соединения с трансляцией.

Трансляционные мосты при преобразовании форматов фрейма Ethernet и Token Ring переупорядочивают биты адресов источника и получателя. Проблема встроенных МАС-адресов решается путем программной проверки мостом различных типов МАС- адресов, однако это решение приходится адаптировать к каждому новому типу встроенных МАС-адресов. Некоторые мостовые соединения с трансляцией просто сверяются с наиболее распространенными встроенными адресами. Если программное обеспечение мостового соединения с трансляцией работает в мультипротокольном маршрутизаторе, то такое устройство может успешно маршрутизировать эти протоколы без каких-либо проблем.

В поле R1F есть подполе, где указывается максимальный размер фрейма, который может быть принят конкретной реализацией SRB. Трансляционные мосты, передающие фреймы из домена, где используются мостовые соединения с трансляцией, в SRB-домен, обычно записывают в поле MTU значение 1500 байтов. Это делается для ограничения размера фреймов Token Ring, передаваемых в домен мостовых соединений с трансляцией. Некоторые узлы не могут корректно обработать это поле. В таких случаях трансляционные мосты вынуждены отбрасывать фреймы, превосходящие MTU Ethernet.

Биты, соответствуюшие функциям Token Ring и не имеющие аналогов в Ethernet, чаще всего отбрасываются трансляционными мостами. Например, отбрасываются биты приоритетности, резервации и мониторинга Token Ring, содержащиеся в байте управления доступом. Биты состояния фрейма Token Ring, которые содержатся в байте, следующим за признаком конца поля данных, обрабатываются по-разному, в зависимости от производителя моста. Некоторые производители мостов просто игнорируют эти биты. Мосты других производителей устанавливают С-бит (указывающий, что фрейм был скопирован), но не А-бит (указывающий, что получатель распознал адрес). В первом случае узел источника Token Ring определяет, не был ли потерян отправленный им фрейм. Сторонники этого подхода считают, что механизмы повышения надежности, такие как контроль потерянных фреймов, лучше реализовать на 4-м уровне модели OSI. Сторонники установки С-бита считают, что такой бит должен быть установлен, чтобы следить за потерянными фреймами, а А-бит устанавливать не следует, поскольку мост не является получателем.

Трансляционные мосты могут создать программный шлюз между двумя доменами. Для конечных SRB-станций у трансляционного моста есть номер кольца и связанный с ним номер моста, поэтому он выглядит как стандартное SRB-устройство. В этом случае номер кольца на самом деле отражает весь домен мостовых соединений с трансляцией. Для домена прозрачных соединений трансляционный мост является прозрачным мостом.

При передаче данных из SRB-домена в домен прозрачных соединений SRB- информация удаляется. RIF-поля обычно кэшируются для использования обратным потоком данных. При передаче данных из домена прозрачных соединений в SRB-домен трансляционный мост может проверить фрейм на наличие одиночного адреса получателя. Если адрес получателя фрейма групповой или широковещательный, то он направляется в SRB-домен как анализатор связующего дерева. Если адрес получателя фрейма одиночный, то трансляционный мост ищет получателя в RIF-кэше. В случае нахождения пути он используется, а RIF-информация добавляется к фрейму; в противном случае фрейм отправляется как анализатор связующего дерева.

На рис. 28.1 показана смешанная сеть с трансляционным мостом, соединяющим сегменты Token Ring и Ethernet. Одноадресатная передача данных со станции 1 в сегменте Token Ring на станцию 2 в сегменте Ethernet проходит через два моста. Станция 1 генерирует фрейм с полем RIF, где содержится маршрут: Кольцо 1 — Мост 1 — Кольцо 2 — Мост 2 — Кольцо 3. Следует обратить внимание на то, что Кольцо 3 является сегментом Ethernet. На Станции 1 неизвестно, что Станция 2 принадлежит сегменту Ethernet. Отвечая Станции 1, Станция 2 генерирует фрейм без RIF-поля. Трансляционный мост, Мост 2, обнаруживает МАС- адрес получателя (Станция 1) и вставляет во фрейм RIF-поле, после чего отправляет его в направлении Станции 1.

Рис. 28.1. Пример одноадресатной передачи данных между станциями в сегментах Token Ring и Ethernet

Поскольку реализации связующих деревьев в сегментах несовместимы, множественные маршруты между SRB-доменами и доменами прозрачных мостовых соединений обычно не допускаются. На рис. 28.2-28.4 представлены варианты преобразований фрейма мостовым соединением с трансляцией.

На рис. 28.2 показана схема преобразования фрейма при передаче между сетями IEEE 802.3 и Token Ring. Адреса получателя и источника (Destination And

Source Addresses — DAS А), точки доступа к службе (Service-Access Point — SAP), информация управления логическим каналом (Logical Link Control — LLC) и данные заносятся в соответствующие поля фрейма получателя. Изменяется порядок битов в адресах получателя и источника. При передаче данных от IEEE 802.3 к Token Ring удаляется поле длины фрейма IEEE 802.3. При передаче данных от Token Ring к IEEE 802.3 удаляются байт управления доступом и поле RIF. Поле RIF может быть кэшировано в трансляционном мосту для использования обратным трафиком.

Рис. 28.2. При передаче данных между IEEE 802.3 и Token Ring без изменений остаются четыре поля

На рис. 28.3 показана схема преобразования фрейма при передаче между сетями Ethernet II и Token Ring с помощью протокола доступа к подсети (Subnetwork Access Protocol — SNAP). SNAP добавляет к полю данных фрейма Token Ring коды производителя и типа. Адреса получателя и источника, информация о типе и данные передаются соответствующим полям фрейма получателя, а биты DASA повторно упорядочиваются. При передаче данных по протоколу SNAP от Token Ring к Ethernet II удаляются поля RIF, SAP, LLC и код производителя. Данные RIF могут быть кэшированы в трансляционном мосту для использования обратным потоком данных. При передаче данных от Ethernet II к Token Ring SNAP- информация не удаляется.

Рис. 28.3. При передаче данных по протоколу SNAP между Ethernet II и Token Ring без изменений

остаются три поля

На рис. 28.4 показана схема преобразования фрейма из формата 0x80D5 Ethernet II в формат Token Ring. (Во фреймах Ethernet II 0x80D5 содержатся данные IBM SNA.) Информация DASA, SAP, LLC и данные передаются соответствующим полям фрейма получателя, а биты адресов получателя и источника повторно упорядочиваются. При передаче данных от Ethernet II 0x80D5 к Token Ring удаляются поля типа и заголовка 80D5. При передаче данных от Token Ring к Ethernet II 0x80D5 удаляется поле RIF. Информация RIF может быть кэширована в трансляционном мосту для использования обратным потоком данных.

Рис. 28.4. При передаче данных между Ethernet II формата 0x80D5 и Token Ring без изменений остаются четыре поля

Прозрачная мостовая маршрутизация от источника

SRT-мосты объединяют системы с прозрачными мостовыми соединениями и системы с SRB-алгоритмами. В SRT-мостах для различения SRB-фреймов и фреймов прозрачного мостового соединения используется бит индикатора маршрутной информации (Routing Information Indicator — RII). Если бит RII равен 1, то во фрейме есть RIF-поле и мост использует SRB-алгоритм. Если бит RII равен 0, то во фрейме нет RIF-поля и мост использует прозрачное мостовое соединение.

Как и в случае трансляционных мостов, SRT-мосты не являются идеальным решением проблемы соединения разнородных сетей, так как сохраняется описанная ранее несовместимость Ethernet/Token Ring. Скорее всего, для мостового SRT-соединения потребуется усовершенствование оборудования до SRB, чтобы оно выдерживало возросшую нагрузку, возникающую за счет анализа каждого пакета. Может понадобиться и модернизация программного обеспечения до уровня SRB. Более того, в средах со смешанными SRT-мостами, прозрачными мостами и SRB выбранные маршруты от источника должны проходить по всем доступным SRT- и SRB-мостам. Такие маршруты потенциально могут в значительной степени зависеть от связующих деревьев, созданных прозрачными мостами. Наконец, смешанные сети с мостовыми SRB/SRT- соединениями теряют преимущества SRT-соединений, поэтому пользователи вынуждены обходить мостовые SRT-соединения, что влечет за собой значительные затраты. Тем не менее, мостовое SRT-соединение допускает сосуществование двух несовместимых сред и делает возможной связь между конечными узлами в SRB-доменах и доменах с прозрачными мостовыми соединениями.

Дополнительные источники

•                    Kennedy С. and Hamilton К. CCIE Professional Development: Cisco LAN Switching. Cisco Press, 1999. (Принципы коммутации в локальных сетях Cisco. ИД "Вильяме", 2003.)

•                    Perlman R. Interconnections, Second Edition: Bridges, Routers, Switches, and Internetworking Protocols. Addison Wesley, 1999.

Литература:

Руководство по технологиям объединенных сетей, 4-е издание. : Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. — 1040 с.: ил. – Парал. тит. англ.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100