Home CCNA הסבר על Bridge, Switch, Hub, Router ו MAU, Buffer ועל Store & Forward ו Cut Through

הסבר על Bridge, Switch, Hub, Router ו MAU, Buffer ועל Store & Forward ו Cut Through

by Tal Ben Shushan 13/04/2015 0 comment
הסבר על Bridge, Switch, Hub, Router ו MAU, Buffer ועל Store & Forward ו Cut Through
נהנתם מהמאמר ? שתפו אותו!

הסבר על Bridge, Switch, Hub, Router

Hub

(רכזת)

הוא תחילתו של הSwitch והוא נחשב ל Legacy Device (מכשיר ישן) שכמעט אינו נמצא בשימוש, הוא לא מחשב מרחק, שומר טבלאות מכל סוג שהוא ואינו פותח את החבילה והוא מבצע פעולה פשוטה מאוד.
הפעולה היחידה שמבצע ה Hub הוא לקבל אות (חבילה) ולחזור עליה (לחזק את האות). דוגמה:

כל הזכויות שמורות לטל בן שושן – Shushan.co.il

Hub עם ארבע פורטים אליו מחוברים מחשב ושרת, המחשב שולח חבילה וה Hub מקבל את החבילה… מה הוא עושה איתה? שולח אותה לכל הפורטים שלו ומי יקבל אותו? השרת שמחובר אליו
עכשיו נוסיף מחשב נייד, המחשב שוב שולח חבילה וה Hub שולח לכל הפורטים שלו מי מקבל את החבילה?  השרת והמחשב נייד

מה יקרה אם המחשב הנייד והמחשב הנייח רוצים לשלוח חבילה באותו הרגע? מה שיקרה הוא התנגשות ” Collision ” ה Hub מוגדר כ One Domain Collision זאת אומרת שכל הפורטים שלו נמצאים באותו אזור שבו יכול להתרחש ההתנגשות, המחשב ישתמש ב CSMA\CA (הסבר קיים באתר) ויאזין לתווך ואם הוא מזהה שמחשב אחר שלח חבילה הוא ישהה את השליחה שלו, אם לא, יהיה לנו התנגשות והחבילה לא תשלח ליעדה ולכן במקרה זה הוא יעזר ב CSMA\CD וידע שהייתה התנגשות ויתקן אותה (אך? חפשו באתר CSMA\CD VS CSMA\CA) נוסף על כך במקרה כזה הוא Scalabilty

Bridge

Bridge

HUB

HUB

Media Access Unit
(MAU)

MAU הוא למעשה דומה לHub אבל דומה ולא יותר… למעשה הוא נבנה בשביל רשתות Token Ring (חפשו באתר למונח זה) ובמה הוא דומה ל Hub גם פה הוא לא בונה טבלה או מנתב את המידע ליעד ספציפי ולכן דומה יותר ל Hub , הדגמה:

מחשב נייח ומחשב נייד מחוברים לMAU ברגע שמחשב מקבל את ה Token רק לו מותר לשלוח מידע בתווך ואז הMAU עובר פורט פורט (פורט 1, פורט 2, פורט 3 ואז 4 וחוזר חלילה בחזרה) ואז אתם בטח חושבים שהוא דומה לHub כי גם פה המחשבים משתמשים בCSMA\CD\A UV והתשובה היא: לא! למה לא? בגלל שהMAU עובדת בשיטת Token Ring הוא נותן רק למחשב אחד לשלוח בתווך והשאר צריכים לחכות ל Token ואם הוא לא ברשותם אז אינם יכולים לשלוח לתווך.

MAU

MAU

MAU

MAU

 Bridge
גשר

Bridge הוא למעשה אב-קדום של ה Switch, הוא מחלק את הרשת לCollision Domain , ובהבדל מMAU וHUB הוא למעשה כן יוצר טבלת MAC Address ומבצע את העברה על פי כתובת הMAC כמו שניתן לראות בדיאגרמה, ניתן לראות שהוא יושב בין HUB לHUB אחר ומחלק כל אחד ל Collision Domain בפני עצמו לכן אם המחשב העליון שולח חבילה היא נשלחת לכל ה HUB אך היא אינה מגיעה לרשת מתחת וכך הוא מחלק את ה Collision Domain ל2, ואז אתם שואלים ואם המחשב העליון רוצה לשלוח לשרת הכי תחתון? אז המחשב שולח וברגע שזה מגיע ל Bridge הוא יודע שזה למחשב שנמצא בצד השני ואז הוא שולח את זה לHUB התחתון ומשם אתם כבר יודעים מה קורה…
דבר נוסף, הטבלה בה משתמש הגשר היא תוכנתית ולא חומרתית!

Bridge

Bridge

 

Bridge

Bridge



Switch
מתג

Switch הוא למעשה התפתחות של ה”גשר” הוא בונה טבלת MAC Address (כל הפרטים מאוחסנים בCAM) אותה הוא מקבל מחבילת המידע, על מנת לדעת להעביר את המידע המתקבל לאותו “מחשב” ספציפי ולא לבצע Broadcasting לכל הפורטים וההבדל בינו לבין Bridge הוא שהוא מחלק כל פורט ופורט ל Collision Domain בפני עצמו ותלוי במצב בו הוא הסוויצ’ מוגדר (Half-Duplex) הוא משדר ומקבל רק פעם אחת בכיוון ולא בו זמנית ואילו ב Full Duplex הוא משדר ומקבל בו זמנית כאשר המתג מקבל את החבילה הוא יבדוק בטבלה האם אחד מהמחשבים רשומים אצלו ואם לא, הוא ישלח לכל הפורטים חוץ מהפורט ממנו הוא קיבל את החבילה.
במשך הזמן הצורך במתג אותו אתם מכירים היום הוא קריטי כאשר הרשתות הפכו עמוסות יותר ויותר.

למתג יש 3 דרכים לעבוד והם:

Error Free Cut-Through – המתג פותח את החבילה ומבצע CRC ובודק אם יש בחבילה שגיאות באם מתגלה שגיאה הוא מעביר אותה ל Store & Forward ושם הוא יבדוק את תקינות החבילה ויעביר אותה הלאה וכן זו הדרך האמצעית

Cut-Through – המתג לא בודק את החבילה ושולח אותה ישירות כאשר פתיחת החבילה היא לצורך הידע שלו לאיפה להעביר את החבילה, במצב כזה מהירות העברה היא הגבוהה ביותר אך לא הבטוחה כיוון שחבילה יכולה להשלח שגויה ואם היא שגויה היא תשלח שוב ושוב.

Store & Forward – המתג מקבל את הFrame ומאחסן אותה בBuffer עד שהוא מקבל את כל ה Frame שנשלח אליו, בזמן שה Frame נמצא ב Buffer הוא בודק לאיפה הוא מיועד והאם יש בו שגיאות על ידי CRC קיצור של Cyclic Redundancy Check

אתם בטח שואלים מהו Buffer ?

Buffer

בהסבר פשוט Buffer (בעברית חוצץ) הוא למעשה מקטע זיכרון המאחסן את המידע באופן זמני בעת העברתו ממקום למקום, אך בעולם הסוויצ’ים אותו Buffer משמש לאחסון ה Frame לפני שליחתם אל היעד בין אם זה לבדוק את ה Frame לאותו ה Buffer בסיסקו יש 2 סוגים:

Port-based Memory

בPort-based Memory ה Frame מאוחסנים “בתור” אשר משוייך לפורטים מסויימים, זאת אומרת שFrame שהגיע לסוויצ’ ומטרתו להגיע לפורט מסוים ימתין עד אשר אותו “תור” לאותו “פורט” יסיים ויגיע תורו ורק אז הוא ישלח וזאת אומרת שאם יש פורט עמוס, הFrame לא ישלח עד אשר יגיע תורו ובכך להיתקע ולהאט את קצב שליחת ה Frames אל אותו פורט, אותו התור שייך לכל הפורטים.
דמיינו תור לקלונוע ויש כמה קופות, כל קופה מקבלת רק סוג אחד של כרטיס אשראי (הפורטים הם הקופות והכרטיס הוא ה MAC Destination) ורוב האנשים בתור הם של Visa והקופה הזו הופכת לעמוסה ביותר אותו תור לא יתקדם גם אם בסוף התור יש אדם שמחזיק ויזת מאסטרכרד והקופה שלו פשוט ריקה…

כך גם כאן גם אם מגיע Frame והיעד שלו זה פורט מסוים (מחשב מסוים) הוא לא יגיע עד אשר יגיע תורו ואותו פורט עמוס “תקע” את אותו Frame בגלל התור הגדול בגללו

Shared Memory

ב Shared Memory הסוויצ’ מכיל מפה של איזה Frame לאיזה פורט כמות הזיכרון שמוקצת לכלל הפורטים ולא לפורט יחיד מאפשר העברה של Frameים גדולים יותר וכך מפחית את כמות השליחות  , הוא מקצה את הFrame לפורט באופן דינמי ואז מהפורט הזה אל הפורט הדרוש וכך לא יוצור את אותו התור שקיים ב Port-based Memory

CRC

הוא משתמש בנוסחא מתמטית בה הוא בודק את ה Frame ואת תוכנו לאחר שהוא מוודא שהוא שלם ותקין הוא מועבר לפורט המתאים, אם יש שגיאה הוא מפיל את ה Frame ובכך חוסך שליחה של Frames ברשת וגורם לה לעומס

* סוויצ’ קיים בשכבה 2 ושכבה 3 במודל ה OSI ניתן לקרוא הסבר זה בהרחבה באתר

switch

switch

 

Switch

Switch

Router

נתב, כשמו כן מנתב בין רשתות ויודע לאיפה לשלוח כל חבילה אשר מגיע אליו או פשוט מנתב אותה ליעדה, הוא נמצא בשכבה השלישית במודל הOSI לנתב קיימות מספר שיטות לחישוב המרחק הטוב ביותר בה יבחר הנתב לנתב את החבילה ליעדה Distance וקיימים גם לזה סוגי Distance (גם אותם ניתן לקרוא בהרחבה באתר) ובפרוטוקולים כמו OSPF RIP ICMP וכו’ ועל ידי פרוטוקלים אלו הוא יכול להחליט האם הרשת עמוסה, מה המרחק הקצר ביותר, מה אמינות החבילה וכו’ נוסף על כך הנתב אחראי  על חיבור של רשתות שונות, הגדרת NAT, הגדרת אזורי DMZ וכו’ אפשרויות אלו התווספו לנתב עקב סוגי עבודה שונים שהתפתחו עם הזמן
אז אך הראוטר יודע לאיפה לנתב כל חבילה? איזה רשת קיימת איפה? זאת על ידי טבלת ניתוב או Routing table:

Routing Table

נתבונן בשרטוט ונוכל לראות את הטבלה, הטבלה מכילה Network Destination את ה Netmask את השער, הפורט אליו מחובר רשת זו ולבסוף ה Metric

Network Destination – כתובת הרשת כולה בטבלאות שונות ה Network Destination וה Netmask הם ביחד כך : 192.168.1.0/24

Netmask – ה Subnet Mask של הרשת

Gateway – מה היציאה של הרשת

Interface – לאיזה פורט בראוטר מחוברת רשת זו

Metric –  מחושב על פי הניתובים בטבלה דרך איפה כדאי להגיע אל הרשת המיועדת

הבחנתם? הכנסתי ראוטר נוסף למטה, כידוע (להסבר חפשו באתר) Switch לא חוסם Broadcasting כמו ראוטר ולכן אך ידע הראוטר את הכתובת שמאחורי Router 2? על ידי פרוטוקולי ניתוב, באתר קיים נושא שלם על פרוטוקולי ניתוב וכל אחד כיצד מבוצע בצעו חיפוש נרחב יותר

Routing Table

Routing Table

Router

Router

switch

switch

מאמרים קשורים

Leave a Comment