Ymmärtääksemme, mikä ero on Collision Domainin ja Broadcast Domainin välillä ja miten useampi Collision Domain ja Broadcast Domain tekee verkosta tehokkaamman, meidän on käytävä läpi joitakin historian oppitunteja.
HUB
Ensimmäinen pysähdyspaikkamme on HUB,
Keskitin on verkkolaite, jossa on useita liitäntöjä (joita kutsutaan myös porteiksi, joita ei pidä sekoittaa TCP- tai UDP-portteihin, sillä ne ovat fyysisiä portteja, joihin voi liittää kaapeleita).
Keskitin tekee aina vain kopioida sähköisiä signaaleja, jotka saapuvat yhteen porttiin, kaikkiin muihin portteihin. Joten mitä tahansa tietokone lähettää keskukseen, keskitin kopioi sen kaikkiin muihin laitteisiin jokaiseen muuhun porttiin. Tämä tarkoittaa, että keskittimen toiminta on täysin älytöntä. Se ei välitä verkkoliikenteestä tai osoitteista lainkaan. Se ainoastaan kopioi sähköisiä signaaleja.
Nyt kun tiedämme, mikä HUB on, puhutaanpa ongelmista ja siitä, miksi emme nykyään käytä hubia. Ajatellaan, että kaksi HUBin avulla kytkettyä verkkolaitetta lähettää samaan aikaan.
Tässä tapauksessa H3 saa korruptoituneen signaalin ja pyytää uudelleenlähetystä. Kun keskittimeen kytkettyjen laitteiden määrä kasvaa, myös törmäysten mahdollisuus kasvaa, mikä olennaisesti vähentää verkon tehokkuutta. Signaalin katoamisen käsittelemiseksi loppujärjestelmien on kehitettävä järjestelmiä, joilla vähennetään törmäysten mahdollisuutta, koska keskitin ei ole älykäs laite (se vain toistaa sähköistä signaalia). Yksi järjestelmistä on CSMA/CD.
Kerron yksinkertaistetusti, mikä CSMA/CD on.
CSMA/CD on yksinkertainen protokolla. Kaikki verkkoon liitetyt tietokoneet kuuntelevat, onko joku lähettämässä. Kun haluamme lähettää jotain ja kukaan ei lähetä, voimme lähettää kehyksen. Kun CSMA/CD havaitsee törmäyksen, se lähettää datan uudelleen satunnaisen viiveen jälkeen, mikä vähentää törmäysmahdollisuuksia.
Nyt kun tiedämme, mikä on HUB, on aika määritellä törmäysalue (collision domain) muodollisemmin.
Törmäysalue (collision domain) on verkon osa, jossa voi tapahtua pakettien törmäyksiä. Törmäys tapahtuu, kun kaksi laitetta lähettää paketin samaan aikaan jaetulla verkkosegmentillä. Paketit törmäävät toisiinsa ja molempien laitteiden on lähetettävä paketit uudelleen.
HUB:ssä siis kaikki laitteet, jotka on kytketty toisiinsa, ovat samassa törmäysalueessa.
Mitä tarkoitin samalla törmäysalueella, selviää, kunhan olen lukenut Bridge:stä.
Bridge
Bridge-laitteet toimivat Open System Interconnect (OSI) -mallin datayhteyskerroksessa, yhdistävät kaksi eri verkkoa toisiinsa ja mahdollistavat tiedonsiirron niiden välillä. Sillat muistuttavat toistimia ja keskittimiä siinä, että ne lähettävät dataa jokaiseen solmuun. Sillat ylläpitävät kuitenkin MAC-osoitetaulukkoa (media access control) heti, kun ne löytävät uusia segmenttejä, mikä tarkoittaa, että se käyttää MAC-osoitetietoja tehdessään päätöksiä datapakettien välittämisestä. Vain tiedot, jotka on lähetettävä sillan yli viereiseen verkkosegmenttiin, välitetään eteenpäin. Tämä mahdollistaa verkon tietoliikenteen eristämisen tai segmentoimisen.
Tässä on esimerkki kahdesta verkosta, jotka on yhdistetty sillan avulla.
Voidaan nähdä, että silta pystyi onnistuneesti jakamaan verkkomme kahteen törmäysalueeseen, joissa H1 ja H2 kuuluvat samaan törmäysalueeseen ja H3 ja H4 kuuluvat samaan törmäysalueeseen.
Kytkimet
Sillat ja kytkimet ovat melko samankaltaisia, molemmat toimivat datayhteyskerroksessa (Layer 2) ja molemmat voivat suodattaa dataa niin, että vain sopiva segmentti tai isäntä saa lähetyksen.joitakin eroja niiden välillä ovat
Pakettien välitys kytkimissä suoritetaan ASICS:ien (sovelluskohtaiset integroidut piirit) avulla, joten kytkin on laitteistoon perustuva.Pakettien välitys silloissa suoritetaan ohjelmistojen avulla. Näin ollen sillat ovat ohjelmistopohjaisia.Sillassa on vain 2 porttia, kun taas kytkimessä voi olla monta porttia.
Tähän asti olemme keskustelleet vain törmäysalueesta, nyt on aika esitellä lähetysalue ja miksi sitä tarvitaan.
Tietokoneverkoissa lähetys tarkoittaa sellaisen paketin lähettämistä, jonka jokainen verkossa oleva laite vastaanottaa.Lähetys auttaa saavuttamaan tehokkuuden silloin, kun yhteinen tietovirta on toimitettava kaikille minimoimalla tiedonsiirron ja tietojenkäsittelyn yleiskustannukset.
Tarkastellaan esimerkiksi ARP-protokollaa.
Adressinratkaisuprotokolla (Address Resolution Protocol, ARP) on tiedonsiirtoprotokolla, jota käytetään linkkikerroksen osoitteen, kuten MAC-osoitteen, selvittämiseen.Kun IP-paketti saapuu, (3. kerroksen) kytkin tarkastaa, onko määränpään IP-osoite reititystaulukossa, jos se ei löydä merkintää, joka yhdistää MAC-osoitteen IP-osoitteeseen, se lähettää ARP-viestin kaikille kytketyille laitteille ja kysyy: ”Onko kenelläkään kyseistä IP-osoitetta?”, ja jos jollakin solmupisteellä on tämä IP-osoite, niin se vastaa siihen. Tärkeä asia, joka on otettava huomioon edellä mainitusta esimerkistä, on se, että korkeintaan vain yhdellä solmulla on sopiva IP-osoite. Kaikki muut solmut, jotka vastaanottavat paketin, jättävät viestin huomiotta, jolloin ARP-paketin lähettämiseen ja käsittelyyn kuluu arvokasta aikaa.
Kaikilla tähän mennessä käsittelemillämme laitteilla on vain yksi lähetysalue, mikä tarkoittaa, että ARP:n kaltaiset paketit lähetetään kaikkien rajapintojen kautta.
Viimeinen pysäkkimme.
Reititin on kytkimen kaltainen laite, joka reitittää datapaketteja pikemminkin niiden IP-osoitteiden kuin MAC-osoitteiden perusteella. Reititin on pääasiassa verkkokerroksen laite.Kun datapaketti tulee jollakin linjalla, reititin lukee paketin otsikon verkko-osoitetiedot määrittääkseen lopullisen määränpään. Sitten se reititystaulussaan tai reitityspolitiikassaan (on reitittimeen tai verkkoisäntään tallennettu datataulukko, jossa luetellaan reitit tiettyyn verkkokohteeseen) olevien tietojen avulla ohjaa paketin matkansa seuraavaan verkkoon.
Miten reititin jakaa lähetysalueen?
Reititin vastaanottaa paketteja jokaisesta rajapinnasta verkkoliitännän kautta. Vastaanotetuista paketeista on poistettu kaikki linkkiprotokollan otsikot. Reititin käyttää IP-otsakkeen tietoja päättääkseen, lähetetäänkö kukin vastaanotettu paketti eteenpäin ja minne ja mitä verkkoliitäntää käytetään paketin lähettämiseen. Useimmat paketit lähetetään eteenpäin paketin IP-kohdeosoitteen ja reitittimen reititystaulussa olevien reititystietojen perusteella. Reititin ei oletusarvoisesti lähetä eteenpäin pakettia, jolla on IP-lähetysosoite.
Sallikaa minun tarkentaa, että tarkastellaan, että lähetyskehys (kutsumme yleensä linkkikerroksen paketteja kehykseksi) saapuu kytkimelle, ja kehys, joka on määritetty lähetyskehykseksi, lähetettäisiin eteenpäin kaikilta muilta liityntäpinnoilta, paitsi yhdeltä, jolta se on lähtöisin.
mistä kytkin tietää, että kyseessä on lähetyskehys ?
Lähetyskehyksen määränpään MAC-osoite on FF:FF:FF:FF:FF:FF:FF.
Mitä tapahtuu, kun lähetyskehys tulee reitittimeen?
Kehys puretaan linkkikerroksesta ja siirretään ylemmäs verkkokerrokseen, ja määränpään IP-osoite olisi 255.255.255.255.255 (viitaten nykyiseen verkkoon). Reititin ei lähetä tällaisia paketteja eteenpäin, joten se jakaa lähetysalueen (domain).
.