Vzájemné propojování sítí - I.
Při našem povídání o referenčním modelu ISO/OSI jsme až doposud uvažovali pouze v dimenzích jediné počítačové sítě, a neuvažovali její možné vazby na sítě jiné. Uživatelé však dnes stále naléhavěji volají po vzájemném propojování existujících sítí, které by bylo co možná nejuniverzálnější, ale současně i co nejméně "viditelné", tak aby o něm museli vědět co nejméně. V ideálním případě by měla zcela zaniknout jakákoli specifika jednotlivých sítí, aby se uživatel mohl domnívat, že pracuje v jedné jediné, všezahrnující síti. Podívejme se proto nyní, jaké jsou principiální možnosti vzájemného propojování sítí. V dalších dílech si pak ukážeme, jak k této problematice přistupuje referenční model ISO/OSI i některé další síťové architektury..Vzájemným propojením dvou či více sítí stejného či různého typu vzniká větší celek, pro který má angličtina velmi výstižné označení: internetwork, nebo jen internet (zatímco Internet - s velkým I - je jméno celosvětové počítačové sítě resp. konglomerátu sítí, který vznikl v USA ze zárodečné sítě ARPANET, viz např. CW 7/92, str. 12). Čeština však vhodný termín pro označování vzájemně propojených sítí teprve hledá - viz rubrika Co (ne)najdete ve slovníku).
Problematika vzájemného propojování sítí a jejich součinnosti (v angličtině: internetworking) je sama o sobě značně rozsáhlá, rychle se vyvíjí, a je dnes velmi populární. V současné době existuje řada různých koncepcí toho, jak počítačové sítě navzájem propojovat. Pro jejich pochopení je ale klíčovým momentem poznání toho, že vzájemné propojení je možné realizovat na různých úrovních vrstvového síťového modelu - od fyzické až po aplikační vrstvu.
Základní myšlenka vzájemného propojení je naprosto triviální - dvě nebo více sítí se propojí prostřednictvím k tomu určených zařízení, obecně označovaných jako relay, v terminologii ISO též: Intermediary System resp. IS, případně: Internetworking Unit resp. IWU.
Opakovače
 |
Mosty
Nevýhodou opakovačů je skutečnost, že "propouští" veškerý provoz z jednoho segmentu do druhého, i když by to vůbec nebylo nutné. Výhodnější by jistě byl případ, kdyby propojovací zařízení dokázalo správně rozpoznat, která data mohou zůstat "uvnitř" příslušné části sítě (segmentu), a nezatěžovat jimi provoz v ostatních segmentech. K tomu je ale nutné, aby propojovací zařízení "vnímalo" celé přenášené rámce a znalo jejich formát natolik, aby dokázalo zjistit fyzickou adresu jejich odesilatele a příjemce (a podle toho je pak propustit do sousedního segmentu či nikoli). To ovšem znamená, že takovéto propojovací zařízení, které se pak nazývá most (bridge), musí pracovat na úrovni linkové vrstvy (resp. na úrovni podvrstvy řízení přístupu k médiu (vrstvy MAC) v případě lokálních sítí dle standardů IEEE 802), kde již lze fyzické adresy příjemce a odesilatele rozpoznat.
Rozdíl mezi opakovačem a mostem spočívá dále i v mechanismu jejich fungování. Zatímco opakovač nemá paměť a přenášená data resp. signály zpracovává průběžně (je pro ně vlastně "průchozí"), most již pracuje na principu "store and forward" (přijmi a předej dál). Most tedy z každé strany průběžně přijímá jednotlivé datové rámce, a podle adres v nich se rozhoduje, zda je předá na opačnou stranu či nikoli. Existuje přitom více konkrétních postupů a algoritmů, které mohou mosty v této souvislosti používat.
Jednou z nejjednodušších variant je ta, při které most průběžně vyhodnocuje odesilatele jednotlivých rámců, a podle toho, ze kterého směru příslušný rámec přijal, si pak sám odvozuje umístění jednotlivých uzlů. Záhy se tak sám dokáže "naučit" topologii sítě. V době, kdy ji ještě nezná, jednoduše předává všechny rámce do všech ostatních segmentů.
Tato metoda je velmi atraktivní proto, že nevyžaduje žádné konfigurování mostu (který se všechno potřebné naučí sám). Jednotlivé uzly v síti přitom nemusí o jeho existenci vůbec vědět - proto se také takovýto typ mostu označuje jako tzv. transparentní most (transparent bridge). Lze jej ovšem použít jen v takových sítích, které mají přísně stromovitou strukturu, kdy mezi každými dvěma uzly existuje vždy jen jedna jediná cesta. Pro obecnější topologie jsou pak nutné jiné, složitější algoritmy práce mostů.
 |
Mosty se vyrábí i ve variantě tzv. vzdálených mostů (remote bridge). Od standardní varianty mostů (označovaných pro odlišení také jako místní mosty resp. local bridges) se vzdálené mosty liší v tom, že jde vlastně o dvě relativně samostatné "poloviny" mostu, příznačně nazývané půlmosty (halfbridge), viz obr. 39.2. c/, které jsou mezi sebou vhodně propojeny - např. pevným telefonním okruhem, optickým kabelem apod. Umožňují propojit dva segmenty sítě, které nejsou fyzicky blízko sebe. Takto lze například propojit dva segmenty lokální sítě ve dvou objektech na opačných stranách města, přičemž výsledný efekt je takový, že oba segmenty tvoří jedinou "logickou" síť (z pohledu síťové vrstvy a všech vyšších vrstev je totiž existence místních i vzdálených mostů transparentní).
Některé mosty pak mohou mít i schopnost selektivního filtrování některých rámců v závislosti na jejich odesilateli či příjemci, denní době, intenzitě provozu apod. Pak jde o tzv. routing bridges, které správcům sítí umožňují regulovat přenosy mezi jednotlivými segmenty - umožňují například zakázat v době "špičky" přístup z jednoho segmentu do jiného, a při poklesu intenzity provozu jej pak zase následně povolit.
 |
Velmi častou a oblíbenou topologií lokálních sítí sběrnicového typu Ethernet je zapojení s tzv. páteří (backbone), což je segment, určený především pro vzájemné propojení ostatních segmentů - viz obr. 39.3. Výhodou této topologie je skutečnost, že spojení mezi kterýmikoli dvěma body sítě prochází vždy nejvýše přes dva mosty. Například v budově o více patrech je možné vést jednotlivé segmenty horizontálně po patrech, a pomocí mostů je připojit na vertikálně vedenou páteř, která prochází všemi patry.