Лучшим способом для понимания отличий между сетевыми
адаптерами, повторителями, мостами/коммутаторами и маршрутизаторами является
рассмотрение их работы в терминах модели OSI. Соотношение между функциями этих
устройств и уровнями модели OSI показано на рисунке 1.12.
Повторитель, который регенерирует сигналы, за счет
чего позволяет увеличивать длину сети, работает на физическом уровне.
Сетевой адаптер работает на физическом и канальном
уровнях. К физическому уровню относится та часть функций сетевого адаптера,
которая связана с приемом и передачей сигналов по линии связи, а получение
доступа к разделяемой среде передачи, распознавание МАС-адреса компьютера - это
уже функция канального уровня.
Мосты выполняют большую часть своей работы на
канальном уровне. Для них сеть представляется набором МАС-адресов устройств.
Они извлекают эти адреса из заголовков, добавленных к пакетам на канальном
уровне, и используют их во время обработки пакетов для принятия решения о том,
на какой порт отправить тот или иной пакет. Мосты не имеют доступа к информации
об адресах сетей, относящейся к более высокому уровню. Поэтому они ограничены в
принятии решений о возможных путях или маршрутах перемещения пакетов по сети.
Рис. 1.12. Соответствие
функций коммуникационного оборудования модели OSI
Маршрутизаторы работают на сетевом уровне модели OSI.
Для маршрутизаторов сеть - это набор сетевых адресов устройств и множество
сетевых путей. Маршрутизаторы анализируют все возможные пути между любыми двумя
узлами сети и выбирают самый короткий из них. При выборе могут приниматься во
внимание и другие факторы, например, состояние промежуточных узлов и линий
связи, пропускная способность линий или стоимость передачи данных.
Для того, чтобы маршрутизатор мог выполнять
возложенные на него функции ему должна быть доступна более развернутая
информация о сети, нежели та, которая доступна мосту. В заголовке пакета
сетевого уровня кроме сетевого адреса имеются данные, например, о критерии,
который должен быть использован при выборе маршрута, о времени жизни пакета в
сети, о том, какому протоколу верхнего уровня принадлежит пакет.
Благодаря использованию дополнительной информации,
маршрутизатор может осуществлять больше операций с пакетами, чем
мост/коммутатор. Поэтому программное обеспечение, необходимое для работы
маршрутизатора, является более сложным.
На рисунке 1.12 показан еще один тип коммуникационных
устройств - шлюз, который может работать на любом уровне модели OSI. Шлюз
(gateway) - это устройство, выполняющее трансляцию протоколов. Шлюз размещается
между взаимодействующими сетями и служит посредником, переводящим сообщения,
поступающие из одной сети, в формат другой сети. Шлюз может быть реализован как
чисто программными средствами, установленными на обычном компьютере, так и на
базе специализированного компьютера. Трансляция одного стека протоколов в
другой представляет собой сложную интеллектуальную задачу, требующую
максимально полной информации о сети, поэтому шлюз использует заголовки всех
транслируемых протоколов.