Сетевая индустрия использует множество терминов и понятий для описания коммутации и маршрутизации, потому что многие термины пересекаются в определениях этих понятий. Это может сбить с толку. Работает ли маршрутизатор маршрутизатором или коммутатором? В чем разница между коммутацией на 3 уровне (L3) и маршрутизацией?
Что бы найти ответы на эти вопросы необходимо разобраться, что происходит с пакетом, когда он проходит через сеть.
Понимание широковещательных и коллизионных доменов
Два основных понятия, которые вы должны понять.
Коммутация. Понятие широковещательного домена и домена коллизий
На рисунке изображена простая сеть, иллюстрирующая эти два понятия.
Домен коллизий определяется как набор хостов, подключенных к сети. В некоторых случаях хосты одновременно не буду передавать пакеты из-за возможного столкновения последних.
Например, если Хост А и хост Б соединены прямым проводом, то они не смогут передавать пакеты одновременно. Однако, если между хостами установлено какое-то физическое устройств, то одновременная передача данных возможна, так как они находятся в отдельных доменах коллизий.
Широковещательный домен-это набор хостов, которые могут обмениваться данными, просто отправляя данные на 2 уровне(L2). Если узел A посылает широковещательный пакет для всех хостов, по локальной сети, и хост B получает его, эти два хоста находятся в одном широковещательном домене.
Широковещательный домен и домен коллизий
Мостовое соединение создает домен коллизий, но не широковещательный домен.
Традиционная коммутация пакетов и мостовое соединение- технически- это одно и то же. Основное различие заключается в том, что в большинстве коммутируемых сред каждое устройство, подключенное к сети, находится в отдельном домене коллизий.
Что же изменяется в формате типичного пакета, когда он проходит через коммутатор?
Рисунок не показывает измения в формате пакетов данных прошедших через коммутатор
Вообще, устройства по обе стороны от коммутатора не "видят", что между ними есть коммутатор, они также не знают назначения своих пакетов; коммутаторы прозрачны для устройств подключенных к сети.
Если узел А хочет отправить пакет на ip-адресс 192.168.1.2 (узел B), он отправляет в эфир широковещательный запрос для всех узлов, подключенных к тому же сегменту сети, запрашивает MAC-адрес хоста с IP-адресом 192.168.1.2 (это называется Address Resolution Protocol (ARP)). Так как узел B находится в том же широковещательном домене, что и узел A, узел A может быть уверен, что узел B получит этот широковещательный запрос и отправит ответный пакет с верным MAC-адресом для обмена пакетами.
Широковещательные домены и домены коллизии в маршрутизации
Сеть построена на основе маршрутизатора не создает широковещательный домен и домен коллизий данная схема приведена на рисунке:
Возникает вопрос, как пакет отправленный с хоста А достигнет хост Б с ip-адресом 192.168.2.1? Хост Ане может отправить широковещательный пакет для обнаружения адреса узла B, поэтому он должен использовать какой-то другой метод чтобы выяснить, как добраться до этого пункта назначения. Откуда узел А знает об этом? Обратите внимание, что после каждого IP-адреса на рисунке выше, есть значение / 24. Это число указывает длину префикса, или количество битов, установленных в маске подсети. Хост А может использовать эту информацию для определения что хост B не находится в том же широковещательном домене (не в том же сегменте), и хост A должен использовать определенный метод маршрутизации для достижения цели, как показано на рисунке ниже.
Теперь, когда хост A знает, что хост B не находится в том же широковещательном домене, что и он, он не может отправить широковещательный запрос для получения адреса хоста B. Как, тогда, пакету, отправленному с узла А, добраться до узла B?
Отправляя свои пакеты к промежуточному маршрутизатору, Хост A помещает в заголовок пакета IP-адрес хоста B, а также еще MAC-адрес промежуточного маршрутизатора, как показано на рисунке.
Узел А помещает MAC-адрес маршрутизатора в заголовок пакета. Маршрутизатор принимает этот пакет, приходящий из сети. Далее маршрутизатор проверяет IP-адрес назначения и определяет, какой наиболее короткий маршрут построить и сравнивает данные из пакета с таблицей маршрутизации (в данном случае сравниваются данные хоста B), и заменяет MAC-адрес правильным MAC-адресом для следующего перехода. Затем маршрутизатор пересылает пакет в другой сегмент, который находится в другом широковещательном домене.
Коммутация L3
Коммутация 3 уровня очень похожа на маршрутизацию, как показано на рисунке ниже (обратите внимание, что это то же самое, что изображено на рисунке выше). Это связано с тем, что коммутация 3 уровня является маршрутизируемой; Нет никакой функциональной разницы между коммутацией 3 уровня и маршрутизацией.
