| مكونات الشبكة الواسعة -2-
ثانيا: الجسور
سنتناول في هذا الدرسإن شاء البنود التالية:
1- وصف لماهية الجسور و كيفية عملها.
2- وصف للجسور المحلية و بعيدة المدى.
3- شرح لكيفية قيام الجسور بإنشاء و استخدام جداول التوجيه.
4- وصف لتصميم الجسور و كيفية تعاملها مع مشكلة الحلقات النشطة.
الجسر هو جهاز يمكن استخدامه للربطبين العناصر على الشبكة المحلية ، و يمكن تلخيص أهداف عمله في نقطتين:
1- توسيع الشبكة المحلية.
2- تقسيم الشبكة المحلية الى أكثر من قسم و توزيع حركة المرور بين هذه الأقسام.
الجسر يتمتع بكل مزايا مكررات الإشارة مثل :
1- الربط بين أسلاك الشبكة المتشابهة و المختلفة.
2-إعادة توليد البيانات.
و هو يتفوق على مكرر الإشارة في الأمور التالية:
1- تجاوز قواعد المعيار 3،802 فيما يخص الحد الأعلى لعدد الأجهزة المسموح لها بالإتصال بالشبكة المحلية.
2- إعادة توليد البيانات و لكن على مستوى الحزمة.
3- توفير أداء أفضل للشبكة.
4- الوصل بين شبكات من تصاميم مختلفة مثل إثرنت مع Token Ring و تو جيه حزم البيانات بينها. أنظر الصورة.
يمكن تفادي حدوث أزمة عنق الزجاجة في الشبكات المزدحمة باستخدام جسر لتقسيم الشبكة الى قسمين مما يوزع حركة المرور بينهما و يخفض من الإزدحام على كل قسم و ستكون مهمة الجسر السماح بمرور حزم البيانات الموجهة من قسم الى آخر بشرط أن يكون عنوان الوجهة في الحزم ينتمي الى القسم الذي ستمرر إليه بمعنى أنه لا سيمح بمرور حزم البيانات المنتقلة من القسم الأول و لكن عنوان وجهتها يشير أيضا الى القسم الأول مما يعني أنه لا حاجة لتمرير مثل هذه الحزم الى القسم الثاني و بالتالي يقوم الجسر بمنعها من المرور بعكس مكرر الإشارة الذي سيقوم بكل بساطة بتمرير هذه الحزم مما يؤدي الى شغل القسم الثاني دون حاجة إلى ذلك، و هنا نجد أن الجسر يعمل على تحسين و زيادة فعالية الشبكة لأن كل قسم من أقسام الشبكة سوف يحقق:
1- التعامل مع عدد أقل من الحزم.
2- عدد أقل من التصادمات.
3- العمل بفاعلية أكبر.
تستطيع الجسور الربط بين شبكات تعمل مع بروتوكولات مختلفة مثل OSI. و TCP/ IP و IPX لا تستطيع الجسور التمييز بين البروتوكولات المختلفة و لهذا فهي لا تقوم بالتحويل أو الترجمة من بروتوكول الى آخر أثناء تمرير حزم البياناتبين الشبكات المختلفة بل تقوم بالتعرف على الكمبيوتر الموجهة اليه الحزم بقراءة عنوان المستقبلفي رأس الحزمة و تترك مهمة التعرف على البروتوكول للجهاز المستقبل على الطرف الآخر من الشبكة.
تنقسم الجسور الى نوعين:
1- داخلية و تركب داخل جهاز المزود ، و بعض أنظمة التشغيل تدعم استخدام أكثر من جسر داخلي في جهاز المزود.
2- خارجية و تكون عبارة عن أجهزة مستقلة.
و تقسم الجسور حسب عملها الى قسمين هما:
1- جسور محلية Local.
2- جسور بعيدة المدىRemote.
تقوم الجسور المحلية بالربط بين الأسلاك المحورية الثخينة للأقسام المختلفة من الشبكة ، و تكون هذه الأقسام متصلة بشكل مباشر. أنظر الصورة.
الجسور المدى تقوم بالربط بين الأسـلاك المحليـة الثخينـة و الأسـلاك بعيدة ـ المـدى مثـل أسـلاك الهـاتف المـؤجر ة. بينما بعيدة فإنها يسخدم النوع من الجسور للتوصيل بين شبكات محلية مسافات شاسعة، و في الحالة فإن الجسر بعيد المدى لا يعمل و هذه حـده هذا عدة تفصلها بل يجب أن يعمل جسران كزوج و كل جسر يجب أن يتصل بمودم متزامن و الذي يتصل بخطوط الهاتف معا بدوره المؤجرة . أنظر الصورة.
تعمــل الجســور علــى أن كــل جهــاز علــى الشــبكة لــه عنــوان فريــد يــتم توجيــه الحــزم العنــوان . مبــدأ وفقــا لهــذا تمتلك الجسور بعض السمات الذكية فهي تستطيع جمع المعلومات عن على الشبكة ، و يتم تحديثه المعلومات في كل يتم مرة فيهـاالأجهزة إضــافتها هــذه الأجهــزة Bridge Learning. نقــل أو للشــبكة ، ويطلــق علــى الخاصــية اسم تعلــم الجســور تتعرف الجسور على على الشبكة بأن تقوم بإرسال رسائل موجهة الى كل على الشبكة و تقو م هذه بـالرد فـإن عندما الأجهزة هـذه دامها عناوينها Routing Table. الجسور تتعرف على و مواقعها، و تقوم بعـد جمـع المعلومـات باسـتخ لإنشـاء جـداول توجيـه و هناك طريقة أخرى تتعلم الجسور و هي الإستماع و الكشف على حزم البيانات من خلالها، يتسلم الجسر حزمة فإنه يقـوم بها المارة فعندما ما بمقارنة عنوان الكمبيوتر المرسل للحزمة و الذي من رأس الحزمة مع العناوين المخزنة في جدول التوجيه ، يعثر الجسر على مسبقا فإذا يقرأه العنـوان ضـمن جـدول التوجيـه فإنـه يقـوم بإضـافته للجـدول و يقـو م الجسـر بالتحـديث المسـتمر لجـدول التوجيـه .
كما يقوم الجسر بمعاينة عنوان الكمبيوتر المستقبل و الذي يقرأه أيضا من رأس الحزمة التي يتسلمها و الآن لنر ماذا سيفعل في الحالات التالية:
أولا: نفتــرض أن الجســر قــد وجــد عنــوان المســتقبل ضــمن جــدول التوجيــه ، فــي هــذه الحالــة هنــاك احتمــالان:
1- أن يوجه الجسر الحزمة الى المطلوب و ذلك في حالة أن كان عنوان المستقبل لا ينتمي الى نفس القسم الذي ينتمـي إليـه عنـوان عنوانها المرســـــل أي أن الجهـــــازين المرســـــل و المســـــتقبل ينتميـــــان الـــــى مختلفـــــة .
2- أن يقوم الجسر يتجاهل الحزمة و ذلك في حالة أن كان عنوان المستقبل ينتمي الى نفس القسم الذي ينتمي إليه عنوان المرسل تدميرها هذه ففيه الحالة لاداعي لإستخدام الجسر حيث أنه يصل بين مختلفة الحزمة يجب أن تبقى في نفس القسم و لا تنتقل الى قسم آخر ،و أقسام بينما هــــذا يعنــــي أن الجســــر يقــــو م حــــزم البيانــــات التــــي تمــــر مــــن خلالــــه .
ثانيا: نفترض أن الجسر لم يجد عنوان المستقبل ضمن جدول التوجيه ، في الحالة يقو م الجسر بتوجيه الحزمة الى كل الشبكة هذه أقسام مـا عــــــدى القســــــم الــــــذي ينتمــــــي إليــــــه الجهــــــاز المرســـــلـ للحزمــــــة .
يمكــن تنظــيم الشــبكات التــي تــرتبط معــا باســتخدام عــدة جســور مــن خــلال ثــلاث تصــاميم أساســية هــي :
1- العمود الفقري . Backbone أنظر الصورة.
2- التتالي . Cascade أنظر الصورة.
3- النجمة . Star أنظر الصورة.
في التصميم الأول من نوع العمود الفقري تكون الجسور مرتبطة معا باستخدام سلك منفصل بما يشبه العمود الفقري كما في الصورةالتالية.
يكـــون ســـلك العمـــو د الفقـــري مـــن الأليـــاف البصـــرية لتـــوفير ســـرعة لمســـافات بعيـــدة. كبيـــرة غالبـــا يسمح التصميم للجسور بالتمييز بين الأنواع المختلفة من حركة المرور الموجهة الى المختلفة و يقلل من إزدحام المرور علـى هذا هذا الأقسام الشبكة ككل لأن حزم البيانات التي تريد الإنتقال من قس م الى آخر ليست بالمرور علـى م أخـرى قبلـ أن تصـل . أقسـام الى مرادهـا مجبرة أما في تصميم التتالي فإن أقسام الشبكة المحلية و الجسور تكون متصلة معا واحدا تلو الآخر لتكوين خط مستمر و متتالي ، و هذا التصميم يحتاج الى معدات توصيل أقل من التصميم السابق و لكن حزم البيانات المنتقلة من قسم الى آخر يجب أن تمر بأي م أو جسور تفصل أقسا بينهما ممـا يزيد من الإزدحام على الشبكة . أنظر الصورة.
أما في التصميم الأخير و هو تصميم النجمة فيستخدم جسر متعدد المنافذ Multiport Bridge للربط بين عدة أسلاك و هو يستخدم إذا كانت حركة المرور خفيفة.
بإضافة الجسور للشبكات الموسعة ، فإن هناك احتمال لحدوث حلقات نشطة لتدوير حزم البيانات عبر الشبكةمما يسبب في تعطل الشبكة.
تفترض الجسور وجود مسار وحيد بين أي جهازين على الشبكة و لكن إذا توفر أكثر من مسار فإن هذا سيؤدي الى حدوث ازدواج في حزم البيانات و هذا قد يؤدي الى إعادة تدوير لا نهائية للحزم على الشبكة مما قد يؤدي الى حدوث Broadcast Storm و التي شرحناها سابقا. أنظر الصورة.
و لحل هذه المشكلة تستخدم الجسور خوارزميات ذكية تقوم بما يلي:
1- اكتشاف حدوث حلقات تدور فيها فيها الحزم.
2- إغلاق أي مسارات إضافية قد تنتقل عبرها الحزم بحيث لا يبقى سوى مسار وحيد.
أحد الخوارزميات المستخدمة هي( Spanning Tree Algorithm (STA و باستخدامها يصبح برنامج الجسر قادرا على الشعور بوجود أكثر من مسار ثم تحديد المسار الأفضل و إعداد الجسر لإستخدام هذا المسار و جعله المسار الأساسي أما باقي المسارات فيتم فصلها ، و لكن من الممكن إعادة وصلها عند عدم توفر المسار الأساسي. أنظر الصورة.
ملخص الدرس:
تتفوق الجسور على مكررات الإشارة فهي تسمح بالربط بين شبكات تستخدم تصاميم و بروتوكولات مختلفة.
تنقسم الجسور الى محلية و بعيدة المدى.
هناك ثلاث أنواع لتصاميم الجسور هي: العمود الفقري و التتالي و النجمة.
تستخدم الجسور خوارزميات ذكية لحل مشكلة حلقات تدوير حزم البيانات.
|
