BLOG

Το ίδιο είναι. Τι, όχι; Μεγάλη σύγχυση!

Τρεις συσκευές που μπορούν να κάνουν την ίδια βασική λειτουργία. Να ενώσουν υπολογιστές σε ένα κοινό δίκτυο. Απλό. Σε τι διαφέρουν όμως;

Στην πραγματικότητα η διαφορά έχει να κάνει με την απόδοση. Λογικό. Όσο περνούν τα χρόνια οι απαιτήσεις μεγαλώνουν. Συνεπώς το θέμα θα πρέπει να το εξετάσουμε χρονολογικά.

Αρχικά, δίκτυο μπορούσε να υλοποιηθεί ανάμεσα σε δύο μόνο συσκευές και μάλιστα του ίδιου κατασκευαστή. Στην συνέχεια εμφανίστηκε το Ethernet 802.3 Thicknet, ή όπως είναι η επίσημη ονομασία του το 10Base5. Με αυτό το πρότυπο, πολλοί υπολογιστές μπορούσαν να συνδέονται πάνω σε έναν δίαυλο, σε ένα χοντρό (εξ’ ου και το thick) κίτρινο ομοαξονικό καλώδιο, το οποίο “δάγκωναν”.

Αμέσως λοιπόν μετά εμφανίστηκε ένας άλλος τρόπος δικτύωσης, το δίκτυο Token Ring. Εδώ όλες οι συσκευές συνδέονταν πάνω σε μια συσκευή που ονομαζόταν MAU (Media Access Unit), σε μια συνδεσμολογία που στην φυσική της μορφή έμοιαζε με αστέρα, ενώ στην λογική της μορφή ήταν ένας δίαυλος, τον ρόλο του οποίου έπαιζε το MAU. Έτσι λοιπόν, η κάθε συσκευή, συνδέεται με την επόμενη και η τελευταία με την πρώτη, εξ’ ου και η ονομασία Ring.

Γιατί token όμως; Το token δεν ήταν τίποτα άλλο από τον πρόγονο του σημερινού frame, που αποτελούταν από την πληροφορία αποστολέα/παραλήπτη και τα δεδομένα στέλνονταν κυκλικά. Όταν ένας παραλήπτης μπορούσε να αποκωδικοποιήσει το token, τότε λάμβανε τα data. Συνεπώς, το MAU είναι ο πρόγονος των συσκευών που εξετάζουμε.

Πίσω στο Ethernet τώρα. Για να ανταγωνιστεί το token ring, έπρεπε να αλλάξει δραστικά. Εκεί λοιπόν εμφανίζεται το HUB, πάνω στο οποίο συνδέονται πλέον όλες οι συσκευές. Το HUB είναι μια πολύ απλή συσκευή που απλά λειτουργεί σαν repeater. Αναπαράγει το σήμα που λαμβάνει σε ένα port, και το στέλνει σε όλα τα υπόλοιπα. Το bandwidth που μοιράζεται στα links (τις συνδέσεις ανάμεσα στο HUB και τους υπολογιστές) είναι μόλις 10 Mbps, κάτι που για την εποχή δεν είναι καθόλου άσχημο. Υπάρχει ένα μεγάλο πρόβλημα όμως. Τα collisions. Οι επικοινωνία είναι half-duplex, και όταν δύο υπολογιστές επιχειρήσουν να χρησιμοποιήσουν το μέσο ταυτόχρονα, η πληροφορίες συγκρούονται και χάνονται. Τότε λαμβάνει χώρα ο αλγόριθμος CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) με τον οποίο οι υπολογιστές παίρνουν σειρά με τυχαίους χρόνους και πριν στείλουν “αφουγκράζονται” το μέσο και αν δεν ακούσουν κίνηση, ξεκινούν την αποστολή. Έτσι έχουμε τον διαχωρισμό των links σε ένα ξεχωριστά domains, που ονομάζονται collision domains. Τα broadcast μηνύματα θα ακουστούν από όλες τις συσκευές, έτσι λέμε ότι έχουμε ένα broadcast domain. Άρα λοιπόν εδώ μπαίνει άλλο ένα πρόβλημα. Όσο μεγαλώνει το δίκτυο, τόσο περισσότερα τα collision domains και τόσο μεγαλύτερη η συμφόρηση (congestion ή overflowing) από τα broadcast domains, (broadcasting).

Οι απαιτήσεις και πάλι αυξάνονται. Εδώ έρχεται το BRIDGE. Αυτό θα συνδέσει τα HUBS μεταξύ τους, μειώνοντας έτσι την περιττή κατανάλωση των πόρων. Τα bridges είναι αόρατα από τα άλλα δίκτυα, γι’ αυτό και αποκαλούνται Transparent Bridges). Κάθε δίκτυο που συνδέεται στα BRIDGE είναι και ένα ξεχωριστό collision domain.

Το πρόβλημα λοιπόν των collisions παραμένει, και προσθέτοντας και την αύξηση των απαιτήσεων για μεγαλύτερο bandwidth, εμφανίζεται το switch. Η συσκευή που λύνει όλα τα προβλήματα των τοπικών δικτύων. Το bandwidth πλέον θεωρητικά διπλασιάζεται καθώς οι επικοινωνία είναι πλέον Full-Duplex και οι συσκευές μπορούν να χρησιμοποιούν το μέσο ταυτόχρονα, χωρίς να υφίστανται collisions. Έτσι κάθε συσκευή που συνδέεται σε μια πόρτα του switch είναι και ένα ξεχωριστό collision domain. Η προώθηση τον μηνυμάτων βασίζεται στην πληροφορία των φυσικών διευθύνσεων (MAC Addresses) των συσκευών, που αποθηκεύονται σε έναν πίνακα και έτσι το SWITCH μαθαίνει ποιος είναι συνδεδεμένος σε κάθε πόρτα του, ώστε να του προωθήσει γρήγορα το μήνυμα που τον αφορά. Αυτό δημιουργεί μεγάλη επεξεργασία (buffering), που για να αντιμετωπιστεί αυτό, τα switches είναι εξοπλισμένα με τα ASIC’s (Application Specific Integrated Circuitry), εναποθέτοντας έτσι την επεξεργασία σε hardware αντί για software, κάνοντάς τα εξαιρετικά γρηγορότερα από τα transparent bridges.

Αυτό όμως που κάνει τα switches την βασικότερη συσκευή στα δίκτυα είναι η επαναστατική λειτουργία των VLANS. Χωρίζει δηλαδή τα συνδεδεμένα σε αυτό δίκτυα σε ξεχωριστά εικονικά δίκτυα, δίνοντας λύση και στο πρόβλημα του broadcasting, καθώς κάθε VLAN είναι και ξεχωριστό Broadcast Domain, κάτι που κατά κανόνα κάνουν oι routers.

Τέλος, τα Layer3 Switches έχουν τη δυνατότητα να κάνουν και Routing ανάμεσα στα ξεχωριστά δίκτυα.

Συμπερασματικά, θα λέγαμε ότι τελικά οι διαφορές ανάμεσα σε αυτές τις συσκευές είναι τεράστιες, και αν σκέφτεστε ότι όλα αυτά έχουν μικρή σημασία, καθώς στην εποχή μας δεν υπάρχει λόγος να χρησιμοποιήσεις κάτι άλλο εκτός από ένα καλό switch, θα πρέπει να γνωρίζεται ότι τα hubs και ta bridges υπάρχουν ακόμα εκεί έξω στα δίκτυα, και λειτουργούν κανονικότατα. Θα πρέπει λοιπόν να ξέρουμε με τι έχουμε να κάνουμε.