Bridge چیست؟ بررسی مفهوم پل یا Bridge در شبکه

عملکرد پل در دنیای کامپیوتر و دنیای واقعی، در هر دو، پل​ها دو یا چند بخش منفک و مجزا را به هم ملحق می​​کنند تا فاصله​ها از میان برداشته شود. اگر شبکه​های محلی را به جزایر کوچک و مستقل تشبیه کنیم پل​ها این جزایر را به هم پیوند می​زنند تا ساکنین آن به هم دسترسی داشته باشند.

بسیاری از سازمان​ها دارای LANهای متعددی هستند و تمایل دارند ان​ها را به هم متصل کنند. شبکه​های محلی (LAN) را می​توان از طریق دستگاه هایی که در لایه پیوند داده عمل می​کنند و پل (Bridge) نامیده می​شوند به هم متصل نمود.

پل​ها برای مسیریابی و هدایت داده​ها، ادرس​های "لایه پیوند داده​ها" را بررسی می​کنند. از انجایی که قرار نیست محتوای فیلد داده از فریم​هایی که باید هدایت شوند، پردازش گردد لذا این فریم​ها می​توانند بسته​های IPv4 (که اکنون در اینترنت به کار می​رود)، IPv6 (که در اینده در اینترنت به کار گرفته خواهد شد)، بسته​های Apple Talk، ATM، OSI، یا هر نوع بسته دیگر را در خود حمل کنند.

بر خلاف پل، "مسیریاب​ها" ادرس درون بسته​ها را بررسی کرده و بر این اساس، ان​ها را هدایت (مسیریابی) می​کنند. اگر بخواهیم در تعبیری عامیانه و نادقیق مسیریاب را با پل در دنیای واقعی مقایسه کنیم پل جزایر منفک را مستقیما به هم متصل می​کند در حالی که مسیریاب به مثابه قایق، مسافران خود را پس از سوار کردن از یک طرف به طرف دیگر منتقل می​کنند.

طبعا پل سرعت تردد مسافران را بالاتر خواهد برد ولی قایق همیشه و در هر نقطه از جزیره در دسترس است و قدرت مانور مسافر را بالا خواهد برد!!قبل از پرداختن به تکنولوژی پل، بررسی شرایطی که در ان، استفاده از پل​ها سودمند است، اهمیت دارد. چه دلایلی باعث می شود یک سازمان واحد، دارای چندین LAN پراکنده باشد؟

اول از آن که: بسیاری از دانشگاه​ها و بخش​های مختلف شرکت​ها، LAN مختص به خود را دارند تا بتوانند کامپیوترهای شخصی، ایستگاه​های کاری و سرویس دهنده​های خاص خود را به هم متصل کنند. از انجایی که بخش​های مختلف یک موسسه، اهداف متفاوتی را دنبال می​کنند لذا در هر بخش، فارغ از ان که دیگر بخش​ها چه می​کنند، LAN متفاوتی پیاده می​شود.

دیر یا زود نیاز می​شود، که این LANها با یکدیگر تعامل و ارتباط داشته باشند. در این مثال، پیدایش LANهای متعدد ناشی از اختیار و ازادی مالکان ان بوده است. دوم آن که: ممکن است سازمان​ها به صورت جغرافیایی در ساختمان​هایی با فاصله قابل توجه، پراکنده باشند. شاید داشتن چندین LAN مجزا در هر ساختمان و وصل ان​ها از طریق "پل​ها" و لینک​های پرسرعت ارزان​تر از کشیدن یک کابل واحد بین تمام سایت​ها تمام شود. سوم ان که: گاهی برای تنظیک بار و تعدیل ترافیک، لازم است که یک LAN منطقی و واحد به چندین LAN کوچکتر تقسیم شود.

به عنوان مثال: در بسیاری از دانشگاه​ها هزاران ایستگاه کاری در اختیار دانشجویان و هیئت علمی قرار گرفته است. عموما فایل​ها در ماشین های سرویس دهنده فایل نگه داری می​شوند و حسب تقاضای کاربران بر روی ماشینشان منتقل و بارگذاری می​شود. مقیاس بسیار بزرگ این سیستم مانع از ان می​شود که بتوان تمام ایستگاه کاری را در یک شبکه محلی واحد قرار داد چرا که پهنای باند مورد نیاز بسیار بالا خواهد بود. در عوض، از چندین LAN که توسط "پل" به هم متصل شده، استفاده می​شود. هر شبکه LAN گروهی از ایستگاه​ها و سرویس دهنده فایل خاص خود را در بر می​گیرد که بدین ترتیب بیشتر ترافیک در حوزه یک LAN واحد محدود می​شود و بار زیادی به ستون فقرات شبکه اضافه نخواهد شد.

چهارم آن که: در برخی از شرایط اگر چه یک شبکه محلی واحد از نظر حجم بار کفایت می​کنند ولیکن فاصله فیزیکی بین ماشین​های دور، بسیار زیاد است. تنها راه حل آن است که LAN به چند بخش تقسیم شده و بین ان​ها پل نصب گردد. با استفاده از پل، می​توان فاصله فیزیکی کل شبکه را افزایش داد. پنجم آن که: مسئله قابلیت اعتماد است; بر روی یک LAN واحد، یک گره خراب که دنباله​ای پیوسته از خروجی اشغال تولید می​کند قادر است کل شبکه را فلج نماید.

پل​ها را می​توان در نقاط حساس قرار داد تا یک گره خراب و مغشوش نتواند کل سیستم را مختل کند. بر خلاف یک تکرار کننده (Repeater) که ورودی خود را بی قید و شرط باز تولید می​نماید یک پل را می​توان به نحوی برنامه ریزی کرد تا در خصوص انچه که هدایت می​کند یا هدایت نمی​کند تصمیم اگاهانه بگیرد.

ششم آن که: پل ها می​توانند به امنیت اطلاعات در یک سازمان کمک نمایند. بیشتر کارت​های واسط شبکه​های LAN دارای حالتی به نام حالت بی قید (Promiscuous mode) هستند که در چنین حالتی تمام فریم​های جاری بر روی شبکه تحویل گرفته می​شود، نه فریم​هایی که دقیقا به ادرس او ارسال شده​اند.

با قرار دادن پل​ها در نقاط مختلف و اطمینان از عدم هدایت اطلاعات حساس به بخش​های نامطمئن، مسئول سیستم می​تواند بخش​هایی از شبکه را از دیگر بخش​ها جدا کرده تا ترافیک ان​ها به خارج راه پیدا نکرده و در اختیار افراد نامطمئن قرار نگیرد. شکل 1-2 شمایی از وصل چند شبکه محلی مستقل توسط پل را به همراه نمادهای مربوطه نشان می​دهد. (اکثرا در بسیاری از مقالات پل را با یک شش ضلعی مشخص می​کنند.) :نکته: یک سوییچ می​تواند در نقش یک پل ایفای نقش کند.

پس از بررسی انکه چرا به پل​ها نیاز است اجازه بدهید به این سوال بپردازیم که عملکرد ان​ها چگونه است؟ هدف ارمانی ان است که پل​ها کاملا نامرئی (شفاف-Transparent) باشند، بدین معنا که بتوان ماشینی را از بخش از شبکه به بخش دیگر منتقل کرد بدون انکه به هیچگونه تغییری در سخت افزار، نرم افزار یا جداول پیکربندی نیاز باشد. همچنین باید این امکان وجود داشته باشد که تمام ماشین​های یک بخش از شبکه بتواند فارغ از انکه نوع LAN ان​ها چیست با ماشین​های بخش دیگر، مبادله اطلاعات داشته باشد. این هدف گاهی براورده می​شود ولیکن نه همیشه!

شاید در ساده ترین سناریو بتوان عملکرد پل را بدین روال دانست: ماشین A در یک شبکه محلی، بسته​ای را برای ارسال به ماشین میزبان B در شبکه دیگر که از طریق پل به هم متصل شده​اند، اماده کرده دانست. این بسته از زیر لایه MAC عبور کرده و سرایند MAC​ به ابتدای ان افزوده می​شود. این واحد داده، بر روی کانال منتقل، و توسط پل دریافت می​شود; پس از رسیدن فریم به پل، کار دریافت ان از لایه فیزیکی شروع و داده​ها به سمت زیر لایه بالا هدایت می​شود.

پس از انکه فریم دریافتی در لایه 2 پردازش شد و ادرس​های MAC بررسی شدند، پل مشخص می کند که فریم را باید بر روی کدامین خروجی خود منتقل کند. در نهایت فریم جدیدی ساخته شده و بر روی شبکه محلی مقصد منتقل می​شود. دقت کنید که یک پل که K شبکه مختلف را به هم متصل می​کند دارای K زیر لایه MAC و تعداد k لایه فیزیکی و کانال ارتباطی است. تا اینجا به نظر می​رسد که انتقال فریم از یک LAN​ به LAN دیگر ساده است اما واقعیت این چنین نیست.

شاید با بررسی سناریوی فوق به این نتیجه برسید که کاری که پل انجام می​دهد با کاری که یک سوییچ انجام می​دهد یکی است و چیزی به معلومات شما اضافه نشده است. فقط نام جدید پل بر روی همان سوییچی گذاشته شده که عملکرد ان را مشاهده کردید! هم درست اندیشیده اید و هم در اشتباهید! اگر پل را ابزاری فرض کرده​اید که قرار است دو شبکه اترنت را بهم پیوند بزند حق با شماست و پل هیچ تفاتی با سوییچ ندارد.

ولی در یک تعریف وسیع​تر باید پل را ابزاری در نظر بگیرید که قرار است دو شبکه ناهمگون (مثل اترنت و بیسیم یا اترنت و حلقه) را به هم پیوند بزند و فریم پس از ورود به پل و قبل از انتقال به شبکه مقصد باید تغییر ماهیت بدهد و سرایند MAC ان بکل عوض شود. چنین کاری از سوییچ بر نمی​اید. عموما تمام پورت​های یک سوییچ لایه 2 (مثل سوییچ اترنت) از یک نوعند و فریم​ها در خلال انتقال از سوییچ هیچ تغییری نمی​کنند.

ناهمگونی شبکه​ها و شرایط ذاتی حاکم بر هر شبکه (مثل شرایط حاکم بر محیط بی سیم یا باسیم) مشکلات عدیده​ای را ایجاد خواهد کرد که پل باید از عهده ان براید. بنابراین از این به بعد سوییچ​های اترنت را پل​هایی بدانید که صرفا شبکه​های از نوع اترنت را بهم پیوند می​زند. پل یک سوییچ لایه 2 هست ولی از یک سوییچ اترنت برتر و پیچیده​تر است. اگر به دنبال کسب اطلاعات بیشتر در خصوص نحوه کارکرد بریج در شبکه هستید ، پیشنهاد می کنم حتما سری به دوره های آموزش شبکه و دوره آموزش نتورک پلاس و تفاوت هاب و سویچ  بیندازید تا به خوبی این مفهوم را درک کنید.