Что такое сетевой мост

Как работает сетевой мост и чем его можно заменить

Что такое мост в сети, как работает сетевой мост, чем отличается мост от коммутаторов и ретрансляторов, как использовать сетевой мост во время работы в Docker — ответы на все эти вопросы вы найдете в статье.

Чем может быть полезен сетевой мост? Его использование оправдано, когда необходимо расширить LAN или сделать работу с контейнизированными приложениями более удобной. Для этого понадобится специальное устройство и немного времени на настройку.

Что такое сетевой мост?

Сетевой мост, или по-английски network bridge, используется для объединения двух локальных сетей в одну или для разделение одной сети на два сегмента.

По-другому, сетевой мост — это устройство, или аппаратный и программный комплекс, объединяющий сегменты сети. Мост можно рассматривать как устройство с функциями хранения и дальнейшей отправки.

Варианты использования сетевого моста

Предположим, вы используете два типа соединения: проводное, через сетевую карту Ethernet, и беспроводное, через Wi-Fi. Первый вариант дает вам более стабильное подключение, а второй — позволяет подключить сразу несколько устройств, объединив их в одну сеть. Так вот, с помощью сетевого моста эти два соединения можно объединить и, как бонус, повысить стабильность.

Создание моста также придется кстати, когда у вас однопортовый модем и несколько компьютеров. В таком случае основной компьютер будет выполнять роль хостовой машины, к которой будут подключены остальные ПК.

Другим кейсом использования сетевых мостов является необходимость расширить охват нескольких локальных сетей. Например, если внедряется новый отдел в организации.

Сетевой мост можно также использовать для разделения одной сети на два сегмента. Например, когда необходимо снизить нагрузку на локальную сеть, перераспределив трафик между подключенными к ней устройствами.

Виртуальный сетевой мост также может быть использован в целях безопасности. Мост можно настроить таким образом, чтобы в случае сбоя трафик был перенаправлен с основного сервера в резервный.

Принцип работы

Мост работает на уровне канала передачи данных (уровень 2) модели OSI. Устройство, используемое в качестве моста, проверяет входящий трафик, а затем пересылает его в нужный пункт назначения либо отбрасывает.

1. Мост получает все пакеты данных или кадры из локальных сетей.
2. Мост создает таблицу MAC-адресов для определения, из какой сети отправлены данные и в какую их надо направить. Таким образом он начинает прослушивать передаваемые данные внутри обеих сетей.
3. Мост считывает отправку и отбрасывает все пакеты из локальной сети №1, отправленные компьютеру в локальной сети №1. А данные из локальной сети №1, отправленные компьютеру в локальной сети №2, повторно передаются в локальную сеть №2.
4. Пакеты данных из локальной сети №2 обрабатываются таким же способом.

Если рассматривать процесс более детально на уровне таблицы адресов, то работу моста можно описать следующим образом. Мостовое устройство анализирует 48-битовое поле адреса пункта назначения пакета данных, затем сравнивает этот адрес с базой переадресаций. Если адрес не совпадает ни с одной записью в таблице, то сетевой мост передает пакет данных в следующий сегмент. Данные будут передаваться до тех пор, пока не достигнут указанного в пункте назначения адреса.

Данные в сетевом мосту

Поскольку сетевые мосты работают на канальном уровне, они передают данные в виде кадров данных (фреймы). При получении кадра данных мост обращается к базе переадресаций (таблица адресов), чтобы принять решение о передаче фрейма.

Типы сетевых мостов

Традиционно можно выделить:

• Прозрачные мосты

Самостоятельно создают таблицу адресов и впоследствии обновляют ее.

• Простые мосты

Такой мост соединяет два сегмента сети, и анализирует, стоит ли пересылать данные из одной сети (сегмента) в другую. Работает прозрачно.

• Многопортовый мост

Многопортовый мост соединяет несколько сетей, обрабатывает фреймы и принимает решение, куда конкретно пересылать трафик. Работает прозрачно.

• Транслирующие мосты

Мост объединяет сети с различными протоколами канального и физического уровней.

• Инкапсулирующие мосты

Данный тип мостов объединяют локальные сети с едиными протоколами канального и физического уровня посредством сетей с другими протоколами.

Беспроводные мосты

Мостовые устройства поддерживают разные типы подключений, что также позволяет выделить разные типы беспроводных сетевых мостов:

• Беспроводные мосты могут соединять беспроводные точки доступа Wi-Fi.
• Мосты Wi-Fi — Ethernet позволяет подключить клиентов Ethernet к локальной сети Wi-Fi.
• Мост Bluetooth — Wi-Fi поддерживает соединения с мобильными устройствами Bluetooth.

Режим беспроводного моста — это функция, которую сегодня поддерживают большинство маршрутизаторов (роутеров). С помощью беспроводного сигнала две сети можно объединить в одну.

Например, это удобно, когда одна локальная сеть имеет доступ в интернет, а вторая — нет; тогда с помощью беспроводного моста можно объединить обе сети тем самым дав доступ к Интернету. Чтобы создать единую локальную сеть, потребуются два маршрутизатора Wi-Fi на каждую сеть. В качестве маршрутизатора рекомендуется использовать SOHO роутеры, которые помимо беспроводного подключения имеют также разъемы для подключения кабелей Ethernet.

Всё, что необходимо знать для настройки первого роутера — это идентификатор SSID (имя беспроводного сигнала) и пароль. Для второго роутера необходимо настроить режим беспроводного моста (Wireless Bridge Mode) и ввести данные от первого роутера, чтобы к нему подключится. После этого вы получите единую сеть, где все устройства второй сети будут иметь доступ к серверу и модему первой сети.

Сетевые мосты vs. Ретрансляторы vs. Коммутаторы и роутеры

Ретрансляторы используются в основном для увеличения физического расстояния, которое преодолевает сигнал. То есть ретранслятор не объединяет сети и никак не фильтрует передаваемый трафик, в отличие от сетевых мостов, которые принимают решение передать или отбросить пакет данных.

Маршрутизаторы (роутеры) могут выполнять некоторые функции моста: анализ, фильтрацию и пересылку пакетов данных. Однако, в отличие от мостов, роутеры способны анализировать большой сетевой трафик, адаптироваться к изменениям сети, изолировать и защищать фрагменты сети от несанкционированного доступа и др.

Коммутаторы выполняют те же функции, что и сетевой мост. Они имеют больше возможностей за счет нескольких аппаратных портов, так как мост предлагает лишь два порта (один для входящего и второй для исходящего трафика). Коммутаторы сегодня используются чаще, чем сетевые мосты.

Различия сетевого моста по-умолчанию и моста, определенного пользователем

Работая в Docker и контейнирезируя приложения, пользователям доступно несколько режимов сети, включая сетевой мост. В Docker эта сеть носит название “bridge” для всех контейнеров для общения в пределах одного хоста, в случае отсутствия других описанных сетей.

Стоит отметить, что данная сеть (установленная по-умолчанию) не рекомендуется к использованию, и наилучшим вариантом будет настроить сеть самостоятельно. Вот, в чем основные преимущества пользовательского моста перед дефолтным:

1. Наилучшая изоляция контейнеризированных приложений, которые открывают порты друг другу, а не в публичную сеть.
2. Контейнеры в сети моста по-умолчанию могут обращаться к друг другу только по IP-адресам пока не указан параметр —link. Если сетевой мост настроен пользователем, к контейнеру можно обращаться по его имени или заданному alias.
3. С пользовательскими мостами контейнеры можно подключать или отключать от сетей, вносить изменения в параметры в любой момент. Если же контейнеризация используется с мостами по-умолчанию, необходимо остановить контейнер и создать его заново уже с новыми сетевыми параметрами.
4. Пользовательские мосты можно изменять и настраивать. Управлять такими мостами можно через docker network create или в файле Docker Compose во время его работы.

Раньше единственным способом обмена переменными среды между двумя контейнерами было их связывание с помощью —link. Это возможно во время работы с мостами по-умолчанию. Однако на сегодняшний день и этот способ устарел.

Использование сетевого моста для расширения локальной сети

Сетевой мост соединяет две другие отдельные компьютерные сети, чтобы обеспечить связь между ними и позволить им работать как единая сеть. Мосты используются с локальными сетями (ЛВС), чтобы расширить их охват, чтобы охватить более крупные физические области, чем может достичь ЛВС.

Как работают сетевые мосты

Мостовые устройства проверяют входящий сетевой трафик и определяют, следует ли пересылать или отбрасывать его в соответствии с назначенным пунктом назначения. Например, мост Ethernet проверяет каждый входящий кадр Ethernet, включая MAC-адреса источника и назначения, иногда размер кадра, при принятии индивидуальных решений о пересылке. Мостовые устройства работают на уровне линии передачи данных модели OSI

Типы сетевых мостов

Мостовые устройства существуют для Wi-Fi до Wi-Fi, Wi-Fi до Ethernet и Bluetooth для Wi-Fi-соединений. Каждый из них предназначен для определенных типов сетей.

• Беспроводные мосты поддерживают точки беспроводного доступа Wi-Fi.
• Мосты Wi-Fi для Ethernet позволяют подключаться к клиентам Ethernet и связывать их с локальной сетью Wi-Fi, что полезно для более старых сетевых устройств, которым не хватает Wi-Fi.
• Мост Bluetooth для Wi-Fi поддерживает соединения с мобильными устройствами Bluetooth, которые распространяются в домах и офисах в последние годы.

Беспроводное мостовое соединение

Мосты особенно популярны в компьютерных сетях Wi-Fi. В беспроводном соединении Wi-Fi требуется, чтобы точки доступа связывались друг с другом в специальном режиме, который поддерживает трафик, который течет между ними. Две точки доступа, поддерживающие режим беспроводного моста, работают как пара. Каждый из них продолжает поддерживать свою собственную локальную сеть подключенных клиентов, а также обменивается информацией с другой, чтобы обрабатывать мост.

Режим моста можно активировать в точке доступа через административную настройку или иногда физический переключатель на устройстве. Не все точки доступа поддерживают режим беспроводного моста; обратитесь к документации производителя, чтобы определить, поддерживает ли данная модель эту функцию.

Мосты против ретрансляторов

Мосты и сетевые ретрансляторы имеют сходный внешний вид; иногда один блок выполняет обе функции. Однако, в отличие от мостов, ретрансляторы не выполняют никакой фильтрации трафика и не объединяются в две сети. Вместо этого повторители передают весь трафик, который они получают. Ретрансляторы служат главным образом для регенерации сигналов трафика, так что одна сеть может достигать более длительных физических расстояний.

Мосты и коммутаторы и маршрутизаторы

В проводных компьютерных сетях мосты выполняют аналогичную функцию, как сетевые коммутаторы . Традиционно проводные мосты поддерживают одно входящее и одно исходящее сетевое соединение, доступное через аппаратный порт , тогда как коммутаторы обычно предлагают четыре или более аппаратных порта. По этой причине коммутаторы иногда называют многопортовыми мостами.

Мосты не обладают интеллектом сетевых маршрутизаторов: Bridges не понимают концепцию удаленных сетей и не могут динамически перенаправлять сообщения в разные местоположения, но вместо этого поддерживают только один внешний интерфейс.

Что такое сетевой мост и как его создать

Сетевой мост соединяет две отдельные компьютерные сети, позволяя им общаться друг с другом и расширять общий охват сети. Они обычно используются для соединения локальных сетей, но сети Wi-Fi, а также сети Wi-Fi и LAN также могут быть соединены вместе. Две мостовые сети могут связываться друг с другом, и они действуют как одна, однако вы не можете соединить две сети вместе и рассчитывать на объединение их скорости. Например, если вы объедините соединение 20 Мбит / с с другим соединением 20 Мбит / с, вы не получите скорость загрузки 40 Мбит / с.

Сетевой мост работает на втором уровне модели OSI, где передача данных происходит между соседними узлами. Это могут быть узлы в глобальной или локальной сети. Этот уровень имеет под собой два уровня, один из которых является уровнем управления доступом к среде, также известным как уровень MAC.

Мост против повторителя

Мост может показаться похожим, если не таким, как ретранслятор, однако есть разница. Повторитель подобен усилителю сигнала; он прослушивает входящий сигнал, усиливает его и отправляет по линии, чтобы его услышали.

Мост, с другой стороны, слушает входящий сигнал, понимает, откуда он приходит и куда ему нужно идти, и только направляет его соответствующим образом.

Мост значительно умнее повторителя. Ретранслятор передает сигнал независимо от того, куда он должен быть отправлен или откуда он исходит, в то время как мост будет следить за тем, чтобы сигнал шел только туда, куда ему нужно. Он идеально подходит для сегрегированных сетей, поскольку может разделить большие сети на более мелкие.

Физический и виртуальный мост

Мост часто создается с помощью физического устройства. Устройство может быть несколько дешевым, но хорошие обычно дороже. Если вы хотите создать мост для локальной сети, вы можете выбрать физическое устройство. Если ваши потребности в мостовых сетях невелики и у вас есть компьютер Windows или Mac с сетевой картой, которая его поддерживает, вы можете создать виртуальный мост между локальной сетью и сетью WiFi.

Виртуальный сетевой мост

Вы можете создать виртуальный сетевой мост в Windows 10 и macOS. Вам потребуются права администратора для создания сетевого моста.

Windows 10

В Windows 10 откройте проводник и вставьте следующее в адресную строку.

Убедитесь, что вы подключены к обеим сетям, которые хотите соединить. Выберите обе сети и щелкните правой кнопкой мыши любую из них. Выберите опцию «Мост» из контекстного меню. Подождите несколько секунд, пока не будет создана мостовая сеть.

Вы можете отключить мостовую сеть или удалить сети из моста. Щелкните правой кнопкой мыши мостовую сеть и выберите Отключить или щелкните правой кнопкой мыши одну из сетей в мостовой сети и выберите параметр Удалить из моста.

Вам придется удалить обе сети по отдельности, и вам следует подождать, пока одна сеть будет удалена, прежде чем удалять следующую, иначе вы можете столкнуться с BSOD.

macOS

В macOS откройте «Системные настройки» и выберите «Сеть». Нажмите кнопку с зубчатым колесом в нижней части левого столбца и выберите «Управление виртуальными интерфейсами…».

Во всплывающем окне нажмите кнопку с плюсом и выберите в меню «Новый мост». Выберите сети, которые вы хотите включить в мост, и все готово.

Сетевой мост

Сетевой уровень (англ. Network layer) — 3-й уровень сетевой модели OSI, предназначается для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.

В информационных технологиях и связи, мультиплекси́рование (англ. multiplexing, muxing) — уплотнение канала, то есть передача нескольких потоков (каналов) данных с меньшей скоростью (пропускной способностью) по одному каналу.

Взаимодействие компьютеров между собой, а также с другим активным сетевым оборудованием, в TCP/IP-сетях организовано на основе использования сетевых служб, которые обеспечиваются специальными процессами сетевой операционной системы (ОС) — демонами в UNIX-подобных ОС, службами в ОС семейства Windows и т. п. Примерами сетевых сервисов являются веб-серверы (в т.ч. сайты всемирной паутины), электронная почта, FTP-серверы для обмена файлами, приложения IP-телефонии и многое другое.