Tehnologiju prebacivanja Ethernet segmenta uvela je Kalpana 1990. godine kao odgovor na rastuću potrebu za povećanjem propusnosti poslužitelja visokih performansi do segmenata radnih stanica.
Blok dijagram EtherSwitcha koji je predložio Kalpana prikazan je na slici 2.18.
Riža. 2.18 Struktura Kalpona EtherSwitcha
Svaki od 8 10Base-T portova opslužuje jedan Ethernet paketni procesor (EPP). Osim toga, prekidač ima sistemski modul koji koordinira rad svih EPP procesora. Modul sustava održava opću tablicu adresa prekidača i pruža SNMP upravljanje prekidačem. Za prijenos okvira između portova koristi se sklop za prebacivanje, sličan onima koji se nalaze u telefonskim prekidačima ili višeprocesorskim računalima, koji povezuju više procesora s više memorijskih modula.
Preklopna matrica radi na principu preklapanja kanala. Za 8 portova, matrica može osigurati 8 istovremenih internih kanala pri poludupleksnom radu porta i 16 pri punom dupleksu, kada odašiljač i prijamnik svakog priključka rade neovisno jedan o drugom.
Kada okvir stigne na port, EPP procesor sprema prvih nekoliko bajtova okvira za čitanje odredišne adrese. Nakon što primi odredišnu adresu, procesor odmah odlučuje prenijeti paket, ne čekajući da stignu preostali bajtovi okvira. Da bi to učinio, pregledava vlastitu predmemoriju tablice adresa, a ako tamo ne pronađe traženu adresu, okreće se modulu sustava koji radi u višezadaćnom načinu rada, paralelno opslužujući zahtjeve svih EPP procesora. Modul sustava skenira opću tablicu adresa i vraća pronađeni redak procesoru, koji sprema u predmemoriju za kasniju upotrebu.
Nakon što je pronašao odredišnu adresu, EPP procesor zna što dalje učiniti s dolaznim okvirom (dok je pregledavao tablicu adresa, procesor je nastavio s međuspremnikom bajtova okvira koji su stigli na port). Ako okvir treba filtrirati, procesor jednostavno prestaje upisivati bajtove okvira u međuspremnik, ispira međuspremnik i čeka da stigne novi okvir.
Ako okvir treba prenijeti na drugi port, procesor kontaktira komutirajuću strukturu i pokušava u njoj uspostaviti put koji povezuje njegov port s portom kroz koji prolazi ruta do odredišne adrese. Preklopna tkanina to može učiniti samo kada je odredišni port u tom trenutku slobodan, odnosno nije spojen na drugi port.
Ako je port zauzet, tada, kao i kod svakog uređaja s komutacijom krugova, matrica ne uspije povezati. U ovom slučaju, okvir je u potpunosti baferiran od strane procesora ulaznog porta, nakon čega procesor čeka oslobađanje izlaznog porta i formiranje željene staze od strane matrice prebacivanja.
Nakon što je postavljen ispravan put, bajtovi okvira iz međuspremnika šalju se na njega i primaju ih procesor izlaznog porta. Čim niži procesor pristupi priključenom Ethernet segmentu koristeći CSMA/CD algoritam, bajtovi okvira se odmah prenose u mrežu. Procesor ulaznog porta trajno pohranjuje nekoliko bajtova primljenog okvira u svoj međuspremnik, što mu omogućuje neovisno i asinkrono primanje i prijenos bajtova okvira.
Uz slobodno stanje izlaznog porta u trenutku primanja okvira, kašnjenje između prijema prvog bajta okvira od strane prekidača i pojave istog bajta na izlazu odredišnog adresnog porta bilo je samo 40 μs za prekidač Kalpana, koji je bio mnogo manji od kašnjenja kadra kada ga je prenio most.
Opisani način prijenosa okvira bez njegovog punog međuspremnika naziva se "on-the-fly" ili "cut-through" prebacivanje. Ova metoda je, zapravo, cjevovodna obrada okvira, kada se nekoliko faza njegovog prijenosa vremenski djelomično preklapa.
1. Prijem prvih bajtova okvira od strane procesora ulaznog porta, uključujući prijem bajtova odredišne adrese.
2. Pronalaženje odredišne adrese u tablici adresa prekidača (u predmemoriji procesora ili u općoj tablici modula sustava).
3. Komutacija matrice.
4. Prijem preostalih bajtova okvira od strane procesora ulaznog porta.
5. Prijem bajtova okvira (uključujući prvi) od strane procesora izlaznog porta kroz matricu prebacivanja.
6. Dobivanje pristupa okruženju od strane procesora izlaznog porta.
7. Prijenos bajtova okvira od strane procesora izlaznog porta u mrežu.
Faze 2 i 3 ne mogu se kombinirati u vremenu, jer bez poznavanja broja izlaznog porta operacija matrice komutacije nema smisla.
Međutim, glavni razlog za poboljšanje performansi mreže pri korištenju prekidača je paralelno obrada više okvira.
Ovaj učinak je ilustriran na slici 2.19. Slika prikazuje idealnu situaciju u smislu poboljšanja performansi, kada četiri od osam portova prenose podatke maksimalnom brzinom od 10 Mb/s za Ethernet protokol, a te podatke prenose na ostala četiri porta prekidača bez sukoba - tokovi podataka između mrežnih čvorova raspoređeni su tako da svaki port za primanje okvira ima svoj izlazni port. Ako prekidač uspije obraditi ulazni promet čak i uz maksimalnu stopu dolaznih okvira na ulazne portove, tada će ukupna izvedba prekidača u danom primjeru biti 4x10 = 40 Mbit/s, a "kada se generalizira primjer za N portova, bit će (N / 2) xl0 Mbit / s.
Slika 2.19 Paralelni prijenos okvira preko prekidača
Širokoj uporabi prekidača nedvojbeno je olakšala činjenica da uvođenje komutacijske tehnologije nije zahtijevalo zamjenu opreme instalirane u mrežama - mrežnih adaptera, čvorišta, kabelskih sustava.
Budući da su prekidači i mostovi transparentni za protokole mrežnog sloja, njihov izgled na mreži nije imao nikakav utjecaj na mrežne usmjerivače, ako ih ima.
Dizajn prekidača
Sa strukturne točke gledišta, prekidači su podijeljeni u sljedeće vrste:
Ø samostalni prekidači s fiksnim brojem priključaka;
Ø modularne sklopke na bazi šasije;
Ø prekidači s fiksnim brojem priključaka, složeni.
Prvi tip prekidača obično je dizajniran za male radne skupine.
Modularni prekidači bazirani na kućištu najčešće su dizajnirani za korištenje na mrežnoj okosnici. Stoga se izvode na temelju neke vrste kombinirane sheme, u kojoj je interakcija modula organizirana preko sabirnice velike brzine ili na temelju brze dijeljene memorije velikog volumena. Moduli takvog prekidača izrađeni su na temelju tehnologije "hot swap", odnosno izostavljaju zamjenu u hodu, bez isključivanja prekidača, budući da središnji komunikacijski uređaj mreže ne bi trebao imati prekide u radu. . Šasija je obično opremljena redundantnim izvorima napajanja, izvorima napajanja i redundantnim ventilatorima za istu svrhu.
S tehničkog gledišta, složeni prekidači su od određenog interesa. Ovi uređaji su prekidači koji mogu raditi autonomno, budući da su izrađeni u zasebnom kućištu, ali imaju posebna sučelja koja omogućuju njihovo kombiniranje u zajednički sustav koji radi kao jedan prekidač. U ovom slučaju se kaže da pojedinačni prekidači tvore stog. Struktura snopa sklopki povezanih brzim posebnim priključcima prikazana je na slici 2.20.
Slika 2.20 Stog brzih prekidača
Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Upotrijebite obrazac u nastavku
Studenti, diplomski studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam jako zahvalni.
Slični dokumenti
Izrada računalnih mreža korištenjem mrežne opreme i posebnog softvera. Imenovanje svih vrsta računalnih mreža. Evolucija mreža. Razlike između lokalnih i globalnih mreža. Trend konvergencije lokalnih i globalnih mreža.
prezentacija dodana 04.05.2012
Metode za prebacivanje računala. Klasifikacija, struktura, vrste i principi izgradnje lokalnih računalnih mreža. Izbor kabelskog sustava. Značajke interneta i drugih globalnih mreža. Opis glavnih protokola razmjene podataka i njihovih karakteristika.
rad, dodan 16.06.2015
Prijenos informacija između računala. Analiza načina i sredstava razmjene informacija. Vrste i struktura lokalnih mreža. Proučavanje redoslijeda povezivanja računala u mrežu i njenog izgleda. Kablovi za prijenos informacija. Mrežni i paketni protokoli.
sažetak dodan 22.12.2014
Pojam i struktura računalnih mreža, njihova klasifikacija i vrste. Tehnologije koje se koriste za izgradnju lokalnih mreža. Sigurnost žičanih lokalnih mreža. Bežične lokalne mreže, njihova karakteristična svojstva i korišteni uređaji.
seminarski rad dodan 01.01.2011
Značajke, razlike, topologija i funkcioniranje lokalnih računalnih mreža. Softver za informacijske i računalne mreže. Osnovni protokoli za prijenos podataka, njihova instalacija i konfiguracija. Autentifikacija i autorizacija; Kerberos sustav.
seminarski rad, dodan 20.07.2015
Opći podaci o globalnim mrežama s komutacijom paketa, konstrukcija i mogućnosti mreža, načelo komutacije paketa korištenjem tehnologije virtualnih sklopova. Karakteristike i mogućnosti mrežnih prekidača, podatkovne veze i protokola mrežnog sloja.
seminarski rad, dodan 26.08.2010
Računalne mreže i njihova klasifikacija. Hardver računalne mreže i topologija lokalne mreže. Tehnologije i protokoli računalnih mreža. Adresiranje računala na mreži i osnovni mrežni protokoli. Prednosti korištenja mrežnih tehnologija.
seminarski rad, dodan 22.04.2012
Vodič:
Četvrto izdanje
Moskva, 2006
D-Link LAN prekidači
UVOD KRATAK PREGLED NAČELA UMREŽIVANJA | |
OBLIKOVATI ............................... | |
E VOLUCIJA LOKALNIH MREŽA: OD DIJELJENOG MEDIJA DO PREKLJUČENIH ... | |
Komponente modela komutirane mreže................................................ | |
DO LOKALNI MREŽNI PREKIDAČI... | |
Funkcioniranje LAN prekidača.................................................. | |
................................... | |
Metode prebacivanja............................... | |
Preklopne tehnologije i OSI model........... | |
Tehnološka izvedba sklopki | |
Prekidači od tkanine ........................................... | |
Prekidači dijeljene memorije....... | |
Uobičajeni prekidači sabirnice... | |
Dizajn prekidača...... | |
XStack™ tehnologija.............. | |
Virtualni stog. Tehnologija Single IP Management™ ..................................... | |
X KARAKTERISTIKE KOJE UTJEČU NA IZVOĐENJE PREKIDAČA ........................ | |
Stopa filtriranja i stopa unaprijed...................................................... | |
Veličina tablice adresa................. | |
Veličina međuspremnika okvira............ | |
NS PROMJENI SOFTVER..... | |
Alati i softver za upravljanje mrežom ... | |
O OPĆA NAČELA PROJEKTIRANJA MREŽE........................................................................................ | |
Hijerarhijski mrežni model na tri razine.............................................................. | |
Razina kernela ...................... | |
Razina distribucije................................................................................................... | |
Razina pristupa ............. | |
D-L INK PROIZVODI ......... | |
Prekidači slojeva pristupa........................................................................................... | |
Prekidači distribucijskog sloja............................................................................ | |
Prekidači jezgre.................................................................................................. | |
KONFIGURIRANJE PREKIDAČA................................................................................................ | |
RAZUMIJEVANJE NEUPRAVLJANIH, UPRAVLJANIH I PODEŠIVIH PREKIDAČA ................... | |
NS POVEZIVANJE NA PREKIDAČ..................................................................................................... | |
NS POVEZIVANJE NA LOKALNU KONZOLU PREKIDAČA............................................................. | |
N POČETNA KONFIGURACIJA PREKIDAČA.................................................................................. | |
Pozivanje pomoći putem naredbi.............................................................................................. | |
Osnovna konfiguracija prekidača............................................................................. | |
Povezivanje na web sučelje za upravljanje prekidačima .............................. | |
DODATNE FUNKCIJE PREKIDAČA.................................................. | |
V IRTUALNE LOKALNE MREŽE VLAN ................................................................ .............................................. | |
Vrste VLAN-a ................................................ ................................................................ ................................ | |
VLAN baziran na portovima......................................................................................................... | |
D-Link LAN prekidači |
|
VLAN baziran na MAC-u .................................................. .............................................................. | |
VLAN baziran na oznakama - IEEE 802.1Q standard......................................................... | |
Definicije IEEE 802.1Q.............................................................................................. | |
Prosljeđivanje VLAN 802.1Q paketa.......................................................................... | |
IEEE 802.1Q VLAN oznake ................................................... ........ ..... | |
VLAN ID priključka ................................................. ................................................................ ........................ | |
Označeno i neoznačeno ................................................. ................................................................ ............ | |
Filtriranje dolaznog prometa................................................................................. | |
Kreiranje VLAN-a pomoću CLI naredbi....................................................................... | |
Asimetrični VLAN............................................................................................................ | |
Primjer 1. Konfiguriranje asimetričnih VLAN-ova unutar jednog |
|
sklopka ................................................. ................................................................ ...................... | |
Primjer 2. Konfiguriranje asimetričnih VLAN-ova na dva autonomna |
|
prekidači ................................................ ................................................................ ........................ | |
O POVEZIVANJE LUKA I STVARANJE MREŽA VELIKE BRZINE .............. | |
Stvaranje agregiranog kanala pomoću CLI naredbi ....................... | |
Primjer 1. Statička agregacija veza ........................................ ........................ | |
Primjer 2. Kreiranje grupe agregiranog kanala u skladu s |
|
IEEE 802.3ad standard................................................................................................ | |
PROTOKOL PANING T REE P (IEEE 802.1 D) ........................................ .............................................. | |
Koncept petlji ................................................................ .. ................................................................ .. ...................... | |
Emitirana oluja......................................................................................... | |
Više kopija okvira..................................................................................... | |
Više petlji...................................................................................................... | |
Primjer STP operacije ................................................. .. ................................................................ .. .............. | |
Rapid Spanning Tree Protocol (IEEE 802.1w)............................................................... | |
IEEE 802.1w konvergencija................................................................................................. | |
Redoslijed ponuda/sporazuma.................................................. | |
Mehanizam promjene topologije.................................................................................. | |
Sukladno IEEE 802.1d / IEEE 802.1w.............................................................. | |
Maksimalni neto promjer....................................................................................... | |
Usporedba STP 802.1d i RSTP 802.1w .......................................... | |
Konfiguriranje STP-a pomoću CLI naredbi................................................. | |
KVALITETA USLUGE (QOS) ........................................ ................................................................ ............ | |
Prioritetna obrada okvira (IEEE 802.1p)..................................................... | |
Konfiguriranje obrade prioriteta okvira pomoću CLI... | |
Kontrola propusnosti...................................................................................... | |
Konfiguriranje propusnosti pomoću CLI naredbi ............ | |
O OGRANIČENJA PRISTUPA MREŽI.................................................................................................... | |
Sigurnost portova i tablica filtriranja prekidača................................................ | |
Konfiguriranje sigurnosti porta pomoću CLI-a................................................................. | |
S EGMENTACIJA PROMETA................................................................................................................. | |
Konfiguriranje segmentacije prometa pomoću CLI-a ............................... | |
P PROTOKOL IEEE 802.1 X ................................................... ................................................................ ............... | |
Uloge uređaja ................................................................ ................................................................ ........................ | |
Promijeni status porta..................................................................................... | |
Ograničenja provjere autentičnosti IEEE 802.1x......................................................... | |
Konfiguriranje IEEE 802.1x pomoću CLI................................................ | |
POPIS KONTROLA PRISTUPA (ACL) ........................................ ................................................................ ......... | |
Algoritam za izradu pristupnog profila......................................................................... | |
D-Link LAN prekidači |
|
Izrada pristupnih profila (pomoću web sučelja) ........... | |
Konfiguriranje popisa za kontrolu pristupa (ACL) pomoću CLI-a ................... | |
Primjeri pristupnih profila........................................................................................ | |
MAC adrese grupno slanje pošte................................................................................. | |
Grupna pretplata i usluga.................................................................................. | |
IGMP v1 ................................................. ................................................. ........... | |
IGMP v2 ................................................. ................................................. ........... | |
Konfiguriranje IGMPsnoopinga pomoću CLI-a ......................................... | |
REFERENCE: ................................................ ................................................................ ................................. | |
DODATAK A. SINTAKSA NAREDBE.................................................................... | |
DODATAK B. RJEČNIK.......................................................................................... | |
D-Link LAN prekidači
UVOD Kratak pregled načela dizajna mreže
Evolucija lokalnih mreža: od dijeljenih medija do komutiranih
Do prije desetak godina, programeri su imali ograničenu količinu hardvera za izgradnju kampusnih mreža. Hubovi su instalirani u poslužiteljskim sobama, a usmjerivači su korišteni u podatkovnim centrima i mrežnim okosnicama. Sve veća snaga procesora radnih stanica, pojava multimedijskih i klijent-poslužitelj aplikacija zahtijevali su veću propusnost nego što bi to mogla pružiti tradicionalna dijeljena medijska mreža. Ovi zahtjevi potaknuli su dizajnere da zamijene čvorišta instalirana u ožičenjima prekidačima.
Slika 1 Evolucija LAN-a
Ova strategija zaštitila je ulaganje u kabliranje i povećala performanse mreže pružajući namjensku propusnost svakom korisniku.
Stvaranje tehnologija kao što su Layer 3 switching, VLAN-ovi i druge učinilo je izgradnju kampusnih mreža složenijom nego ikad prije.
Većina dizajnera mreža počela je integrirati komutacijske uređaje u dijeljenu medijsku mrežu kako bi postigla sljedeće ciljeve:
Povećajte propusnost dostupnu svakom korisniku mreže uz istovremeno smanjenje zagušenja na mrežama dijeljene širine pojasa.
Stvaranje virtualnih lokalnih mreža (VLAN) organiziranjem korisnika u logičke grupe,
D-Link LAN prekidači
neovisno o fizičkoj topologiji kako bi se smanjili troškovi premještanja, dodavanja i mijenjanja te povećanja fleksibilnosti mreže.
Implementacija novih multimedijskih aplikacija na prekidačima različitih platformi i tehnologija, čineći ih dostupnim različitim korisnicima.
Omogućuje laku migraciju na nove tehnologije velike brzine kao što su Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.
U 1990-ima, tradicionalne mreže kampusa pojavile su se kao jedinstvena lokalna mreža i rasle sve dok nije bila potrebna segmentacija za održavanje njihove funkcionalnosti. Segmentacija je omogućila podjelu korisnika mreže u nekoliko grupa (segmenata) u skladu s njihovom fizičkom lokacijom, smanjujući broj klijenata koji se natječu za propusnost u svakoj od njih. Segmenti lokalne mreže bili su međusobno povezani pomoću gateway uređaja koji su prenosili promet među segmentima i blokirali sve ostalo.
LAN prekidači su dizajnirani s tim trendom na umu. Oni koriste mikrosegmentacija, što vam omogućuje stvaranje privatnih ili namjenskih LAN segmenata - jedna radna stanica po segmentu (ne segment, već je samo radna stanica spojena na port switch). Istovremeno, svaka radna stanica dobiva pristup cijeloj propusnosti odjednom i ne mora se natjecati s drugim stanicama.
Prekidači povezuju različite LAN segmente i izvode inteligentno upravljanje prometom. Osim toga, prekidači obično pružaju usluge bez blokiranja, koje omogućuju istovremeni prijenos tokova podataka sa svih portova uređaja.
Tehnologija prebacivanja brzo je postala preferirano rješenje za poboljšanje fleksibilnosti upravljanja LAN prometom iz sljedećih razloga:
V Za razliku od čvorišta i repetitora, prekidači dopuštaju istovremeni prijenos više tokova podataka.
Uz mikro-segmentaciju, prekidači podržavaju visoke brzine prijenosa i mogućnost pružanja namjenske propusnosti za aplikacije osjetljive na kašnjenje.
Prekidači korisnicima pružaju namjensku propusnost.
Komponente modela komutirane mreže.
Komutirana mreža sastoji se od sljedećih glavnih komponenti:
LAN prekidači;
Softver za prebacivanje;
Alati za upravljanje mrežom.
D-Link pruža dizajnerima mreže kompletan skup alata za izgradnju i upravljanje skalabilnom, pouzdanom komutiranom mrežom.
D-Link LAN prekidači
LAN prekidači
Prva komponenta modela komutirane mreže su LAN prekidači.
Funkcioniranje LAN prekidača
Prekidači su uređaji za podatkovnu vezu koji vam omogućuju povezivanje više fizičkih LAN segmenata u jednu veliku mrežu. Prebacivanje lokalnih mreža osigurava interakciju mrežnih uređaja preko namjenske linije bez kolizija, uz paralelni prijenos nekoliko tokova podataka.
LAN prekidači obrađuju okvire na temelju IEEE 802.1 transparentnog algoritma mosta, koji se uglavnom koristi u Ethernet mrežama. Nakon uključivanja, prekidač počinje ispitivati lokaciju radnih stanica svih povezanih mreža analizirajući MAC adrese izvora dolaznih okvira. Na primjer, ako okvir iz čvora 1 stigne na port 1 prekidača, tada pamti broj porta na koji je ovaj okvir došao i dodaje ove informacije u preklopni stol(baza podataka za prosljeđivanje). Adrese se uče dinamički. To znači da čim se nova adresa pročita, ona će se odmah unijeti u sadržajno adresiranu memoriju (CAM). Svaki put kada se adresa unese u preklopnu tablicu, dodjeljuje joj se vremenski žig. To vam omogućuje pohranjivanje adresa u tablicu na određeno vrijeme. Svaki put kada se uputi poziv na ovu adresu, ona dobiva novu vremensku oznaku. Adrese koje dugo niste kontaktirali uklanjaju se iz tablice.
Slika 2. Izrada preklopnog stola
D-Link LAN prekidači
Prekidač koristi tablicu prekidača za prosljeđivanje prometa. Kada paket podataka stigne na jedan od njegovih portova, iz njega izvlači informacije o MAC adresi primatelja i traži tu MAC adresu u svojoj tablici prebacivanja. Ako postoji unos u tablici koji povezuje MAC adresu primatelja s jednim od portova komutatora, osim onog koji je primio okvir, tada se okvir prosljeđuje preko ovog porta. Ako nema takve asocijacije, okvir se prenosi kroz sve portove, osim onog na koji je stigao. To se zove širenje lavine (poplave).
Broadcast i multicast se također izvode floodom. To je jedan od problema koji ograničava korištenje prekidača. Prisutnost preklopnika u mreži ne sprječava širenje okvira emitiranja kroz sve segmente mreže, zadržavajući pritom njezinu transparentnost. Ako, kao rezultat bilo kakvog softverskog ili hardverskog kvara, protokol gornjeg sloja ili sam mrežni adapter ne radi ispravno, te će stalno generirati okvire emitiranja, prekidač će u ovom slučaju prenijeti okvire u sve segmente, preplavljujući mrežu s pogrešan promet.
Ova situacija se zove emitirati oluju
Prekidači pouzdano izoliraju promet među segmentima, čime se smanjuje promet na pojedinim segmentima. Ovaj proces se zove filtriranje a izvodi se u slučajevima kada izvorna i odredišna MAC adresa pripadaju istom segmentu. U pravilu, filtriranje poboljšava odziv mreže kako ga percipira korisnik.
Dupleks i poludupleks rad prekidača
LAN prekidači podržavaju dva načina rada:
poludupleks i puni dupleks.
Poludupleksni način rada je način u kojem samo jedan uređaj može prenositi podatke u bilo kojem trenutku u jednoj kolizijskoj domeni1.
Duplex način rada To je način rada koji osigurava istovremeni dvosmjerni prijenos podataka između stanice koja šalje i stanice primatelja na MAC podsloju. Kada se radi u punom duplex načinu, povećava se količina informacija koje se prenose između mrežnih uređaja. To je zbog činjenice da dupleksni prijenos ne uzrokuje kolizije u prijenosnom mediju, ne zahtijeva zakazivanje ponovnih prijenosa i dodavanje bitova proširenja na kraj kratkih okvira. Rezultat ne samo da povećava vrijeme dostupno za prijenos podataka, već i udvostručuje korisnu propusnost kanala jer svaki kanal pruža punu brzinu, istovremeni, dvosmjerni prijenos2.
1 Kolizijska domena je dio Ethernet mreže čiji svi čvorovi prepoznaju koliziju, bez obzira gdje se u mreži dogodila kolizija.
2 Duplex rad podržan je prekidačima i gotovo svim modernim adapterima. Čvorišta ne podržavaju ovaj način rada.
D-Link LAN prekidači
Puni dupleks IEEE 802.3x kontrola protoka
Puni dupleks rad zahtijeva dodatnu funkcionalnost kao što je kontrola protoka. Omogućuje primatelju (na primjer, portu na mrežnom prekidaču) da naloži izvornom hostu (na primjer, datotečnom poslužitelju) da obustavi prijenos okvira na kratko vrijeme u slučaju prekoračenja. Kontrola se provodi između MAC slojeva pomoću okvira za pauzu, koji automatski generira prijemni MAC sloj. Ako se prekoračenje počisti prije isteka vremenskog ograničenja, drugi okvir pauze s vrijednošću vremenskog ograničenja nula šalje se za nastavak prijenosa (vidi sliku 3).
Slika 3 Slijed kontrole protoka IEEE 802.3x
Dupleksni rad i njegova prateća kontrola protoka su izborni načini za sve Ethernet MAC slojeve, bez obzira na brzinu prijenosa. Okviri za pauzu identificiraju se kao MAC kontrolni okviri prema pojedinačnim (rezerviranim) vrijednostima polja duljine/vrste. Također im je dodijeljena rezervirana vrijednost odredišne adrese kako bi se spriječilo slanje dolaznog okvira pauze u protokole gornjeg sloja ili na druge portove prekidača.
Metode prebacivanja
U LAN prekidačima mogu se implementirati različite metode prijenosa okvira.
Za prebacivanje pohrani-naprijed -
prekidač kopira cijeli primljeni okvir u međuspremnik i provjerava ga na greške. Ako okvir sadrži pogreške (kontrolni zbroj se ne podudara, ili je okvir manji od 64 bajta ili veći od 1518 bajtova), tada se odbacuje. Ako okvir ne sadrži pogreške, tada prekidač pronalazi odredišnu adresu u svojoj tablici prebacivanja i određuje odlazno sučelje. Zatim, ako nisu navedeni filteri, ovaj okvir prenosi prijemniku.
Ova metoda prijenosa povezana je s kašnjenjima - što je veća veličina okvira, to je duže potrebno da se primi i provjeri ima li pogrešaka.
D-Link LAN prekidači
Prebacivanje bez međuspremnika (prekid) - preklopnik lokalne mreže kopira samo adresu primatelja (prvih 6 bajtova nakon prefiksa) u interne međuspremnike i odmah počinje odašiljati okvir ne čekajući da bude u potpunosti primljen. Ovaj način rada smanjuje kašnjenje, ali ne provjerava greške. Postoje dva oblika prebacivanja bez međuspremnika:
Brzo prebacivanje naprijed - Ovaj oblik prebacivanja nudi nisko kašnjenje jer se okvir počinje odašiljati odmah čim se pročita adresa odredišta. Odaslani okvir može sadržavati pogreške. U tom slučaju mrežni adapter za koji je ovaj okvir namijenjen odbacit će ga, što će uzrokovati potrebu za ponovnim prijenosom ovog okvira.
Prebacivanje bez fragmenata -
prekidač filtrira kolizione okvire prije njihovog prijenosa. Na mreži koja ispravno funkcionira može doći do sudara tijekom prijenosa prva 64 bajta. Stoga se svi okviri duži od 64 bajta smatraju valjanima. Ova metoda prebacivanja čeka dok se primljeni okvir ne provjeri za kolizije, a tek tada započinje njegov prijenos. Ova metoda prebacivanja smanjuje broj paketa koji se prenose s greškama.
Preklopne tehnologije i OSI model
LAN prekidači se mogu klasificirati prema slojevima OSI modela na kojima prenose, filtriraju i preklopne okvire. Razlikuju se prekidači sloja 2, prekidači sloja 3 i prekidači sloja 3.
Prekidači 2. sloja analizirati dolazne okvire, donijeti odluku o njihovom daljnjem prijenosu i prenijeti ih na njihova odredišta na temelju MAC adresa sloja veze OSI modela. Glavna prednost Layer 2 prekidača je transparentnost za protokole gornjeg sloja. Budući da prekidač radi na sloju 2, ne treba analizirati informacije iz gornjih slojeva OSI modela.
Prebacivanje sloja 2 je hardversko. Ima visoke performanse jer se podatkovni paket ne mijenja. Prijenos okvira u prekidaču može se obaviti specijaliziranim kontrolerom pod nazivom Application-Specific Integrated Circuits (ASIC). Dizajnirana za prekidače, ova tehnologija omogućuje velike brzine prebacivanja uz minimalno kašnjenje.
Postoje 2 glavna razloga za korištenje prekidača Layer 2 - segmentacija mreže i konsolidacija radne grupe. Visoke performanse prekidača omogućuju dizajnerima mreže da značajno smanje broj čvorova na fizičkom segmentu. Podjela velike mreže na logičke segmente poboljšava performanse mreže (smanjenjem količine podataka koji se prenose u pojedinim segmentima), kao i fleksibilnost u dizajnu mreže, povećavajući stupanj zaštite podataka i pojednostavljuje upravljanje mrežom.
Unatoč prednostima prebacivanja sloja 2, ono još uvijek ima neka ograničenja. Prisutnost prekidača u mreži ne sprječava
Neupravljani prekidač prikladan je za izgradnju kućne ili male uredske mreže. Njegova razlika od ostalih je "upakirana" verzija. Odnosno, nakon kupnje dovoljno je uspostaviti vezu s poslužiteljem davatelja i možete distribuirati internet.
Pri radu s takvim prekidačem treba imati na umu da može doći do kratkotrajnih kašnjenja pri korištenju glasovnih dojavljivača (Skype, Vo-IP) i nemogućnosti raspodjele propusnosti Interneta. Odnosno, kada uključite Torrent program na jednom od računala u mreži, on će potrošiti gotovo cijelu propusnost, a ostatak računala u mreži će koristiti ostatak propusnosti.
Managed Switch je najbolje rješenje za izgradnju mreže u uredima i računalnim klubovima. Ovaj pogled se prodaje kao standard i sa standardnim postavkama.
Postavljanje takvog prekidača zahtijeva puno posla - veliki broj postavki može vam okrenuti glavu, ali s pravim pristupom može donijeti prekrasne rezultate. Glavna značajka je raspodjela širine kanala i podešavanje propusnosti svakog porta. Uzmimo kao primjer internetski kanal od 50 Mbps / s, 5 računala u mreži, IP-TV set-top box i ATC. Možemo napraviti nekoliko opcija, ali ja ću razmotriti samo jednu.
Nadalje - samo vaša mašta i razmišljanje izvan okvira. Ukupno imamo relativno veliki kanal. Zašto relativno? Ove informacije ćete dalje naučiti ako pažljivo proniknete u bit. Zaboravio sam pojasniti - gradim mrežu za mali ured. IP-TV se koristi za TV u čekaonici, računala - za rad s e-poštom, prijenos dokumenata, pregleda stranica, ATC - za spajanje fiksnih telefona na glavnu liniju za primanje poziva sa Skypea, QIP-a, mobitela itd. .
Upravljani prekidač je modifikacija običnog, neupravljanog prekidača.
Osim ASIC čipa, sadrži mikroprocesor sposoban za obavljanje dodatnih operacija na okvirima, kao što su filtriranje, modificiranje i određivanje prioriteta, kao i druge radnje koje nisu povezane s prosljeđivanjem okvira. Na primjer, navedite korisničko sučelje.
U praktičnom smislu, razlike između upravljanih prekidača i neupravljanih prekidača su, prvo, u popisu podržanih standarda - ako obični, neupravljani prekidač podržava samo Ethernet standard (IEEE 802.3) u njegovim različitim varijantama, tada upravljani prekidači podržavaju mnogo šire popis standarda: 802.1Q. 802.1X, 802.1AE, 802.3ad (802.1AX) i tako dalje, koji zahtijevaju konfiguraciju i upravljanje.
Postoji još jedna vrsta - SMART prekidači.
Pojava pametnih prekidača bila je posljedica marketinškog poteza - uređaji podržavaju znatno manje funkcija od svojih starijih kolega, ali su i dalje upravljivi.
Kako ne bi zbunili i ne doveli potrošače u zabludu, prvi modeli proizvedeni su s oznakom inteligentni ili web-managed.
Ovi uređaji nudili su osnovnu funkcionalnost upravljanih prekidača po znatno nižoj cijeni — VLAN organizaciju, administrativni port omogućavanje / onemogućavanje, filtriranje MAC adrese ili ograničavanje brzine. Tradicionalno, jedina metoda upravljanja bilo je web sučelje, tako da je naziv web-emanaged čvrsto ukorijenjen u pametnim prekidačima.
Prekidač pohranjuje tablicu prebacivanja u svoju asocijativnu memoriju, koja označava korespondenciju MAC adrese hosta s portom prekidača. Kada je prekidač uključen, ova tablica je prazna i počinje raditi u načinu učenja. U ovom načinu rada, podaci koji pristižu na port se prenose na sve ostale portove na prekidaču. U tom slučaju, prekidač analizira okvire i, nakon što je odredio MAC adresu hosta koji šalje, unosi je u tablicu.
Nakon toga, ako jedan od portova prekidača primi okvir namijenjen hostu čija je MAC adresa već u tablici, tada će se ovaj okvir prenijeti samo preko porta navedenog u tablici. Ako MAC adresa odredišnog hosta nije vezana ni za jedan port na prekidaču, tada će okvir biti poslan na sve portove.
S vremenom, prekidač gradi potpunu tablicu za sve svoje portove, a kao rezultat toga, promet je lokaliziran.
Treba napomenuti nisko kašnjenje (latencija) i veliku brzinu prosljeđivanja na svakom portu sučelja.
Metode prebacivanja.
Postoje tri načina povezivanja. Svaki od njih je kombinacija parametara kao što je vrijeme čekanja za "odluku o prebacivanju" (latencija) i pouzdanost prijenosa.
S međuskladištem (Store and Forward).
Prorez.
Bez fragmenata ili hibrid.
S međuskladištem (Store and Forward). Prekidač čita sve informacije primljene u okviru, provjerava ih na pogreške, odabire komutacijski port i zatim mu šalje provjereni okvir.
Prorez. Prekidač čita samo odredišnu adresu u okviru i zatim se prebacuje. Ovaj način rada smanjuje kašnjenja prijenosa, ali ne postoji metoda otkrivanja grešaka.
Bez fragmenata ili hibrid. Ovaj način rada je modifikacija načina rada Fly Away. Prijenos se provodi nakon filtriranja fragmenata sudara (okviri od 64 bajta obrađuju se tehnologijom pohranjivanja i prosljeđivanja, ostatak se obrađuje tehnologijom cut-through). Kašnjenje "odluke o prebacivanju" dodaje se vremenu potrebnom okviru da uđe i izađe iz priključka prekidača, a time se određuje i ukupna latencija prebacivanja.
Karakteristike izvedbe prekidača.
Glavne karakteristike prekidača koje mjere njegovu učinkovitost su:
- - brzina filtriranja;
- - brzina usmjeravanja (prosljeđivanje);
- - propusnost;
- - kašnjenje prijenosa okvira.
Osim toga, postoji nekoliko karakteristika prekidača koje najviše utječu na navedene karakteristike izvedbe. To uključuje:
- - veličina međuspremnika okvira (s);
- - performanse interne sabirnice;
- - performanse procesora ili procesora;
- - veličina tablice internih adresa.
Brzine filtriranja i prosljeđivanja okvira dvije su glavne karakteristike performansi prekidača. Ove karakteristike su integralni pokazatelji, ne ovise o tome kako je prekidač tehnički implementiran.
Brzina filtriranja određuje brzinu kojom prekidač izvodi sljedeće korake u obradi okvira:
- - primanje okvira u vlastiti međuspremnik;
- - uništenje okvira, budući da je njegov odredišni port isti kao i izvorni port.
Brzina naprijed određuje brzinu kojom prekidač izvodi sljedeće faze obrade okvira:
- - primanje okvira u vlastiti međuspremnik;
- - pregled adresne tablice kako bi se pronašao port za odredišnu adresu okvira;
- - prijenos okvira u mrežu preko odredišnog porta koji se nalazi u tablici adresa.
I brzina filtriranja i brzina napredovanja obično se mjere u okvirima u sekundi.
Ako karakteristike prekidača ne određuju za koji protokol i za koju veličinu okvira su dane vrijednosti brzine filtriranja i prosljeđivanja, tada se prema zadanim postavkama smatra da su ti pokazatelji dati za Ethernet protokol i okvire duljine od 64 bajta (bez preambule), s podatkovnim poljem od 46 bajtova ...
Korištenje okvira minimalne duljine kao glavnog pokazatelja brzine prekidača posljedica je činjenice da takvi okviri uvijek stvaraju najteži način rada za prekidač u usporedbi s okvirima različitog formata s jednakom propusnošću prijenosa korisnički podaci.
Stoga se pri testiranju prekidača kao najteži test koristi način minimalne duljine okvira, koji mora provjeriti sposobnost prekidača da radi pod najgorom kombinacijom prometnih parametara za njega.
Osim toga, za pakete minimalne duljine, brzine filtriranja i prosljeđivanja imaju maksimalnu vrijednost, što je od velike važnosti kod oglašavanja prekidača.
Propusnost prekidača mjeri se količinom korisničkih podataka koji se prenose po jedinici vremena kroz njegove portove.
Budući da prekidač radi na sloju veze, korisnički podaci za njega su podaci koji se prenose u podatkovno polje okvira protokola sloja veze - Ethernet, Token Ring, FDDI itd.
Maksimalna vrijednost propusnosti prekidača uvijek se postiže na okvirima maksimalne duljine, budući da je u ovom slučaju udio režijskih troškova za servisne informacije okvira puno manji nego za okvire minimalne duljine, a vrijeme za prekidač za izvođenje operacija obrade okvira po jednom bajtu korisničkih informacija značajno je manji.
Ovisnost propusnosti prekidača o veličini odaslanih okvira dobro je ilustrirana na primjeru Ethernet protokola, za koji je, pri prijenosu okvira minimalne duljine, brzina prijenosa 14880 sličica u sekundi i propusnost od 5,48 Mb / s, a pri prijenosu okvira maksimalne duljine postiže se brzina prijenosa od 812 sličica u sekundi.sekundi i propusnost od 9,74 Mb/s.
Propusnost pada gotovo dva puta pri prelasku na najkraće okvire, a to ne uzima u obzir gubitak vremena za obradu okvira prekidačem.
Latencija prijenosa okvira mjeri se kao vrijeme proteklo od trenutka kada prvi bajt okvira stigne na ulazni port prekidača do trenutka kada se ovaj bajt pojavi na izlaznom portu prekidača.
Latencija je zbroj vremena potrebnog za međuspremnik bajtova okvira, plus vrijeme potrebno za obradu okvira prekidačem - pogledajte tablicu adresa, odlučite hoćete li filtrirati ili proslijediti i dobiti pristup izlaznom lučko okruženje. Količina kašnjenja koju uvodi prekidač ovisi o njegovom načinu rada. Ako se prebacivanje provodi "u hodu", tada su kašnjenja obično mala i kreću se od 10 μs do 40 μs, a s puferiranjem punog okvira - od 50 μs do 200 μs (za minimalnu duljinu okvira). Prekidač je uređaj s više priključaka, stoga je uobičajeno da sve gore navedene karakteristike (osim kašnjenja prijenosa okvira) daje u dvije verzije:
- - prva opcija je ukupna izvedba prekidača uz istovremeni prijenos prometa kroz sve njegove portove;
- - druga opcija je izvedba po portu.
Budući da uz istovremeni prijenos prometa s više luka, postoji ogroman broj prometnih opcija koje se razlikuju po veličini okvira u streamu, distribuciji prosječnog intenziteta tokova okvira između odredišnih luka, koeficijentima varijacije u intenzitet strujanja okvira, itd., itd.
Zatim, prilikom usporedbe sklopki po izvedbi, potrebno je uzeti u obzir za koju se prometnu varijantu dobivaju objavljeni podaci o izvedbi. Neki laboratoriji koji stalno testiraju komunikacijsku opremu razvili su detaljne opise uvjeta za ispitivanje sklopki i koriste ih u svojoj praksi, ali ta ispitivanja još nisu postala općeindustrijska. U idealnom slučaju, prekidač instaliran u mreži prenosi okvire između čvorova povezanih na njegove portove brzinom kojom čvorovi generiraju te okvire, bez uvođenja dodatnih kašnjenja ili gubitka jednog okvira.
U stvarnoj praksi komutator uvijek unosi neka kašnjenja u prijenosu okvira, a može i izgubiti neke okvire, odnosno ne isporučiti ih primateljima. Zbog razlika u unutarnjoj organizaciji različitih modela prekidača, teško je predvidjeti kako će određena sklopka odašiljati okvire za određeni prometni obrazac. Najbolji kriterij je i dalje praksa postavljanja prekidača u stvarnu mrežu i mjerenja latencije koju on uvodi i broja izgubljenih okvira. Ukupne performanse sklopke osiguravaju dovoljno visoke performanse svakog pojedinog elementa - port procesora, sklopne matrice, zajedničke sabirnice koja povezuje module itd.
Bez obzira na unutarnju organizaciju prekidača i način na koji su njegove operacije cjevovodne, moguće je definirati prilično jednostavne zahtjeve za performanse za njegove elemente koji su potrebni za podršku dane prometne matrice. Budući da proizvođači prekidača nastoje svoje uređaje učiniti što bržim, ukupna interna izvedba prekidača često premašuje prosječnu stopu bilo kojeg prometa koji se može usmjeriti na portove preklopnika prema njihovim protokolima s određenom maržom.
Ova vrsta prekidača naziva se neblokirajućim, odnosno bilo koja vrsta prometa se prenosi bez smanjenja intenziteta. Osim propusnosti pojedinih elemenata preklopnika, kao što su procesori portova ili zajednička sabirnica, na performanse komutatora utječu parametri kao što su veličina adresne tablice, veličina zajedničkog međuspremnika ili pojedinačnih međuspremnika portova.
Veličina tablice adresa utječe na maksimalni kapacitet tablice adresa i određuje maksimalni broj MAC adresa na kojima prekidač može istovremeno raditi.
Budući da prekidači najčešće koriste namjensku procesorsku jedinicu za izvođenje operacija na svakom portu s vlastitom memorijom za pohranu instance tablice adresa, veličina tablice adresa za prekidače obično se daje po portu.
Primjeri adresne tablice različitih modula procesora ne sadrže nužno iste informacije o adresi - najvjerojatnije neće biti mnogo duplikata adresa, osim ako je distribucija prometa sa svakog porta potpuno jednako vjerojatna između ostalih portova. Svaki port pohranjuje samo skupove adresa koje je nedavno koristio. Maksimalni broj MAC adresa koje procesor porta može zapamtiti ovisi o primjeni prekidača. Prekidači radne grupe obično podržavaju samo nekoliko adresa po portu jer su dizajnirani da tvore mikro-segmente. Prekidači odjela moraju podržavati nekoliko stotina adresa, a mrežni preklopnici okosnice do nekoliko tisuća, obično 4000 - 8000 adresa. Nedovoljan kapacitet tablice adresa može usporiti prekidač i začepiti mrežu viškom prometa. Ako je tablica adresa port procesora potpuno puna, a naiđe na novu izvornu adresu u dolaznom paketu, tada bi trebao izmjestiti bilo koju staru adresu iz tablice i na njeno mjesto staviti novu. Ova operacija sama po sebi će oduzeti malo vremena procesora, ali glavni gubitak performansi će se primijetiti kada stigne okvir s odredišnom adresom, koja je morala biti uklonjena iz tablice adresa.
Budući da je odredišna adresa okvira nepoznata, prekidač mora proslijediti ovaj okvir na sve ostale portove. Ova operacija će stvoriti nepotreban rad za mnoge port procesore, osim toga, kopije ovog okvira će pasti i na one mrežne segmente gdje su potpuno nepotrebne. Neki proizvođači prekidača rješavaju ovaj problem mijenjajući način na koji rukuju okvirima s nepoznatim odredištem. Jedan od portova preklopnika konfiguriran je kao trunk port na koji se prema zadanim postavkama prosljeđuju svi okviri s nepoznatom adresom.
Interna memorija međuspremnika prekidača koristi se za privremeno pohranjivanje okvira podataka u slučajevima kada se ne mogu odmah prenijeti na izlazni port. Međuspremnik je dizajniran da izgladi kratkoročne pulsacije prometa.
Doista, čak i ako je promet dobro izbalansiran i performanse port procesora i drugih procesnih elemenata prekidača dovoljne za prijenos prosječnih vrijednosti prometa, to ne jamči da će njihova izvedba biti dovoljna pri vrlo visokim vršnim opterećenjima. Na primjer, promet može istovremeno stizati na sve ulaze prekidača nekoliko desetaka milisekundi, sprječavajući ga da odašilje primljene okvire na izlazne portove. Za sprječavanje gubitka okvira u slučaju kratkoročnog višestrukog prekoračenja prosječnog intenziteta prometa (a za lokalne mreže često se nalaze vrijednosti valovitosti prometa u rasponu od 50-100), jedino sredstvo je veliki međuspremnik. Kao iu slučaju tablica adresa, svaka procesorska jedinica porta obično ima vlastitu međuspremnu memoriju za pohranjivanje okvira. Što je veća količina ove memorije, manja je vjerojatnost gubitka okvira tijekom preopterećenja, iako ako su prosječne vrijednosti prometa neuravnotežene, međuspremnik će se prije ili kasnije preliti.
Obično sklopke dizajnirane za rad u kritičnim dijelovima mreže imaju međuspremnik memorije od nekoliko desetaka ili stotina kilobajta po portu.
Dobro je kada se ova memorija međuspremnika može preraspodijeliti između nekoliko portova, budući da su istodobna preopterećenja na nekoliko portova malo vjerojatna. Dodatnu zaštitu osigurava međuspremnik zajednički za sve portove u modulu za upravljanje prekidačima. Takav međuspremnik je obično veličine nekoliko megabajta.
18.03.1997 Dmitrij Ganzha
Prekidači su središnji za današnje LAN-ove. VRSTE SWITCHING KONCENTRATORI METODE OBRADE RISC I ASIC PAKETA ARHITEKTURA PREKIDAČA VISOKE KLASE KONSTRUKCIJA VIRTUALNIH MREŽA RAZINA TREĆA SWITCHING ZAKLJUČAK Switching je jedna od najpopularnijih tehnologija.
Prekidači su središnji za današnje LAN-ove.
Prebacivanje je jedna od najpopularnijih modernih tehnologija. Prekidači zamjenjuju mostove i usmjerivače na rubu lokalnih mreža, ostavljajući iza sebe ulogu organiziranja komunikacija preko mreže širokog područja. Takva popularnost prekidača prvenstveno je posljedica činjenice da omogućuju, zbog mikro-segmentacije, povećanje mrežnih performansi u odnosu na dijeljene mreže s istom nominalnom širinom pojasa. Osim podjele mreže na male segmente, prekidači pružaju mogućnost organiziranja povezanih uređaja u logičke mreže i jednostavnog preuređivanja kada je to potrebno; drugim riječima, omogućuju stvaranje virtualnih mreža.
Što je prekidač? Prema IDC-ovoj definiciji, "prekidač je uređaj dizajniran kao čvorište i koji djeluje kao most s više priključaka velike brzine; ugrađeni mehanizam za prebacivanje omogućuje segmentiranje lokalne mreže i dodjelu propusnosti krajnjim stanicama u mreži" (vidi M. Kulginov članak "Izgradi mrežu, posadi drvo... "u izdanju za veljaču LAN). Međutim, ova se definicija prvenstveno odnosi na sklopke okvira.
VRSTE PREKLJUČANJA
Prebacivanje se općenito odnosi na četiri različite tehnologije — prebacivanje konfiguracije, prebacivanje okvira, prebacivanje ćelije i pretvorba okvira u ćeliju.
Prebacivanje konfiguracije također je poznato kao prebacivanje porta, pri čemu je određeni port na modulu Smart Hub dodijeljen jednom od internih Ethernet (ili Token Ring) segmenata. Ova se dodjela obavlja na daljinu kroz programsko upravljanje mrežom kada se korisnici i resursi na mreži povežu ili presele. Za razliku od drugih komutacijskih tehnologija, ova metoda ne poboljšava performanse dijeljenog LAN-a.
Prebacivanje okvira ili LAN prebacivanje koristi standardne Ethernet (ili Token Ring) formate okvira. Svaki okvir obrađuje najbliži prekidač i prenosi dalje duž mreže izravno primatelju. Kao rezultat toga, mreža se, takoreći, pretvara u skup paralelnih izravnih kanala velike brzine. U nastavku ćemo pogledati kako se okviri prebacuju unutar prekidača koristeći preklopno čvorište kao primjer.
U bankomatu se koristi prebacivanje ćelija. Korištenje malih ćelija fiksne duljine omogućuje stvaranje jeftinih, brzih sklopnih struktura na razini hardvera. I prekidači okvira i prekidači ćelija mogu podržati više neovisnih radnih grupa bez obzira na njihovu fizičku povezanost (pogledajte odjeljak Izgradnja virtualnih mreža).
Pretvorba između okvira i ćelija omogućuje, na primjer, stanicu s Ethernet karticom da izravno komunicira s uređajima na ATM mreži. Ova tehnologija se koristi za oponašanje lokalne mreže.
U ovoj lekciji prvenstveno će nas zanimati zamjena osoblja.
PREKLOPNI KONCENTRATORI
Kalpana je predstavio prvo sklopno čvorište, EtherSwictch. Ovo čvorište smanjilo je mrežnu svađu smanjenjem broja čvorova u logičkom segmentu koristeći tehnologiju mikro-segmentacije. U suštini, broj postaja u jednom segmentu smanjen je na dvije: postaja koja inicira zahtjev i postaja koja odgovara na zahtjev. Nijedna druga postaja ne vidi informacije koje se prenose između njih. Paketi se prenose kao preko mosta, ali bez kašnjenja svojstvenog mostu.
U komutiranoj Ethernet mreži, svakom članu grupe od nekoliko korisnika može se jamčiti propusnost od 10 Mbps u isto vrijeme. Razumjeti kako takvo čvorište radi najbolje pomaže analogija s običnim starim telefonskim prekidačem, u kojem koaksijalni kabel povezuje sudionike razgovora. Kada je pretplatnik nazvao "vječni" 07 i zatražio da ga spoji na taj i taj broj, operater je prije svega provjerio je li linija dostupna; ako je tako, spojio je sudionike izravno komadom kabela. Nitko drugi (osim specijalaca, naravno) nije mogao čuti njihov razgovor. Nakon završetka razgovora, operater je odspojio kabel s oba priključka i čekao sljedeći poziv.
Preklopna čvorišta rade na sličan način (vidi sliku 1): prosljeđuju pakete od ulaznog porta do izlaznog porta kroz strukturu prekidača. Kada paket udari u ulazni port, prekidač čita njegovu MAC adresu (to jest, adresu sloja 2) i odmah se prosljeđuje portu koji je povezan s tom adresom. Ako je port zauzet, paket je u redu čekanja. U suštini, red je međuspremnik na ulaznom portu gdje paketi čekaju da se ispravni port oslobodi. Međutim, metode puferiranja su malo drugačije.
Slika 1.
Preklopna čvorišta funkcioniraju slično kao i naslijeđene telefonske sklopke: povezuju ulazni priključak izravno na nizvodni priključak kroz sklop preklopnika.
METODE OBRADE PAKOVA
U end-to-end komutaciji (također se naziva on-the-fly switching i komutacija bez međuspremnika), prekidač čita samo adresu dolaznog paketa. Paket se dalje prenosi bez obzira na odsutnost ili prisutnost pogrešaka u njemu. To može značajno smanjiti vrijeme obrade paketa jer se čita samo prvih nekoliko bajtova. Stoga je na strani primateljici da identificira neispravne pakete i zatraži njihov ponovni prijenos. Međutim, moderni kabelski sustavi dovoljno su pouzdani da je potreba za ponovnim prijenosom na mnogim mrežama minimalna. Međutim, nitko nije imun od pogrešaka u slučaju oštećenja kabela, kvara mrežne ploče ili smetnji iz vanjskog elektromagnetskog izvora.
Kod prebacivanja međuspremnika, komutator, primajući paket, ne prosljeđuje ga sve dok ga ne pročita u cijelosti ili barem ne pročita sve informacije koje su mu potrebne. Ne samo da određuje adresu primatelja, već i provjerava kontrolni zbroj, odnosno može odrezati neispravne pakete. To vam omogućuje da izolirate segment koji uzrokuje pogrešku. Stoga, float switching stavlja naglasak na pouzdanost u odnosu na brzinu.
Uz gornja dva, neki prekidači koriste hibridnu metodu. U normalnim okolnostima provode prolazno prebacivanje, ali u isto vrijeme prate broj pogrešaka provjeravanjem kontrolnih zbroja. Ako broj pogrešaka dosegne unaprijed određeni prag, one prelaze u način rada s međuspremnikom. Kada se broj pogrešaka smanji na prihvatljivu razinu, one se vraćaju u način preklapanja s kraja na kraj. Ova vrsta prebacivanja naziva se pragom ili adaptivnom komutacijom.
RISC I ASIC
Prekidači međuspremnika često se implementiraju pomoću standardnih RISC procesora. Jedna od prednosti ovog pristupa je što je relativno jeftin u usporedbi s prekidačima s ASIC-ima, ali nije baš dobar za specijalizirane aplikacije. Prebacivanje u takvim uređajima vrši se pomoću softvera, pa se njihova funkcionalnost može mijenjati nadogradnjom instaliranog softvera. Nedostatak je što su sporiji od prekidača baziranih na ASIC-u.
Prekidači s integriranim sklopovima ASIC-ovi su dizajnirani za obavljanje specijaliziranih zadataka: sva njihova funkcionalnost je "uvezana" u hardver. Postoji i nedostatak ovog pristupa: kada je potrebna nadogradnja, proizvođač je prisiljen preraditi krug. ASIC obično provode end-to-end switching. ASIC tkanina stvara namjenske fizičke putove između ulaznih i izlaznih portova, kao što je prikazano u.
ARHITEKTURA PREKIDAČA VISOKE KLASE
Vrhunski prekidači općenito su modularni i mogu se nositi s komutacijom paketa i prespajanjem ćelija. Moduli takvog prekidača provode prebacivanje između mreža različitih tipova, uključujući Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI i ATM. Istodobno, glavni sklopni mehanizam u takvim uređajima je sklopna struktura ATM-a. Pogledat ćemo arhitekturu takvih uređaja na primjeru Centillion 100 tvrtke Bay Networks.
Prebacivanje se vrši pomoću sljedeće tri hardverske komponente (vidi sliku 2):
(1x1)
Slika 2.
Vrhunski prekidači sve više koriste prebacivanje ćelija zbog svoje velike brzine i lakoće migracije na ATM.
Svaki modul prekidača ima I/O portove, međuspremnu memoriju i CellManager ASIC. Osim toga, svaki LAN modul također ima RISC procesor za izvođenje prebacivanja okvira između lokalnih portova i skupljač/dekompresor paketa za pretvaranje okvira i ćelija jedne u druge. Svi moduli mogu se neovisno prebacivati između svojih portova tako da samo promet namijenjen drugim modulima prolazi kroz stražnju ploču.
Svaki modul održava svoju tablicu adresa, a glavni upravljački procesor ih spaja u jednu opću tablicu, tako da pojedinačni modul može vidjeti mrežu kao cjelinu. Ako, na primjer, Ethernet modul primi paket, on određuje kome je paket adresiran. Ako je adresa u tablici lokalnih adresa, tada RISC procesor prebacuje paket između lokalnih portova. Ako je cilj na drugom modulu, sakupljač/parser pretvara paket u ćelije. CellManager specificira odredišnu masku za identifikaciju modula (modula) i portova kojima je namijenjeno opterećenje ćelije. Svaki modul čiji je bit maske ploče naveden u odredišnoj maski kopira ćeliju u lokalnu memoriju i prenosi podatke na odgovarajući izlazni port u skladu s navedenim bitovima maske porta.
IZGRADNJA VIRTUALNIH MREŽA
Osim što poboljšavaju performanse, prekidači vam omogućuju stvaranje virtualnih mreža. Jedna od metoda za stvaranje virtualne mreže je stvaranje domene emitiranja pomoću logičke veze portova unutar fizičke infrastrukture komunikacijskog uređaja (to može biti ili inteligentno čvorište - konfiguracijsko prebacivanje ili komutacija - prebacivanje okvira) . Na primjer, portovi s neparnim brojem na uređaju s osam portova dodijeljeni su jednoj virtualnoj mreži, a parni portovi drugoj. Kao rezultat toga, postaja u jednoj virtualnoj mreži je izolirana od postaja u drugoj. Nedostatak ove metode organiziranja virtualne mreže je što sve stanice spojene na isti priključak moraju pripadati istoj virtualnoj mreži.
Druga metoda stvaranja virtualne mreže temelji se na MAC adresama povezanih uređaja. Ovakvim načinom organiziranja virtualne mreže svaki zaposlenik može spojiti, primjerice, svoje prijenosno računalo na bilo koji port switcha, a na temelju MAC adrese automatski će odrediti pripadnost svog korisnika određenoj virtualnoj mreži. Ova metoda također omogućuje korisnicima spojenim na isti priključak komutatora da pripadaju različitim virtualnim mrežama. Za više detalja o virtualnim mrežama, pogledajte članak A. Avduevskog "Takve stvarne virtualne mreže" u ožujskom izdanju LAN-a za ovu godinu.
PREKIDANJE TREĆE RAZINE
Uz sve svoje prednosti, prekidači imaju jedan značajan nedostatak: ne mogu zaštititi mrežu od lavina emitiranih paketa, a to dovodi do neproduktivnog opterećenja mreže i povećanja vremena odgovora. Usmjerivači mogu pratiti i filtrirati nepotreban promet emitiranja, ali su redovi veličine sporiji. Na primjer, prema dokumentaciji Case Technologies, tipična izvedba usmjerivača je 10.000 paketa u sekundi, što nije usporedivo sa sličnim pokazateljem prekidača - 600.000 paketa u sekundi.
Kao rezultat toga, mnogi su proizvođači počeli ugrađivati funkcionalnost usmjeravanja u prekidače. Kako bi se spriječilo značajno usporavanje prekidača, koriste se različite metode: na primjer, prebacivanje sloja 2 i prebacivanje sloja 3 implementiraju se izravno u hardver (u ASIC-ovima). Različiti proizvođači ovu tehnologiju nazivaju različito, ali cilj je isti: prekidač za usmjeravanje mora obavljati funkcije trećeg sloja istom brzinom kao i funkcije drugog sloja. Važan čimbenik je cijena takvog uređaja po portu: također bi trebala biti niska, poput prekidača (pogledajte članak Nicka Lippisa u sljedećem broju LAN magazina).
ZAKLJUČAK
Prekidači su i strukturno i funkcionalno vrlo raznoliki; nemoguće je u jednom kratkom članku obuhvatiti sve njihove aspekte. U sljedećoj lekciji pobliže ćemo pogledati prekidače bankomata.
Dmitry Ganzha je izvršni urednik LAN-a. Možete ga kontaktirati na: [e-mail zaštićen].
