Учебное пособие по курсу вычислительные системы, сети и телекоммуникации раздел Информационно-вычислительные сети Часть 2
жүктеу/скачать 0.51 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Характеристики коммутатора
- Топология соединения коммутаторов
2.3. Коммутаторы ЛВСКоммутаторы ЛВС обеспечивают высокую производительность за счет процессов, схожих с используемыми в традиционных мостах. Коммутатор обычно имеет несколько внутренних процессоров обработки кадров, каждый из которых может выполнять алгоритм моста. Таким образом, можно считать, что коммутатор – это мультипроцессорный мост, имеющий за счет внутреннего параллелизма высокую производительность. Коммутаторы используют адреса канального уровня (MAC-адреса) для определения порта, в который требуется передать пакет. Работа с адресами канального уровня много проще и быстрее по сравнению с маршрутизацией, использующей протоколы сетевого уровня. В отличие от маршрутизации рассылка кадров на канальном уровне (коммутация) не требует изменения содержимого кадров, тогда как маршрутизаторы вынуждены добавлять в пакеты адреса и счетчик интервалов (хопов). Кроме того, маршрутизаторы должны поддерживать еще целый ряд функций (выбор маршрута, преобразование адресов и т.п.) при перемещении данных по сети. Если в сети используется несколько протоколов, маршрутизатор должен обеспечивать работу со всеми протоколами и передавать данные для разных протоколов через сеть. Первые ЛВС создавались на основе простых мостов. Но с 1994 года они стали вытесняться коммутаторами. Основное отличие коммутаторов от традиционных мостов заключается в производительности обработки пакетов и поддержке интенсивных потоков трафика. Однако всем коммутируемым сетям присуще одно ограничение. Поскольку коммутатор не имеет дел с протоколами сетевого уровня, он не может знать, куда направлять широковещательные пакеты, и они передаются во всю сеть (на каждый порт). То же самое происходит в случае с пакетами, предназначенными станции с неизвестным MAC-адресом: такие пакеты просто передаются всем узлам. Широковещательные пакеты и пакеты с неизвестными адресами могут привести к насыщению полосы и росту числа коллизий, особенно в крупных сетях.
Показатели коммутатора:
На значения этих характеристик влияют:
Топология соединения коммутаторовПри произвольном соединении портов между собой коммутаторы должны поддерживать соединение без петель. Для этого существует алгоритм покрывающего дерева (IEEE 802.1D, Spanning tree algorithm, STA). Для коммутаторов поддерживающих этот алгоритм, возможно автоматическое определение древовидной конфигурации связей, иначе администратор должен вручную блокировать порты. В процессе работы алгоритма коммутаторы обмениваются пакетами BPDU (Bridge Protocol Data Unit). Каждому коммутатора присваивается идентификатор – это число длиной восемь байт, шесть младших байтов которого составляет МАС-адрес его блока управления, а два старших байта конфигурируются вручную. Во-первых, определяется корень дерева. Это коммутатор с наименьшим идентификатором. Сначала каждый коммутатор считает себя корнем и рассылает кадры со своим МАС-адресом. Получив кадр с меньшим МАС-адресом, коммутатор начинает распространять кадр с этим значением идентификатора корня. Во-вторых, рассчитывается расстояние до корня и корневой порт (через него ближе до корня). Для этого в рассылаемые кадры добавляются расстояния. В качестве расстояния используется метрика –суммарное условное время на передачу данных от порта данного коммутатора до порта корневого коммутатора. Условное время сегмента рассчитывается как время передачи одного бита информации и измеряется в 10-наносекундных единицах. Так, для сегмента Ethernet на 10 Мбит/с условное время равно 10 условным единицам. В-третьих, определяется назначенный порт для связи сегментов с корнем. Для этого коммутатор исключают из рассмотрения свой корневой порт, а для всех своих оставшихся портов сравнивают принятые по ним минимальные расстояния до корня с расстоянием до корня своего корневого порта. Если у своего порта это расстояние меньше принятых, то это значит, что он является назначенным портом. Назначенный порт у сегмента может быть только один. Все порты, кроме назначенных переводятся в заблокированное состояние и на этом построение покрывающего дерева заканчивается. У корневого коммутатора все порты являются назначенными, а их расстояние до корня полагается равным нулю. Корневого порта у корневого моста нет. Корневой коммутатор периодично рассылает служебные кадры. По умолчанию элементы BPDU отсылаются каждые две секунды (от 1 до 10). Если коммутатор в течение некоторого времени (от 6 до 40 с, по умолчанию 20 с) не получил такой кадр, то процедура формирования дерева повторяется. Процедура построения дерева занимает около 50 секунд. Положительные стороны:
Недостатки:
Эффективность коммутации на втором уровне связана с тем, что нет изменений в пакетах данных, а все модификации связаны только с инкапсулирующими пакеты кадрами, следовательно, процесс коммутации выполняется быстрее и менее подвержен ошибкам, чем маршрутизация. Переключение на уровне 2 используется в связях между рабочими группами и в сегментации сети (деление на домены конфликтов). Почему не достаточно средств канального уровня для построения сложных сетей:
жүктеу/скачать 0.51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|