4 Дәріс. D-linK жергілікті желісінің коммутаторлары

Дәрістің мақсаты: коммутация технологиясын оқып-үйрену:  екінші деңгейдің коммутациясы; коммутация типтері. Коммутаторлар түрлері: коммутаторлардың техникалық іске асуы, басқару мүмкіндігі бойынша коммуторлардың жіктелінуі.

Коммутаторлар –  көптеген қазіргі желілердің басты бөлігі. Микросегментацияны қолдана отырып, олар ақпаратты көптеген пайдаланушыларға желі арқылы бір уақытта жіберуге мүмкіндік береді. Микросегментация жеке немесе белгіленген сегменттер – әр сегментке бір жұмыс стансасын (коммутатор портына сегмент емес, тек жұмыс стансасы қолданылады) жасауға мүмкіндік береді. Осы кезде әрбір жұмыс стансасы барлық өткізу жолағына рұқсат алады және оған басқа стансалармен жарысудың керегі жоқ. Егер құрылғы дуплексті режимде жұмыс жасаса, онда коллизия болмайды.

Коммутаторлар мен желілердің көптеген түрлері бар. Компанияның ішкі желісінің әрбір түйініне бөлек қосылуды қамтамасыз ететін коммутаторлар жергілікті желілердің коммутаторлары (LAN Switches) деп аталады.

Желіде LAN коммутаторларын қолданудың артықшылықтары.

Бірінші жергілікті желілердің көбісі желінің жұмыс стансаларының арасында байланысты қамтамасыз ету үшін концентраторларды қолданды. Желінің өсуіне байланысты келесі мәселелер пайда болды:

- желінің кең көлемдігі (Scalability) – концентраторда құрылған, шекті өткізу жолағы бар, желінің өсуі кезінде жоғалудың болмауын қиындататын желі, ал қазіргі қосымшалар бұрынғыға қарағанда, үлкен өткізу жолағын талап етеді;

- кідіріс (Latency) – белгіленген пунктке жету үшін дестеге қажет уақыт көлемі. Желідегі концентратор негізінде құрылған әрбір түйін коллизия болмас үшін мәлімет тарату мүмкіндігін күтуі тиіс, ондай болса түйіндер саны өскен сайын кідіріс ұлғайды. Немесе егер біреу желі арқылы үлкен файл таратып жатса, қалған түйіндер өздерінің мәліметтерін тарату үшін оның таратуының аяқталуын күтуі тиіс;

- желідегі доғару (Network failure) – қарапайым желідегі концентраторға қосылған бір құрылғы осы концентраторға қосылған басқа құрылғыларда жұмыс жылдамдығы (100 Мбит/с желілік адаптер және 10 Мбит/с концентратор) немесе кең тарату хабарының көптігінің (broadcast) сәйкессіздігінен қиындық туғызуы мүмкін. Коммутаторлар кең жолақты дестелерді шектеу үшін конфигурациялануы мүмкін;

- коллизиялар (Collisions) – жарты дуплексті Ethernet-те Carrier Sense Multiple Access /Collision Detection (CSMA/CD) әдісі мәліметті таратудың бөлінген ортасына кіру үшін қолданылады. Кірудің бұл әдісінде тарату ортасы бос екеніне көз жеткізбейінше өзінің дестесін жібермейді. Егер екі түйін тарату ортасы бос екенін бос екенін біліп таратуды бір уақытта бастаса, коллизия пайда болады және десте жоғалады. Коллизияның қайда пайда болғанынан тәуелсіз барлық түйіндері коллизия пайда болғанын сезетін Ethernet желісінің бөлігі коллизия домені (collision domain) деп аталады.  Концентраторлар негізінде құрылған Ethernet желісі әрқашан коллизияның бір доменін пайда етеді.

Концентраторларды коммутаторға жай ауыстыру локалды желінің әсерлігін жоғарылатады, бірақ сонда да кабельді сымды немесе желілік адаптерді ауыстырудың қажеті жоқ. Коммутаторлар бір сегменттің трафигін екінші сегменттің трафигінен оңашалап, көлемі жағынан үлкен емес коллизия домендерін пайда етіп, желіні бөлек логикалық сегменттерге бөледі.

Коммутатор көмегімен үлкен желіні бірнеше автономды сегменттерге бөлудің бірнеше артықшылықтары бар. Қайта бағыттауға трафиктің бөлігі ғана ұшырағандықтан, коммутаторлар желінің барлық бөлігінде құрылғылармен қабылданатын трафикті азайтады. Коммутаторлар бірнеше потенциалды қауіпті желілік қателерді өткізбейтін және көп құрылғылардың арасында мәлімет алмасуды қамтамасыз ететін желіаралық экран  (брандмауэр) қызметін орындай алады. Коммутаторлар желінің фактілік көлемін көбейтіп, басқаша жалғануға келмейтін алшақтатылған стансаларды қосуға мүмкіндік береді. Fast Ethernet немесе Gigabit Ethernet желілері үшін коммуторлар концентраторлар негізінде құрылған желілерде «екі қайталағыш»-тан көп шектеулерді жеңудің әсерлігі әдісі болып табылады.  Коммутаторлар жергілікті желінің әртүрлі өткізу жолағымен қосуға мүмкіндік береді. Мысалы, коммутатор көмегімен 10-мегабитті және 100-мегабитті  Ethernet желісін қосуға болады. Кейбір коммутаторлар коммутацияны буферлеусіз қабылдамайды (cut-through switching), ол желідегі кідірісті азайтады.

Коммутаторлардың концентраторлардан тағы бір артықшылығы. Концентраторға қосылған барлық түйіндер өткізу жолағын өзара бөліп алады. Коммутаторлар әр түйінге (егер ол коммутатор портына тікелей қосылса) бөлек өткізу жолағын береді де, желілік сегменттерде коллизия ықтималдығын азайтады.