Галкин В.А., Григорьев Ю.А. - Телекоммуникации и сети (1053870), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Интеграция функциональных возможностей концентратора дает дополнительныепреимущества. Например, путем установки модуля в одном из них можно управлять всеми портами, изменять конфигурацию сети и предоставлять информацию, связанную со статистикой ее работы и состоянием устройств.Применение наращиваемых концентраторов является экономичным решением, позволяющим создавать сети небольших организаций, подразделений ирабочих групп.
При относительно невысоких начальных затратах обеспечивается гибкость, постепенное увеличение функциональных возможностей и интеграция отдельных сетевых фрагментов в единую сеть масштаба предприятия.2413. Принципы построения локальных сетей ЭВММодульные многофункциональные устройства называют концентраторами,чтобы подчеркнуть их централизующую роль в сети. При этом термин «концентратор» используют не как синоним термина повторитель, а в более широком смысле. Нужно хорошо понимать в каждом конкретном случае функциональное назначение отдельных модулей такого концентратора.
В зависимостиот комплектации модульный многофункциональный концентратор может сочетать функции и повторителя (причем различных технологий), и моста, и коммутатора, и маршрутизатора, а может вьшолнять и только одну из них.Модульные концентраторы устанавливают в высокоскоростных локальныхсетях с централизованным управлением. Кабельные концентраторы различных изготовителей могут сильно отличаться. Разработчики создают все болеемодульные и расширяемые системы, постоянно совершенствуя свою продукцию и оставляя задел для будущего роста.
Перечислим некоторые возможности концентраторов:• дополнительные источники питания. В некоторых модулях предусмотрены резервные источники питания, подключаемые при сбое в основном питании;• оперативно заменяемые модули. Это средство позволяет заменить модуль, не прекращая работы всего блока;• управление. Средства управления обычно имеют возможность удаленного управления и поддержку SNMP;• простая настройка конфигурации. Когда рабочие станции или пользователи перемещаются из одной рабочей группы в другую, концентратор долженобеспечивать простое изменение конфигурации. Некоторые системы позволяют делать это программно.Мосты и коммутаторыПо мере расширения сети доступная пользователю полоса (средняя скорость передачи) сужается за счет того, что моноканал делится между всемиузлами сети.
Для полной реализации возможностей программ, оборудования,повышения производительности компьютеров, использующих приложения синтенсивным сетевым трафиком необходимо расширение полосы пропусканияканала.Существует два способа расширения полосы, доступной каждому пользователю. Первый базируется на расширении полосы разделяемой среды, обеспечивая рост скорости, например технология Fast Ethernet. Другим способомявляется снижение числа узлов сети, имеющих доступ к разделяемой среде и,следовательно, расширение доступной оставшимся узлам полосы. В предельном случае вся полоса канала передачи может быть предоставлена одномупользователю.Процесс снижения числа узлов в сети называется сегментацией и осуществляется за счет деления большой сети на несколько меньших.
Посколькупользователям может потребоваться доступ к ресурсам других сегментов, тонеобходим механизм обеспечения такого доступа, обеспечивающий межсегментный обмен с достаточно высокой скоростью.2423.3. Оборудование локальных сетейКак известно, основной задачей повторителя является восстановление электрических сигналов для передачи их в другие сегменты.
За счет усиления ивосстановления формы электрических сигналов повторителем возможно расширение сетей, построенных на основе коаксиального кабеля и увеличение общего числа пользователей сети.Мосты (bridge) имеют много отличий от повторителей. Повторители передают все пакеты, а мосты только те, которые необходимы. Если пакет не нужно передавать в другой сегмент, он фильтруется.
Для мостов существуютмногочисленные алгоритмы (правила) передачи и фильтрации пакетов. Минимальным требованием является фильтрация пакетов по МАС-адресу получателя.Другим важным отличием мостов от повторителей является то, что сегменты, подключенные к повторителю, образуют одну разделяемую среду, асегменты, подключенные к каждому порту моста, образуют свою среду. Следовательно, мост обеспечивает преимущества как с точки зрения расширениясети, так и обеспечения большей полосы для каждого пользователя.В первых сетях Ethernet использовалась шинная топология на основе коаксиального кабеля, а для расширения сетей применялись 2-портовые повторители или мосты.
Технология lOBase-T привела к трансформации топологии сетей от шинной магистрали к оргаьшзации соединений типа «звезда». Требованияк повторителям и мостам для таких сетей существенно изменились по сравнению с простыми двухпортовыми устройствами для сетей с шинной топологией.Современные мосты и повторители представляют собой сложные многопортовые устройства.
Мосты позволяют сегментировать сети на меньшие части,в которых общую среду разделяет небольшое число пользователей.Маршрутизаторы, подобно мостам, также позволяют сегментировать сетина сетевом уровне, фильтруя и пересьшая сетевой трафик на основе алгоритмов и правил, существершо отличающихся от тех, что используются мостами.Сегодняшние модульные концентраторы (повторители) обеспечивают организацию нескольких сегментов, каждый из которых предоставляет пользователям отдельную разделяемую среду.
Некоторые концентраторы разрешаютпрограммным путем разделять порты устройства на независимые сегменты,реализуя тем самым функции моста. Такая возможность называется переключением портов. Переключение портов обеспечивает администратору сети высокую гибкость организации сегментов, позволяя переносить порты из одногосегмента в другой программными средствами. Эта возможность особеннополезна для распределения нагрузки между сегментами сети и снижения расходов, связанные с подобными операциями.Коммутатор (Switch) подобно мостам и маршрутизаторам позволяет сегментировать сети. Как и многопортовые мосты, коммутаторы передают пакеты между портами на основе МАС-адреса получателя, включенного в каждыйпакет.
Реализация коммутаторов обьино отличается от мостов в части возможности организации одновременных соединений между любыми парами пор2433. Принципы построения локальных сетей ЭВМТаблица 3.11. Внутренняя тов устройства, что значительно расширяет сумтаблица коммутаторамарную пропускную способность сети.
Более того,мосты в соответствии со стандартом IEEE 802. IdМАС-адрес Номер портадолжны получить пакет целиком до того, как онбудет передан адресату, а коммутаторы могут наА1чатьпередачу пакета, не приняв его полностью.В2Коммутатор поддерживает внутреннюю таблиС3цу, связывающую порты с адресами подключенных к ним устройств (табл. 3.11). Эту таблицу адD4министратор сети может создать самостоятельноили задать ее автоматическое создание средствами коммутатора. Используя табл. 3.11 и содержащийся в пакете адрес получателя, коммутатор организует виртуальное соединение порта отправителя спортом получателя и передает пакет через это соединение. Например, узел Апосьшает пакет узлу D.
Найдя адрес получателя в своей внутренней таблице,коммутатор передает пакет в порт 4.Виртуальное соединение между портами коммутатора сохраняется в течение передачи одного пакета, т.е. для каждого пакета виртуальное соединениеорганизуется заново на основе содержащегося в этом пакете адреса получателя.Поскольку пакет передается только в тот порт, к которому подключен адресат, остальные пользователи (в нашем примере - В и С) не получат этот пакет.Таким образом, коммутаторы обеспечивают средства безопасности, недоступные для стандартных повторителей и концетраторов.В коммутаторах передача данных между любыми парами портов происходит независимо и, следовательно, для каждого виртуального соединения вьщеляется вся полоса канала. Например, коммутатор 10 Мбит/с обеспечиваетодновременную передачу пакета из А в D и из порта В в порт С с полосой 10Мбит/с для каждого соединения. Поскольку для каждого соединения предоставляется полоса 10 Мбргг/с, суммарная пропускная способность коммутаторав приведенном примере составляет 20 Мбит/с.
Если данные передаются между большим числом пар портов, интегральная полоса соответственно расширяется. Теоретически, интегральная полоса коммутатора растет пропорционально числу портов. Однако в реальности скорость пересьшки пакетов, измереннаяв Мбит/с, меньше чем суммарная полоса пар портов за счет так называемойвнутренней блокировки. Для коммутаторов высокого класса блокировка весьма незначительно снижает интегральную полосу устройства.KoMMjrraTop может обеспечить высокую пропускную способность при условии организации одновременных соединений между всеми парами портов.Однако реально трафик обычно представляет собой ситуацию «один ко многим» (например, множество пользователей сети обращается к ресурсам одного сервера).
В таких случаях коммутатор не обеспечивает существенного преимущества по сравнению с обычным концентратором (повторителем).2443.3. Оборудование локальных сетейВ зависимости от назначения все коммутаторы имеют целесообразно разделить на три класса:настольные коммутаторы;коммутаторы рабочих групп;магистральные коммутаторы.Настольные коммутаторы предназначены для работы с небольшим числом пользователей и могут служить для замены концентраторов lOBase-T.Обычно настольные коммутаторы имеют 24 порта, каждый из которых поддерживает персональный (private) канал с полосой 10 Мбит/с для подключения одного узла (например, рабочей станции). Дополнительно такой коммутатор может иметь один или несколько портов 100Base-T или FDDI дляподключения к магистрали (backbone) или серверу.
Поддерживая на каждыйпорт по крайней мере то число адресов, которые могут присутствовать в сегменте, коммутатор обеспечивает для каждого порта вьщеленную полосу. Каждый порт коммутатора связан с уникальным адресом подключенного к данному порту устройства Ethernet.Объединяя в себе возможности технологий 10 и 100 Мбит/с, настольныекоммутаторы минимизируют блокировку при попытке одновременного подключения нескольких узлов к единственному скоростному порту (100 Мбит/с). Всреде клиент-сервер одновременно несколько узлов могут получить доступ ксерверу, подключенному через порт 100 Мбит/с.
Например, если три узла 10Мбит/с одновременно обращаются к серверу через порт 100 Мбит/с, то изполосы 100 Мбит/с, доступно серверу, используется 30 Мбит/с, а 70 Мбит/сдоступно для одновременного подключения к серверу еще семи устройств 10Мбит/с через виртуальные каналы.Настольные коммутаторы просты в установке и обслуживании, зачастуюсодержат встроенные plug-and-play программы и имеют упрощенный интерфейс установки параметров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
