Мостыи коммутаторы (1131241)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Глава 4. Мосты

Итак, мосты используются для соединения локальных сегментов СПД на основе канала с множественным доступом (СПД КМС). При этом трафик в каждом отдельном сегменте остается прежним.

Вот некоторые важнейшие характеристики мостов:

• работают на уровне 2 модели OSI;

• более «разумны», чем концентраторы (hub), они могут анализировать входящие кадры и пересылать (или удалять) их в зависимости от определенных данных об адресе;

• могут буферизовать кадры между сегментами СПД КМС;

• позволяют сразу нескольким устройствам в разных сегментах передавать данные, не вызывая коллизий;

• динамически поддерживают таблицы MAC-адресов.

Благодаря этим характеристикам применение мостов позволяет:

• изолировать потенциальные проблемы отдельных сегментов так, чтобы они не влияли на другие сегменты;

• локализовать сетевой трафик путем фильтрации кадров внутри сегментов СПД КМС или между ними;

• расширить СПД на большие расстояния путем объединения нескольких сегментов.

4.7. Сетевые коммутаторы

Сетевой коммутатор (далее просто коммутатор) представляет собой устройство с несколькими портами, к которым можно подключать сегменты СПД КМД, например, сегменты 802.3. На основании таблицы коммутации, расположенной в памяти коммутатора, кадры с входного порта коммутатор передает на надлежащий выходной порт. Тем самым трафик на отдельных сегментах существенно ниже, чем на коммутаторе в целом. Коммутаторы работают на более высоких скоростях, чем мосты, и функционально более гибкие.

По сравнению с мостами у коммутаторов больше портов. Достаточно распространены коммутаторы с 24 и 48 портами со скоростями 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Коммутаторы на крупных предприятиях могут поддерживать сотни портов. У коммутаторов больше размер буферного пространства для сохранения принимаемых кадров. Это весьма полезно, особенно если порты, серверы и другие элементы сети перегружены. В зависимости от стоимости коммутатора возможна поддержка локальных сегментов СПД КМД с разными скоростями: 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с или 10 Гбит/с.

• Большие буферы кадров. Возможность сохранять принимаемые кадры Это весьма полезно, особенно если порты, серверы и другие элементы сети перегружены.

• Скорости портов. В зависимости от стоимости коммутатора возможна поддержка носителей с разными скоростями: 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с или 10 Гбит/с.

Для коммутации данных между сетевыми портами коммутаторы используют один из следующих методов.

• Коммутация без буферизации пакетов. При использовании этого метода, коммутатор, получив 6 байтный МАС адрес получателя, сразу занимает нужный выходной порт и начинает передачу. Обнаружение ошибок при этом не происходит. Если на входе произойдет коллизия, то кадр будет потерян.

• Коммутация с буферизацией кадров. При этом методе коммутатор сохраняет в буфере весь кадр. Во время сохранения коммутатор анализирует кадр и выполняет обнаружение ошибок. После этого, убедившись в отсутствии коллизии на входе, он передает кадр.

• Коммутация с исключением фрагментов. Коммутация без буферизации пакетов обеспечивает малое время задержки. Получив 64 байтный заголовок кадра, коммутатор занимает нужный выходной порт и начинает передачу. Обнаружение ошибок при этом не происходит. Коммутация с исключением фрагментов гарантирует, что из источника читается достаточное количество байтов, чтобы обнаружить коллизию до пересылки.

Коммутация с исключением фрагментов - это компромисс между большим временем задержки и гарантией передачи кадра при коммутации с буферизацией, и небольшим временем задержки и риском потери кадра без буферизации пакетов. На практике разница между коммутацией с буферизацией и без буферизации кадров не важна, потому что несущественное уменьшение времени задержки при коммутации без буферизации, возмещается незначительными колебаниями времени ожидания при коммутации с буферизацией.

4.7.1. Функционирование сетевого коммутатора

Для каждого порта коммутатор формирует таблицу МАС-адресов, связанных с сегментом, подключенным к порту коммутатора. Затем коммутатор использует эти МАС-адреса при принятии решения о дальнейших операциях над кадрами – фильтрация, пересылка или лавинная рассылка.

Когда порт поступает кадр, коммутатор сравнивает МАС-адрес адресата с адресами в таблицах. Если МАС-адрес получателя кадра находится в том же сегменте сети, что и отправитель, коммутатор сбрасывает кадр. Этот процесс называется фильтрацией, и с его помощью коммутаторы могут значительно уменьшить трафик между сегментами сети. Если МАС-адрес получателя кадра находится в другом сегменте, коммутатор пересылает кадр на порт, к которому подключен соответствующий сегмент. Если у коммутатора нет записи об адресе получателя, он передаст кадр всем портам, кроме порта, с которого кадр был получен. Устройство-получатель отвечает на широковещательную рассылку специаьным кадром по адресу отправителя. Коммутатор вводит искомый МАС-адрес получателя и номер соответствующего порта коммутатора в таблицу МАС-адресов. Теперь коммутатор может пересылать кадры между отправителем и получателем без широковещательной рассылки.

4.7.2. Структурирование трафика

Коммутируемые СПД КМД – это сегодня самый распространенный тип СПД для локальных сетей. Сегодня цена за порт на коммутаторе уменьшилась настолько, что концентраторы и мосты больше не рассматриваются при принятии решения о покупке сетевого оборудования.

Коммутаторы позволяют структурировать трафик, т.е. разбить его на фрагменты по определенному признаку. Чаще всего – это физическое расположение абонентских машин пользователей. Например, все пользователи, подключенные к коммутатору на первом этаже офисного здания, будут принадлежать одной и той же рабочей группе, в то время как пользователи, подключенные к коммутатору на втором этаже, будут принадлежать к другой рабочей группе. Такая организация позволяет каждой группе обращаться к устройствам в сети, например серверам, с меньшей вероятностью коллизий и повышает общую производительность сети.

4.7.3. Сравнение коммутаторов и мостов

Во многом схожие с мостами, сетевые коммутаторы обладают особыми характеристиками, которые делают их эффективным средством снижения перегрузки сетей за счет увеличения фактической полосы пропускания. В этом разделе описываются сходства и различия коммутаторов и мостов.

Сходства мостов и коммутаторов.

• И мосты, и коммутаторы соединяют сегменты СПД КМС.

• И мосты, и коммутаторы используют таблицу МАС-адресов для идентификации сегмента, в который нужно переслать кадр с данными.

• И мосты, и коммутаторы помогают уменьшить сетевой трафик.

Однако коммутаторы предлагают следующие важные функции, которые обеспечивают дополнительные преимущества для устранения коллизий.

• Выделенный канал связи между устройствами. Если на каждый порт сетевого коммутатора подключить только линию от одного абонента, это так называемая микросегментация, то каждый пользователь получает доступ к каналу передачи и не конкурирует с другими. В результате коллизии не возникают.

• Параллельные сеансы связи. Параллелизм сеансов связи обеспечиваются путем одновременной пересылки нескольких кадров, что увеличивает полосу пропускания сети в соответствии с числом поддерживаемых сеансов связи. Например, когда кадры пересылаются между портами 1 и 2, другой сеанс связи может проходить между портами 5 и 6.

• Полнодуплексная система связи После того как подключение микросегментировано, в нем участвуют только коммутатор и подключенный абонент. Теперь можно настроить порт так, чтобы он мог получать и отправлять данные в одно и то же время, т.е.обеспечивать дуплексный канал. Например, соединения 100 Мбит/с типа «точка-точка» обладают скоростью передачи 100 Мбит/с и скоростью приема 100 Мбит/с, что обеспечивает эффективную полосу пропускания 200 Мбит/с на одном соединении. Конфигурация между полудуплексом и дуплексом автоматически согласуется во время создания канала.

• Адаптация к скорости среды. Сетевой коммутатор с портами разных скоростей может автоматически выбирать между скоростями 10/100 Мбит/с или между 100/1 000 Мбит/с.

4.8. VLAN – виртуальные сети

4.8.1. Основная идея построения виртуальных сетей

При создании СПД на основе каналов с множественным доступом для локальной сети всем узлам сети доступен широковещательный трафик. Ни концентратор, ни мост, ни коммутатор изначально не ограничивает широковещательный трафик.

Виртуальной сетью LAN называют[Пахомов] группу узлов сети, в которой весь трафик, включая и широковещательный, полностью изолирован на канальном уровне от других узлов сети. Это означает, что передача кадров между узлами сети, относящимися к различным виртуальным сетям, на основании адреса канального уровня невозможна (хотя виртуальные сети могут взаимодействовать друг с другом на сетевом уровне с использованием маршрутизаторов). Основным средством структурирования СПД на основе каналов с множественным доступом в виде системы виртуальных сетей являются коммутаторы.

Изолирование отдельных узлов сети на канальном уровне с использованием технологии виртуальных сетей позволяет решать одновременно несколько задач. Во-первых, виртуальные сети способствуют повышению производительности сети, локализуя широковещательный трафик в пределах виртуальной сети. Широковещательные кадры (а также кадры с групповыми и неизвестными адресами) пересылают внутри виртуальной сети, но не между виртуальными сетями. Во-вторых, изоляция виртуальных сетей друг от друга на канальном уровне позволяет повысить безопасность сети, делая часть ресурсов для определенных категорий пользователей недоступной.

4.8.2. Типы виртуальных сетей

До появления стандарта по организации виртуальных сетей IEEE 802.1Q каждый производитель сетевого оборудования использовал собственную технологию организации VLAN. Такой подход имел существенный недостаток — технологии одного производителя были несовместимы с технологиями других фирм. Поэтому при построении виртуальных сетей на базе нескольких коммутаторов необходимо было использовать только оборудование от одного производителя. Появление стандарта виртуальных сетей IEEE 802.1Q позволило преодолеть проблему несовместимости, однако до сих пор существуют коммутаторы, которые либо не поддерживают стандарт IEEE 802.1Q, либо, кроме возможности организации виртуальных сетей по стандарту IEEE 802.1Q, предусматривают и иные технологии.

Существует несколько способов построения виртуальных сетей, но сегодня в коммутаторах главным образом реализуется технология группировки портов или используется спецификация IEEE 802.1Q.

4.8.3. Виртуальные сети на основе группировки портов

Виртуальные сети на основе группировки портов (Port-based) обычно реализуются в так называемых Smart-коммутаторах или в управляемых коммутаторах — как дополнение к возможности организации VLAN на базе стандарта IEEE 802.1Q.

Этот способ создания виртуальных сетей достаточно прост. Каждый порт коммутатора приписывается к той или иной виртуальной сети, то есть порты группируются в виртуальные сети. Адресация кадра в этой сети основывается на MAC-адресе получателя и ассоциированного с ним порта. Если к порту, которому назначена принадлежность к определенной виртуальной сети, например к VLAN#1, подключить ПК пользователя, то этот ПК автоматически будет принадлежать сети VLAN#1. Если же к данному порту подключается коммутатор, то все порты этого коммутатора также будут принадлежать VLAN#1.

При использовании технологии группировки портов один и тот же порт может быть одновременно приписан к нескольким виртуальным сетям, что позволяет реализовывать разделяемые ресурсы между пользователями различных виртуальных сетей. Например, чтобы реализовать совместный доступ к сетевому принтеру или к файл-серверу пользователей виртуальных сетей VLAN#1 и VLAN#2, тот порт коммутатора, к которому подключается сетевой принтер или файл-сервер, нужно приписать одновременно к сетям VLAN#1 и VLAN#2 (рис. 1).

Рис. 1. Создание разделяемого ресурса между несколькими виртуальными сетями с использованием технологии группировки портов

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ответов (шпаргалок)