Nets2010 (1131259), страница 34

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

Текст из файла (страница 34)

Здесь основную трудность представляют биты приоритета. Что в них писать? Возможно, здесь стоит все кадры пускать с наивысшим приоритетом, так как они уже настрадались от задержек при передаче.

802.4 - 802.4

Единственная проблема, которая здесь существует, - это как поступать с временной передачей маркера? Мост может посылать такой кадр как можно быстрее, в надежде что ответ придет раньше, чем истечет тайм-аут. Можно посылать его с наивысшим приоритетом. При этом мост, так сказать, покривит душой, но это увеличит вероятность получения ответа до истечения тайм-аута.

802.5 - 802.4

Здесь проблему представляют биты А и С. Кроме этого, семантика приоритетов в этих сетях немного разная. Но выбора нет. Остается просто копировать биты приоритетов в надежде на хороший исход.

802.3 - 802.5

В этом случае надо генерировать биты приоритета. Других проблем здесь нет.

802.4 - 802.5

Здесь может возникнуть проблема слишком длинного кадра. Опять-таки здесь присутствует передача маркера.

802.5 - 802.5

Здесь надо только решить, что делать с битами А и С.

46. Прозрачные мосты (Мосты с соединяющими деревьями). Мосты с маршрутизацией от источника. Удаленные мосты.

Прозрачные мосты.

Первым мостом 802 является прозрачный мост, или мост с деревом соединений. Основной заботой разработчиков этого моста было обеспечение его полной прозрачности. Они хотели создать устройство по стандарту IEEE, которое пользователь мог бы купить в магазине, подключить кабели своих многочисленных сетей и работать. Подключение в сеть этого устройства не должно было бы требовать каких-либо изменений в оборудовании, программном обеспечении, переинсталляции сетей, загрузки каких-либо таблиц и т.п. Просто купил, принес, включил, и все работает. Как это ни удивительно, но они почти достигли своей цели.

Прозрачный мост функционирует в режиме общедоступности, т.е. ему доступны все пакеты от всех сетей, подключенных к нему. Рассмотрим пример на рисунке 4-34. Кадр для А, поступивший из сети LAN 1, должен быть сброшен, т.к. он уже в нужной сети, а вот кадр из LAN 1 для С или F надо передать в нужную сеть.

Рисунок 4-34. Конфигурация из четырех сетей и двух мостов

По каждому поступающему кадру мост должен принять следующее решение: надо ли его передавать дальше или сбросить; если передавать дальше, то в какую сеть? Для этого каждый мост должен иметь таблицу, где каждой станции сопоставлен номер сети, в которой она находится. Эта таблица, как правило, имеет огромные размеры и организована как таблица перемешивания.

Когда мосты включаются первый раз, все таблицы пусты. Для заполнения своей таблицы каждый мост использует следующий алгоритм:

• Каждый кадр с неизвестным мосту адресом доставки рассылается во все сети, подключенные к данному мосту, кроме той, из которой поступил этот кадр.

• По реакции из каждой сети на этот кадр мост определяет, в какой конкретно сети находится адрес доставки и фиксирует эту информацию в таблице (как это происходит, мы рассмотрим позже).

Далее кадры с таким же адресом доставки будут посылаться только в сеть, определенную этим алгоритмом, который называется обучение с запаздыванием.

Топология сети может изменяться динамически. Машины и мосты могут включаться в сеть и выключаться из нее. Поэтому для каждого элемента таблицы указывается время, когда от этой машины или моста поступал кадр.

Периодически таблица просматривается, и для всех ее элементов, у которых время последнего поступления кадра отличается от текущего более чем на несколько минут, запускается процедура поиска его в сети. Поэтому все изменения в сети отслеживаются динамически. Если какую-то машину выключат из одной сети, перенесут и включат в другой, описанный алгоритм отметит это изменение через несколько минут. Итак, каждый раз, когда поступает кадр, мост выполняет следующие действия:

1. Если адрес отправителя и адрес получателя один и тот же, кадр сбрасывается.

1. Если адрес отправителя и адрес получателя разные, то кадр направляется в надлежащую сеть.

1. Если нет информации в таблице, куда направлять кадр, его посылают во все доступные сети.

В некоторых случаях для большей надежности две сети соединяют двумя мостами. Однако у такой конфигурации есть одна опасность. Пусть в сети 1 был выпущен кадр F. Этот кадр будет дублирован во все сети и мостом В1, и мостом В2. Пусть мост В1 породил F1, а В2 - F2. Мост В1 увидит F2 с неизвестным адресом доставки и дублирует его в сеть 1 как F3. То же самое сделает В2 с кадром F1 в виде кадра F4. Этот цикл будет длиться до бесконечности.

Решение этой проблемы состоит в том, чтобы мосты во взаимодействии друг с другом накладывали на фактическую структуру соединений дерево соединений и делали пересылку так, чтобы избегать таких мнимых циклов. На рисунке 4-36 показана сеть с 10 мостами. Граф соединений на рисунке 4-36 (а) можно сократить до дерева соединений на рисунке 4-36 (b). В этом дереве для каждой сети есть только один путь.

Рисунок 4-36. Использование дерева соединений в конструкциях с мостами

Как строится дерево соединений? Прежде всего, надо выбрать один мост из всех в качестве корня дерева. Это делается с помощью уникальных адресов, которые присваиваются мостам при изготовлении, подобно Ethernet-адресам. Из всех мостов корневым выбирается мост с наименьшим номером. Затем для полученного корня строится дерево кратчайших путей, соединяющих корень с каждым мостом и сетью. Полученное дерево и есть дерево соединений.

В результате алгоритм строит единственный маршрут от корня в любую сеть. Хотя дерево соединений охватывает все сети, в нем представлены не все мосты.

Мосты с маршрутизацией от источника.

Прозрачные мосты хороши тем, что их достаточно только подключить, и все работает. Однако они никак не учитывают оптимальное распределение пропускной способности и не могут этого делать. Это привело к появлению иной схемы работы мостов - маршрутизации от источника.

Будем предполагать, что отправитель знает, находится получатель в его локальной сети или нет. Если получатель не в его локальной сети, то отправитель устанавливает старший разряд в адресе получателя в 1. Кроме этого, в заголовке кадра указывается точный маршрут, по которому будут следовать кадр. Этот маршрут представляет собой чередование 12-разрядного адреса сети и 4-разрядного адреса моста. (См. рисунок 4-34.)

Мост с маршрутизацией от источника ловит только те кадры, у которых старший разряд в адресе получателя равен 1. Для каждого такого кадра просматривается описание маршрута и определяется, в какую сеть отправлять этот кадр. Номер сети указан после номера моста в описании маршрута.

Этот алгоритм предполагает, что каждый отправитель знает или может определить наилучший маршрут. Основная идея алгоритма поиска такого маршрута состоит в следующем. Если маршрут к получателю не известен, то отправитель посылает так называемый поисковый кадр. Этот поисковый кадр рассылается всеми мостами по всем сетям. Когда поисковый кадр возвращается обратно, каждый мост оставляет в нем информацию о себе. Таким образом, отправитель, получив ответы на свой поисковый кадр, может выбрать наилучший маршрут среди всех имеющихся.

Этот алгоритм действительно позволяет найти наилучший маршрут, но он имеет один серьезный недостаток - экспоненциальный рост числа поисковых кадров. К тому моменту, как поисковый кадр достигнет уровня N, число поисковых кадров в сети будет порядка 3N-1. Нечто подобное происходит и в сетях с прозрачными мостами, но там этот рост происходит только вдоль дерева связей.

Обнаружив наилучший путь, каждый хост в сети хранит его. Естественно, это накладывает определенные требования на хосты в сети, что делает использование этого подхода не столь прозрачным, как в первом случае.

Сравнение мостов для 802.

Оба вида мостов, как прозрачные, так и с маршрутизацией от источника, имеют как достоинства, так и недостатки. В ртаблице 4-38 они представлены в виде таблицы.

Таблица 4-38. Сравнение мостов для 802

Одно из основных различий между этими мостами - это различие между сетями, ориентированными на соединение, и не ориентированными на соединение. Прозрачные мосты не поддерживают концепции виртуального соединения и маршрутизируют каждый кадр независимо друг от друга. Мосты с маршрутизацией от источника, наоборот, определяют маршрут с помощью поискового кадра, а затем используют этот маршрут постоянно.

Прозрачные мосты полностью совместимы со всеми продуктами в стандартах 802. Это не так по отношению к мостам с маршрутизацией от источника. Все хосты в системе должны знать схему подключения мостов в сети. Любое изменение в сети, затрагивающее мосты, вызывает необходимость в перенастройке хостов.

При использовании прозрачных мостов никаких специальных усилий по управлению сетью не требуется. Мосты автоматически поддерживают конфигурацию сети. При использовании мостов с маршрутизацией от источника требуется значительная ручная работа. Любая ошибка в адресах сетей или мостов может вызвать тяжелые последствия, обнаружить ее бывает очень трудно. При соединении двух функционирующих сетей через прозрачный мост ничего делать не надо, кроме как подключить его. При их соединении через мост, маршрутизирующий от источника, может потребоваться изменение номеров сетей и мост, дабы избежать дублирования.

Одно из основных преимуществ мостов с маршрутизацией от источника - они хотя бы теоретически могут строить оптимальные маршруты, в то время как прозрачные мосты ограничены в выборе маршрута деревом соединений. Мосты с маршрутизацией от источника также могут работать с мостами, включенными в параллель.

Механизмы определения места доставки кадра также имеют свои достоинства и недостатки. В случае с прозрачными мостами недостаток тот, что надо ждать, когда придет кадр от машины получателя. В другом случае - имеем экспоненциальный рост числа поисковых кадров.

Реакция на ошибки в сетях в обоих случаях разная. В первом случае все происходит автоматически, мосты сами слушают, что происходит в сетях. и реагируют должным образом. Самим хостам делать ничего не приходится. В случае мостов с маршрутизацией от источника ситуация противоположная: вся сложность исправления ошибок и отказов в сети ложится на хосты.

Удаленные мосты.

Как мы уже говорили, основная цель использования мостов – соединение отдельных ЛВС между собой. Это можно сделать, сопоставив каждой ЛВС мост и соединив мосты между собой каналом «точка-точка». Пример такого соединения показан на рисунке 4-39. Здесь каждый канал точка-точка можно рассматривать как ЛВС без абонентских машин (кто сказал, что сеть обязана всегда их иметь). Тогда у нас есть шесть ЛВС, соединенных через четыре моста.

Рисунок 4-39. Удаленные мосты, соединяющие ЛВС

Для соединений точка-точка можно использовать разные протоколы. Например, можно использовать любой протокол точка-точка и в его кадрах целиком размещать кадры МАС-подуровня. Этот прием хорошо работает в случае идентичных сетей. При этом возникает только одна трудность – маршрутизация кадров в нужную сеть.

Другая возможность – отрезать заголовки МАС-подуровня и на их место вставить заголовки соответствующего канального уровня. Новый МАС-заголовок будет сгенерирован на стороне моста-получателя. Здесь трудности возникают при работе с полем контрольной суммы. Либо надо ее каждый раз перевычислять, либо мы потеряем возможность контролировать ошибки при передаче.

47. Виртуальные сети на основе стандарта IEEE 802.1Q

В виртуальных сетях, основанных на стандарте IEEE 802.1Q, информация о принадлежности передаваемых Ethernet-кадров к той или иной виртуальной сети встраивается в сам передаваемый кадр. Таким образом, стандарт IEEE 802.1Q определяет изменения в структуре кадра Ethernet, позволяющие передавать информацию о VLAN по сети.

К кадру Ethernet добавляется метка (Tag) длиной 4 байта — такие кадры называют кадрами с метками (Tagged frame). Дополнительные биты содержат информацию по принадлежности кадра Ethernet к виртуальной сети и о его приоритете (рис. 3).

Рис. 3. Сравнение обычного Ethernet-кадра и кадра с меткой

Добавляемая метка кадра включает в себя двухбайтовое поле TPID (Tag Protocol Identifier) и двухбайтовое поле TCI (Tag Control Information). Поле TCI, в свою очередь, состоит из полей Priority, CFI и VID. Поле Priotity длиной 3 бита задает восемь возможных уровней приоритета кадра. Поле VID (VLAN ID) длиной 12 бит является идентификатором виртуальной сети. Эти 12 бит позволяют определить 4096 различных виртуальных сетей, однако идентификаторы 0 и 4095 зарезервированы для специального использования. Поэтому всего в стандарте 802.1Q возможно определить 4094 виртуальные сети. Поле CFI (Canonical Format Indicator) длиной 1 бит зарезервировано для обозначения кадров СПД других типов (например, FDDI, см. раздел 5.2), передаваемых по магистрали Ethernet, и для кадров Ethernet всегда равно 0.

Изменение формата кадра Ethernet приводит к тому, что сетевые устройства, не поддерживающие стандарт IEEE 802.1Q (такие устройства называют Tag-unaware), не могут работать с кадрами, в которые вставлены метки, а сегодня подавляющее большинство сетевых устройств (в частности, сетевые Ethernet-контроллеры конечных узлов сети) не поддерживают этот стандарт. Поэтому для обеспечения совместимости c устройствами, поддерживающими стандарт IEEE 802.1Q (Tag-aware-устройства), коммутаторы стандарта IEEE 802.1Q должны поддерживать как традиционные Ethernet-кадры, то есть кадры без меток (Untagged), так и кадры с метками (Tagged).

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)