it_vse (519823), страница 15
Текст из файла (страница 15)
К таким приемам относятся технологии сжатия пакетов, спуфинга исегментации пакетов.Сжатие пакетов (компрессия). Некоторые производители, используя собственные алгоритмы,обеспечивают коэффициент сжатия до 8:1. Стандартные алгоритмы сжатия, применяемые в модемах,обеспечивают коэффициент сжатия до 4:1. После сжатия данных для передачи требуется существенноменьшая скорость канала.Спуфинг (spoofing).
Эта технология позволяет значительно повысить пропускную способностьлиний, объединяющих локальные сети, работающие по протоколам с большим количеством широковещательных пакетов. Широковещательные пакеты характерны для большинства сетевых операционных систем,за исключением ОС Unix, которая изначально строилась для медленных глобальных линий связи. Главнойидеей спуфинга является имитация передачи пакета по глобальной сети. Рассмотрим технику спуфинга напримере передачи между удаленными сетями пакетов SAP (Service Advertising Protocol) сервера ОСNetWare.
Эти пакеты каждый сервер генерирует каждую минуту, чтобы все клиенты сети могли составитьправильное представление об имеющихся в сети разделяемых ресурсах — файловых службах, службахпечати и т. п. SAP-пакеты распространяются в IPX-пакетах с широковещательным сетевым адресом.Удаленные мосты должны передавать широковещательные пакеты на все свои порты (маршрутизаторы недолжны передавать широковещательные пакеты из сети в сеть, но для SAP-пакетов сделано исключение —маршрутизатор, поддерживающий IPX, распространяет его на все порты, кроме того, на который этот пакетпоступил). Таким образом, по выделенной линии может проходить достаточно большое количество SAPпакетов.
Если эти пакеты посылаются каким-либо сервером, но не доходят до клиентов, то клиенты не могутвоспользоваться службами этого сервера. Если маршрутизаторы или мосты, объединяющие сети,поддерживают технику спуфинга, то они передают по выделенному каналу не каждый SAP-пакет, а например, только каждый пятый.
Интенсивность служебного трафика в глобальном канале при этом уменьшается.Но для того, чтобы клиенты не теряли из списка ресурсов удаленной сети серверы, мост (маршрутизатор)имитирует приход этих пакетов по глобальному каналу, посылая SAP-пакеты от своего имени каждуюминуту, как это и положено по протоколу.
При этом мост (маршрутизатор) посылает несколько раз копиюреального SAP-пакета, получаемого раз в 5 минут по выделенному каналу.Сегментация пакетов — позволяет разделять большие передаваемые пакеты и передавать их сразучерез две телефонные линии. Хотя это и не делает телефонные каналы более эффективными, но все жеувеличивает скорость обмена данными почти вдвое.3.3.
Коммутатор (switch)В последнее время наблюдается вытеснение мостов коммутаторы. Коммутаторы, как и мосты работают наканальном уровне и позволяют разделить общую разделяемую среду на несколько независимых сегментовпередачи данных. Алгоритм работы коммутаторов аналогичен алгоритму работы прозрачного моста. Основным отличием, обеспечившим вытеснение мостов коммутаторами – это гораздо более высокая скоростьработы коммутаторов. Мост должен полностью получить кадр данных перед тем, как ретранслировать егона соответствующий порт. Коммутатор начинает ретрансляцию кадра, не дожидаясь его полного полученияСоставитель: Ляхевич А.Г., 2000 - 2002 год(достаточно получить несколько первых байт кадра, содержащих адрес назначения). Кроме того, коммутатор позволяет организовать сразу несколько параллельных соединений между различными парами портов,что повышает пропускную способность сети в несколько раз.
Однако коммутатор не может организоватьодновременное соединение несколько портов – к одному порту (см. рис. ).Рис. Параллельные соединения между портами коммутатораТехнология коммутаторов Ethernet была предложена фирмой Kalpana в 1990 году в ответ на растущиепотребности в повышении пропускной способности сетей. Структурная схема коммутатора EtherSwitch,предложенного фирмой Kalpana, представлена ниже (см. рис. ).Каждый из 8 портов коммутатора обслуживается собственным процессором пакетов Ethernet — ЕРР(Ethernet Packet Processor).
Кроме того, коммутатор имеет системный модуль, который координирует работувсех процессоров ЕРР. Системный модуль ведет общую адресную таблицу коммутатора (какие компьютерыподключены к каким портам) и обеспечивает управление коммутатором по протоколу SNMP.
Для передачикадров между портами используется коммутационная матрица, подобная тем, которые работают в телефонных коммутаторах или мультипроцессорных компьютерах. При поступлении кадра в какой-либо порт, процессор ЕРР буферизует несколько первых байт кадра, чтобы прочитать адрес назначения. После полученияадреса назначения процессор сразу же принимает решение о передаче пакета, не дожидаясь прихода остальных байт кадра. Для этого он просматривает свой собственный кэш адресной таблицы, а если не находиттам нужного адреса, обращается к системному модулю, который работает в многозадачном режиме, параллельно обслуживая запросы всех процессоров ЕРР.
Системный модуль производит просмотр общей адресной таблицы и возвращает процессору найденную строку (адрес компьютера – номер порта), котораяСоставитель: Ляхевич А.Г., 2000 - 2002 годзапоминается процессором EPP в своем кэше для последующего использования. После определения того, ккакому порту подключен сегмент компьютера – адресата, процессор EPP обращается к коммутационнойматрице и пытается установить соединение с нужным портом. Если порт занят, то кадр полностью буферизуется процессором EPP входного порта, после чего процессор ожидает освобождения выходного порта.После освобождения, данные передаются на выходной порт, который получает доступ к своему сегментусети по методу CSMA/CD и передает кадр данных в свой сегмент.Типы коммутаторовПо конструктивному исполнению выделяют следующие типы коммутаторов:- коммутаторы с фиксированным количеством портов- модульные коммутаторы на основе шасси- стековые коммутаторы- модульно-стековые коммутаторыРазличия между этими типами коммутаторов аналогичны различиям между соответствующими типамиконцентраторов (см.
выше).По способу коммутации портов в коммутаторе выделяют следующие типы коммутаторов:- коммутаторы на основе коммутационной матрицы- коммутаторы с общей шиной- коммутаторы с разделяемой памятью- комбинированные коммутаторыКоммутаторы на основе коммутационной матрицы обеспечивают основной и самый быстрый способ взаимодействия процессоров портов. Однако реализация матрицы возможна только для определенного числапортов, причем сложность схемы возрастает пропорционально квадрату количества портов коммутатора.Чисто условно коммутационную матрицу можно представить следующим рисунком:рис.
Условная схема коммутационной матрицы.Рассмотрим один из вариантов физической реализации коммутационной матрицы для 8 портов (см. рис. ).Входные блоки процессоров EPP добавляют к байтам исходного кадра информацию о том на какой из портов его необходимо передать в виде специального ярлыка — тэга (tag). Для данного примера тэг представляет собой число их 3-х бит, соответствующее номеру выходного порта. Матрица состоит из трех уровнейдвоичных переключателей, которые соединяют свой вход с одним из двух выходов в зависимости от значения бита тэга. Переключатели первого уровня управляются первым битом тэга, второго — вторым, атретьего — третьим.Рис.
Реализация коммутационной матрицы 8x8 с помощью двоичных переключателей.Составитель: Ляхевич А.Г., 2000 - 2002 годОсновные достоинства таких матриц — высокая скорость коммутации портов и регулярная структура,которую удобно реализовывать в интегральных микросхемах.
Недостатком является сложность наращивания числа портов и отсутствие буферизации данных внутри коммутационной матрицы (если порт занят, тоданные должны накапливаться во входном блоке порта, принявшего кадр).В коммутаторах с общей шиной процессоры портов связаны высокоскоростной шиной передачиданных, используемой в режиме разделения времени (см. рис. ).Рис.
Архитектура коммутатора с общей шиной.Каждый кадр передаваться по шине небольшими частями, по несколько байт (например, ячейками по 48байт), чтобы обеспечить псевдопараллельную передачу кадров между несколькими портами. Входной блокпроцессора помещает в ячейку, переносимую по шине, тэг, в котором указывает номер порта назначения.Каждый выходной блок процессора порта содержит фильтр тэгов, который выбирает тэги, предназначенныеданному порту.
Достоинством коммутаторов с общей шиной является простота наращивания количествакоммутируемых портов.Коммутаторы с разделяемой памятью обеспечивают коммутацию портов при помощи общейразделяемой памяти (см. рис. ).Рис. Архитектура коммутатора с общей разделяемой памятью.Входные блоки процессоров портов соединяются с переключаемым входом разделяемой памяти, а выходные блоки этих же процессоров соединяются с переключаемым выходом этой памяти.
Переключениемвхода и выхода разделяемой памяти управляет менеджер очередей выходных портов. В разделяемой памятименеджер организует несколько очередей данных, по одной для каждого выходного порта. Входные блокипроцессоров передают менеджеру портов запросы на запись данных в очередь того порта, который соот-Составитель: Ляхевич А.Г., 2000 - 2002 годветствует адресу назначения кадра. Менеджер по очереди подключает вход памяти к одному из входныхблоков процессоров и тот переписывает часть данных кадра в очередь определенного выходного порта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
