it_vse (519823), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Помере заполнения очередей менеджер производит также поочередное подключение выхода разделяемойпамяти к выходным блокам процессоров портов, и данные из очереди переписываются в выходной буферпроцессора. Достоинством коммутаров с разделяемой памятью является гибкость и экономичность распределения общей памяти между отдельными портами, что снижает требования к размеру буферной памятипроцессора каждого порта.Комбинированные коммутаторы сочетают в себе достоинства различных типов архитектур. Пример такого коммутатора, сочетающего в себе скорость матричных коммутаторов и легкость наращиваниячисла портов коммутаторов с общей шиной, приведен на рис. .Рис. Комбинированный коммутатор.Коммутатор состоит из модулей с фиксированным количеством портов (2-12), выполненных в виде коммутационной матрицы.
Модули соединены между собой при помощи общей шины. Если порты, между которыми нужно передать кадр данных, принадлежат одному модулю, то передача кадра осуществляется припомощи коммутационной матрицы. Если же порты принадлежат разным модулям, то процессоры общаютсяпо общей шине.Полнодуплексный и полудуплексный режим работы коммутатора, управление потоком кадров.Обычно к коммутатору подключаются концентраторы, т.е. на отдельный порт подключается целый сегмент.Однако к порту могут подключаться и отдельные компьютеры (микросегментация). В таком случае, коммутатор и сетевая карта компьютера могут работать в полнодуплексном режиме, т.е.
одновременно передаватьданные во встречных направлениях, увеличивая пропускную способность сети в два раза. Полнодуплексныйрежим возможен только если обе стороны - и сетевая карта и коммутатор - поддерживают этот режим. Вполнодуплексном режиме не существует коллизий. Наложение двух кадров в кабеле считается нормальнымявлением. Для выделения принимаемого сигнала, каждая из сторон вычитает из результирующего сигналасвой собственный сигнал.При полудуплексном режиме работы, передача данных осуществляется только одной стороной,получающей доступ к разделяемой среде по алгоритму CSMA/CD.
Полудуплексный режим фактически былподробно рассмотрен ранее.При любом режиме работы коммутатора (полудуплексном или полнодуплексном) возникаетпроблема управления потоков кадров. Часто возникает ситуация, когда к одному из портов коммутатораподключен файл-сервер, к которому обращаются все остальные рабочие станции (см. рис. ).Рис. Отношение многие порты – к одному.Если порт 3 работает на скорости 10 Мбит/с, а кадры с остальных четырех компьютеров поступают также соскоростью 10 Мбит/с, то не переданные кадры будут накапливаться в буфере порта 3 и, рано или поздно,этот буфер переполнится. Частичным решением данной проблемы было бы выделение для файл серверапорта 3, со скоростью 100 Мбит/с. Однако это не решает проблему, а лишь откладывает ее: со временемпользователи захотят более высоких скоростей работы сети, и коммутатор будет заменен на новый, укоторого все порты будут работать на скорости 100 Мбит/c.
Более продуманным решением, реализованномв большинстве коммутаторов, является управление потоком кадров, генерируемых компьютерами. ВСоставитель: Ляхевич А.Г., 2000 - 2002 годполнодуплексном режиме используются специальные служебные сигналы "Приостановить передачу" и"Возобновить передачу". Получив сигнал "Приостановить передачу" сетевая карта должна прекратитьпередачу кадров, вплоть до последующего сигнала "Возобновить передачу" (к сожалению в текущемстандарте 802.3x не предусмотрено частичное уменьшение интенсивности передачи кадров, возможентолько полный запрет). В полудуплексном режиме используется "метод обратного давления" (backpressure)и "агрессивное поведение порта коммутатора". Оба метода позволяют реализовать достаточно тонкиемеханизмы управления потоком кадров, частично снижая их интенсивность, но не уменьшая ее до нуля.Метод обратного давления (backpressure) состоит в создании искусственных коллизий в сегменте,который чересчур интенсивно посылает кадры в коммутатор.
Для этого коммутатор обычно использует jamпоследовательность (сигналы-помехи создающие и усиливающие коллизию), отправляемую на выход порта,к которому подключен сегмент (или компьютер), чтобы приостановить его активность.Метод агрессивного поведения порта коммутатора основан на захвате среды либо после окончания передачи очередного пакета, либо после коллизии. В первом случае коммутатор оканчивает передачуочередного кадра и, вместо технологической паузы в 9,6 мкс, делает паузу в 9,1 мкс и начинает передачунового кадра.
Компьютер не сможет захватить среду, так как он выдержал стандартную паузу в 9,6 мкс иобнаружил после этого, что среда уже занята. Во втором случае кадры коммутатора и компьютера сталкиваются и фиксируется коллизия. Компьютер делает паузу после коллизии в 51,2 мкс, как это положено постандарту, а коммутатор — 50 мкс. И в этом случае компьютеру не удается передать свой кадр. Коммутаторможет пользоваться этим механизмом адаптивно, увеличивая степень своей агрессивности по мере необходимости.Дополнительные возможности коммутаторовТак как коммутатор представляет собой сложное вычислительное устройство, имеющее несколько процессорных модулей, то естественно нагрузить его помимо выполнения основной функции передачи кадров спорта на порт и некоторыми дополнительными функциями.
Ниже описываются наиболее распространенныедополнительные функции коммутаторов.1) Поддержка алгоритма Spanning Tree.Как уже отмечалось, для нормальной работы коммутатора (моста) требуется отсутствие петлевых маршрутов в сети. Петлевые маршруты могут создаваться администратором специально, для образования резервных связей, или же возникать случайным образом, что вполне возможно, если сеть имеет сложную топологию связи и плохо структурирована или документирована. Алгоритм покрывающего дерева — Spanning TreeAlgorithm (STA) позволяет коммутаторам автоматически, при помощи обмена служебными пакетами, определять древовидную (без петель) конфигурацию связей в сети. В случае отказе какого-либо кабеля, портаили коммутатора, отказ обнаруживается автоматически, за счет постоянного тестирования связности сетислужебными пакетами.
После обнаружения потери связности протокол строит новое покрывающее дерево,если это возможно, и сеть автоматически восстанавливает работоспособность.2) Трансляция протоколов канального уровня.Коммутаторы позволяют преобразовывать кадры Ethernet в кадры FDDI, кадры Fast Ethernet в кадры TokenRing и т.п.
Таким образом, если к одному порту коммутатора подсоединен сегмент FDDI, а к другому –сегмент Ethernet, то коммутатор позволит объединить эти две различные технологии канального уровня вединую сеть.3) Фильтрация трафика.Многие коммутаторы позволяют администраторам задавать дополнительные условия фильтрации кадров.Пользовательские фильтры предназначены для ограничения доступа определенных групп пользователей копределенным службам сети. Наиболее простыми являются пользовательские фильтры на основе МАСадресов компьютеров. Самым простым вариантом является указание коммутатору отбрасывать кадры сопределенным MAC-адресом.
При этом пользователю, работающему на компьютере с данным МАС-адресом, полностью запрещается доступ к ресурсам другого сегмента сети. Часто администратору требуетсязадать более тонкие условия фильтрации, например запретить некоторому пользователю печатать своидокументы на определенном сервере печати NetWare чужого сегмента, а остальные ресурсы этого сегментасделать доступными. Для реализации такого фильтра нужно запретить передачу кадров с определеннымМАС-адресом, в которых вложены пакеты IPX, в поле "номер сокета" которых будет указано значение,соответствующее службе печати NetWare.
Коммутаторы не анализируют протоколы верхних уровней,поэтому администратору прейдется вручную, в шестнадцатеричной (двоичной) форме, задать такой фильтри указать смещение и размер фильтра, относительно начала поля данных кадра канального уровня.4) Приоритетная обработка кадров.Использование коммутаторов позволяет реализовать приоритетную обработку кадров. Коммутатор обычноведет для каждого входного и выходного порта не одну, а несколько очередей, причем каждая очередь имеетсвой приоритет обработки. При этом коммутатор может быть сконфигурирован, например, так, чтобы передавать один низкоприоритетный пакет на каждые 10 высокоприоритетных пакетов. Основным вопросом приприоритетной обработке кадров является вопрос назначения кадру приоритета. Так как не все протоколыканального уровня поддерживают поле приоритета кадра (например, у кадров Ethernet оно отсутствует), токоммутатор должен использовать какой-либо дополнительный принцип для назначения приоритета кадру.Составитель: Ляхевич А.Г., 2000 - 2002 годНаиболее распространенный способ — приписывание приоритета портам коммутатора: кадр получаетсоответствующий приоритет в зависимости от того, через какой порт он поступил в коммутатор.
Способнесложный, но недостаточно гибкий — если к порту коммутатора подключен не отдельный компьютер, асегмент, то все узлы сегмента получают одинаковый приоритет. Более гибким способом является использование стандарта IEEE 802.1р: в кадре Ethernet, перед полем данных, предусматривается дополнительныйзаголовок, состоящий из двух байт, 3 бита из которых используются для указания приоритета кадра. Припередаче кадра, компьютер, при помощи специального протокола, может запросить у коммутатора один извосьми уровней приоритета кадра. Установленный коммутатором приоритет, помещается в заголовок кадраи действует для всех коммутаторов в сети.
При передаче кадра сетевой карте, не поддерживающей стандарт802.1р, дополнительный заголовок, указывающий на приоритет кадра, должен быть удален.5) Виртуальные локальные сети (Virtual LAN, VLAN).Коммутаторы позволяют реализовывать технологии виртуальных локальных сетей. Несмотря на схожестьтерминов, не следует путать виртуальные частные сети (VPN – Virtual Private Network) и виртуальныелокальные сети (Virtual LAN, VLAN).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
