К. Закер - Компьютерные сети. Модернизация и поиск неисправностей (953092), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Коммутаторы Традиционная конфигурация интерсети включает несколько'ЛВС, соединенных маршрутизаторами, для формирования сети, большей па размерам, чем это позволяет отдельная ЛВС. Зто необходимо из-за того,' чта кюкдая Часть и Сетевое алпаратноесбеслечегеге ЛВС строится нй основе сетевой срелы пнеьредачнь котсраа исполг,зуется совместно множеспюм компьютеров. Необходима ограйичить количестве систем, которые могут разделять среду передачи„прежде чем сеть будет "забита" графиком. Маршрутизаторы изолируют трафик в отдельных ЛВС, передавая только пакеты,'адресованные системам в других ЛВС ' Рис.
6.1З- коммутклтГхн ретранслируют вкорлшиа трачуик, но только через ооределенныа порт, длл которого он предназначен Маршруппаторы применялись лесятилетнями, но новый тип устройств, называемый коимувквлор ЛВС ~Т.АМ зннгсЦ, произвел революцию в проектировании сетей н.одеавл возможным создание ЛВС почти неограниченного размера. Каььиутлллгор (или коммугируюший концентратор) по сушеству представляет собой многопортовое устройство-мост, у которого кахдый порт связан с отдельным сегментом сети. Внешне похожий на концентратор, коммутатор принимает вхоляший график через свои юрты, но в отличие от концентратора, который передаст исищяпвай трафик червз все множеспю портов, ирммутатор направляет трафик только через один порт, необходимый лля достижения места назначения (рис. 6Л3); Например, если имеется небольшая сеть рабочей группы, внутри которой каждый компью- Глава 6.
Маршрутиваторм и «оммутаторы тер подключен к порту одного коммутирукяцего концентратора, то каждая система имеет соединение, равнозначное выделенному, с любой лругой системой. В этом случае не существует совместно используемой сетевой среды передачи, и, соответственно, нет коллизий вли перегруженности графика. В качестве дополнительного бонуса, обеспечивается повышенная безопасность, поскольку отсутствие разделяемой среды передачи не позволяет неавторизованным рабочим станциям просматривать и захватывать график, не предназначенный им. Коммутаторы функционируют на уровне 2 эталонной модели О$1 — Канальном уровне, соответственно, они использукпся для создания одной большой сети вместо нескольких небслыцих сетей, соединенных ыеопгрутизаторами.
Сказанное также-означает, что коммутаторы могут псдаержиаать любой протокол Сетевого уровня. Полобно прозрачным мостам, коммутаторы могут изучать топологиго сети и выполнять функции, идентичные пересылке и фильтрации пакетов. Некоторые коммутаторы также,поддерживают полнодуплексные соединения и автоматическую регулировку скорости. В тралипионной схеме большого сетевого комплекса несколько ЛВС присоелиняются к магистральной сети посрелством маршрутизаторов. Магистральная сеть представляет собой ЛВС с разделяемой средой передачи, точно такую же, как и все остальные ЛВС. Тем не менее, она должна переносить весь график интерсети, вырабатываемый горизонтальными сетями.
Цоэгому магистральная сеть, что естественно, использует более быстрцй прртокол. В сетях с коммутацией рабочие станции присоединяются к отдельным коммуиторам рабочих групп, которые„в свою очередь, соединяются е.одним высокопроизводительным коммутатором. Таким образом, для любой системы в сети становится возможным установить выделенное соединение с любой другой системой (рис.
6.14) Эта схема может быть расширена дальше, так, чтобы так же включить промежуточный уровень коммутаторов подразделений. Серверы, к которым. должны иметь доступ все пользователи, для лучшей производительности следует присоединить прямо к,коммутатору подразделения или коммутатору верхнего уровня. Замена концентраторов коммутаторами — это превосходный способ увеличить производительность сегл без изменения протоколов или модификации отдельных рабочих станций. Люке "классическая" сеть ЕФеглег демонстрирует поразительное улучшение, котла каждая рабочая станция::получает ношено пропускную способность в 10 Мбит/с, лаже если разделяет ее с '20 или 30 лругими системами.
Полнодуплексные коммутаторы могуг удвоить'эффективную пропускную способйссть Ъо 20 Мбит/с. Несмотря на то, что большийетвр предлагаемых на рынке коммутаторов ЛВС разработаны для сетей Яг)тагалог (и тазг Ебтегпп), также достуйны коммутаторы для Токаи Кшй и НЮ1. Рис. 6.14. Иерааиив иоммуатоссв может заменить вмгисяугнзвгюрм н концентявтсрм летн с асинхронным режимом передачи'(Атмг Авунсьнзноце тгвивгег месь) таижв основаны на коммутации, но АТМ вЂ” зто сегеван твхногияия,с установлением соединен~я н коммутацией ианвлсв.
я ва жиимутагсрм не совместимы с комвутаторамн для ствндартньв л Вс. Сеть, целиком основанная на коммутации, обеспсчиваст прекраснуго производительность, с другой стороны, коммугаторм намного дереке стандартных ретранслируляцих концентраторов, и большинство сетей' Комбинирувг ати две технологии для достижения золотой Щмдннм.
Можно„например, присоединить стандартные концентраторы к нортам коммутатора и разделить пропускиуго способность коммутируемого аре~инения между группами машин, чем распределять ее между несколькими дхзжинамн машин. Типы кОмййутэю$юВ Существуигг два основных типа коммугацин: без буферизации и с промежуточным хранением. Камнуватар без буферизадии 'пвдейгов'считьгваст только мАс-адрес' вхогрпцего пакета, ншет его в своей таблице перенаправления„и нсмедленйо 'начинает передавать пакет через Порт, обеспечнвазОЩИй Доступ к месту назяачепия, без какой-либо дополяйтеЛЬЙЬй Обработкн, такой как проверка ошибок, и даже до того, как будет получен весь пакет.
Этот тип коммутаторов сравнительно недорогой и наиболее широко применяется для Глава Б. 1Иаршрутизагоры и Коммутегоры уровня рабочей группы илн уровня подразделения, где отсутствие контроля ошибок не сказывается на производительности всей сети. Незамедлительная передача лходлцпгх пакетов уменьшает задержку, которая возникжт в результате диагностики ошибок и другой обработки. Однако, если порт назначения занят, каммугатар буферизирует входящую инфармацию в памяти, что в любом случае вызывает задержку, причем без дополнительных преимуществ, предоставляемых проверкой ошибок.
Коммутатор с луомежуточпызг хралепиехг пакетов, как следует из названия, целиком сохраняет входящий пакет в буферной памяти, прежде, чем передать его через порт назначения. Пока пакет находится в памяти, коммутатор проверяет его на наличие ошибок циклической контрольной суммы (СВС, Сусйс Кедцпдапсу Огес)г) и выполнение других условий, таких как недопустимо малая нли большая ллнна пакета, а также нейравильная длительность передачи. Коммутатор немедленно отбрасывает цюбые пакеты с ошибками; не содержащие ошибок пакеты лерелаются через соответствующий порт.
Два рассматриваемых способа коммутации не исключают один другого. Некоторые коммутаторы могут работать в режиме без буферизации пакетов до тех пор, пока не будет достигнут заданный уровень количества ошибок, а затем переходят к операциям с цромежутачным хранением. Как только количество ошибок становится ниже указанного уровня, коммутатор переключается обратно в режим без буферизации. Длл лапученнл более подробной информации о пакетах- гигантах" и лекетть "карликах". неправильной длительности передачи и других проблемах, связанных с передачей данных, см. клаву 8.
Коммутаторы ЛВС реализуют описанные функции, используя одну из трех аппаратных конфигураций. Матуичиал коммутация, также называемая коороипаоаюй коммутацией, образует решетку из входных и выхалных соединений, такую, как показано на рнс. 6.15. Информация, постугтюшая через'шобой вход порта, может быть передана на выход через любой парт.
Из-за тога, что это решение основано на аппаратных средствах. не требуется вовлечения СР1) или программных средств в процессы коммугацин. В случаях, когда информация не может быть передана немедленно, коммутатор буферизирует ее до тех пор, пока выходной порт не булет разблокирован. В комхгутаторе с ойгцей паилтыо вся входящая информация сохрапяепгя в буферной памяти, которая является общей, для всех нортов каммущарц,и затем передается выходному порту (рис. 6.16). Наибалее широка распространенная технология (иллюсгрируемая рис. 6.17), называемая г)аьйиупигцией с тиккой архипгектурай, передает весь график па общей шине, используя временное мультиплексирование для того, чтобы предоставить каждому порту равную возможность доступа к шине. В зтай модели каждый порт Глава б.
Маршрут»заторы и «оммута торы шругизация, но в большинстве сетевых конфигураций она сопровождается несколькими проблемами. Применение коммутаторов устраняет подсети и создает один плоский сетевой сегмент, который вмещает в себя все компьютеры. Любые две системы могут взаимодействовать через выделенное соединение, которое па существу является вррменной сетью из двух узлов.
Проблемы появлятатся, когда рабочие станции посылают широковещательные сообщения, из-за того, что сеть с коммутацией формирует единую область коллизий, широковещательные сообщения распространяются по всей сети, и каждая система должна их обработать, что мажет занять громадную часть от пропускной способности сети. Одно нз преимуществ сотления множества, автономных сетей и соелинени» нх при помощи маршрутизаторов заключается в ограничении распространения широковещательных сообщений пределами отдельной сети. Маршрутизаторы также обеспечнвашт безопасность, ограничивая перетшчн "в -отдельные подсети. Для того чтобы избежать потерь пропускной "спосббнасти, выжваемых широковещанием, необходимо задействовать в сети с каымутвцией определенные концепции маршрутизации.
Такая потребность привела к появлению новых технологий, которые сочетают маршрутизацию н коммутацию в различных соотношениях. Не»вторые из этих гелналтвнй рассмотрены в следующих разделах. Виртуальные ЛВС ' В»рлбттвь»ав ЛЗС (УьА)т', тат»от* 1АА9 — зто группа систем в сети с коммутацией„которая функционирует как подсеть и взаимодействует с другими виртуальными ЛВС через маршруптзаторы. Физическая сеть остается все етце коммутированной, однако, виртуальные ЛВС существуют как надстройка нвд коммуптрующей структурой (рис. 6.18). Администраторы, сети создают виртуальные ЛВС, указывая МАС-адреса, порты или !Р-адреса систем, которые будут частью каждой подсети.
Широковещание в виртуальной ЛВС ограничено ее прелеламн, подобно маршрутизируемтям сетям. Так как виртуальные ЛВС не зависят ат физической структуры сети, системы в определенных подсетях могут быть расположены где угодно, и одна система даже может быль членом нескольких виртуальных ЛВС. Несмотря на тот факт„что все компьютеры виртуальных ЛВС соединены коммутаторами, лля взаимодействия систем в различных виртуальных ЛВС все еще необходимы маршрутизаторы. Виртуальные сети, основанные исюпочнтельно на комиутатти» уров»в 2, то есть такие, которые используют для определения систем-членов конфигурацию порта или МА '-адррМ', должны иметь порт, вьщеленный лля соединения с маршрутизатором. Для зтога типа виртуальных ЛВС администратор сети либо' выбирает оцределенные аорты коммутатора лля назначения членам виртуальной сети, либо создаст список МАС-адресов рабочих станций рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
