Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка (953099), страница 107
Текст из файла (страница 107)
Поэтому в общем случае для уменьшения потерь кадров из-за перегрузок нужно применять оба средства: подбор скорости портов для наиболее вероятного распределения трафика в сети и протокол 802.3х для снижения скорости источника графика в тех случаях, когда перегрузки все-таки возникают. Характеристики производительности коммутаторов Скорости фильтрации и продвижения кадров — две основные характеристики производительиости коммутатора.
Эти характеристики являются интегральными, оии ие зависят от того, каким образом технически реализован коммутатор. Скорость фильтрации — это скорость, с которой коммутатор выполняет следующие этапы обработки кадров: 1. Прием кадра в свой буфер. 2. Просмотр адресной таблицы с целью нахождения порта для адреса назначения кадра.
3. Уничтожение кадра, так как его порт назначения и порт источника принадлежат одному логическому сегменту. Скорость фильтрации практически у всех коммутаторов блокирующим фактором ие является — коммутатор успевает отбрасывать кадры в темпе их поступления. Скорость продвижеиия — это скорость, с которой коммутатор выполняет следующие этапы обработки кадров. 1. Прием кадра в свой буфер. 2. Просмотр адресиой таблицы с целью иахождеиия порта для адреса назначения кадра. I 3.
Передача кадра в сеть через найденный по адресной таблице порт назначения. Как скорость фильтрации, так и скорость продвижения измеряются обычно в кадрах в секуиду. Если в характеристиках коммутатора ие уточняется, для какого протокола и для какого размера кадра приведены значения скоростей фильтрации и продвижения, то по умолчанию считается, что эти показатели даются для протокола ЕгЬегпег и кадров минимальиого размера, то есть кадров длиной 64 байт.
Как мы уже обсуждали, режим передачи кадров мииимаАьиой длины используется как наиболее сложный тест, который должен подтвердить способность коммутатора работать при наихудшем сочетании параметров трафика. Задержка передачи кадра измеряется как время, прошедшее с момента прихода первого байта кадра иа входной порт коммутатора до момента появления этого байта иа его выходном порту. Задержка складывается из времени, затрачиваемого иа буферизацию байтов кадра, и времеви, затрачиваемого иа обработку кадра коммутатором — просмотр адресной таблицы, принятие решения о фильтрации или продвижеиии, получение доступа к среде выходного порта. Величина вносимой коммутатором задержки зависит от режима его работы. Если коммутация осуществляется чиа лету», то задержки обычно невелики и составляют от 5 до 40 мкс, а при полной буферизации кадров — от 50 до 200 мкс для кадров минимальной длины при передаче со скоростью 10 Мбитггс.
Коммутаторы, под- 425 Коммутаторы держнваюшие более скоростные версии Егпегпес, вносят меньшие задержки в процесс продвижения кадров. Производительность коммутатора определяется количеством пользовательских данвых, переданных в единицу времени через его порты, и измеряется в мегабитах в секунду (Мбмтус).
Так как коммутатор работает на канальном уровне, для него пользовательскиыв данмыми являются те данные, которые переносятся в поле данных кадров Ес)уегпес. Максимальное значение производительности коммутатора всегда достигается на кадрах максимальной длины, так как при этом доля накладных расходов на служебную информацмю кадра минимальна. Коммутатор — это многопортовое устройство, поэтому для него з качестве характеристики принято давать максимальную суммарную производительность прм одновременной передаче трафика по всем его портам.
Вшв одной важной'конструктивной имувктврмотикоа комму»виара явяявтоя ыакияиыаявааа аааать адаавивй тааяыывьОнавпрадддуиьтпредела(ввколичавтво вддР.-адрвоов,мотарьюи может оямоврвмвнмо Опврйд1мють ко»иииутатор Для выполнения операций калсдого порта в коммутаторах чаше всего используется выделенный процессорный блок со своей памятью для хранения собственного экземпляра адресной таблицы. Каждый порт хранит только те наборы адресов, с которыми он работал в последнее время, поэтому экземпляры адресной таблицы разных процессорных модулей, как правило, не совпадают.
Значение максимального числа МАС-адресов, которое может запомнить процессор порта, мзвснт от области применения коммутатора. Коммутаторы рабочих групп обычно поддерживают всего несколько адресов на порт, так как они предназначемы для образования викросегментов. Коммутаторы отделов должны поддерживать несколько сотен адресов, и коммутаторы магистралей сетей — до нескольких тысяч (обычно 4000-8000 адресов).
Недостаточная емкость адресной таблицы может служить причиной замедления работы коммутатора и засорения сети избыточным трафиком. Если адресная таблица процессора порта полностью заполмена, а он встречает новый адрес источника в поступившем кадре, процессор должен удалить из таблицы какой-либо старый адрес и поместить на его место новый. Эта операция сама по себе отнимает у процессора часть времени, но главные потери производительности наблюдаются при поступлении кадра с адресом назначения, который пришлось удалить из адресной таблицы.
Так как адрес назначения кадра неизвестен, коммутатору приходится передавать этот кадр на все остальные порты. Некоторые производители коммутаторов решают эту проблему за счет изменения алгоритма обработки маров с неизвестным адресом назначения. Один из портов коммутатора конфигурируется хак магистральный порт, на который по умолчанию передаются все кадры с неизвестным щресом'. Передача кадра на магистральный порт производится в расчете на то, что этот порт подключен к вышестояшему коммутатору (при иерархическом соединении коммутаторов в крупной сети), который имеет достаточную емкость адресной таблицы и »знает», куда можно передать Любой кадр.
' В маршрутизаторах такой прием применяется давно, позволяя сократить размеры адресных таблиц и спих, организованных по иерархическому принципу. 426 Глава 13. Коммутируемые сети Ец|вгов! Скоростные версии ЕФегпей Скорость 10 Мбит/с первой стандартной версии ЕгЬегпес долгое время удовлетворяла потребности пользователей локальных сетей.
Однако в начале 90-х годов начала ощущаться недостаточная пропускная способность ЕгЬегпец так как скорость обмена с сетью стала существенно меньше скорости внутренней шины компьютера. Кроме того, начали появляться новые мультимедийные приложения, гораздо более требовательные к скорости сети, чем их текстовые предшественники. В поисках решения проблемы ведущие производители сетевого оборудования начали интенсивные работы по повышению скорости Е|Ьегпег при сохранении главного достоинства этой технологии — простоты и низкой стоимости оборудования. Результатом стало появление новых скоростных стандартов ЕгЬегцег: Раэг Е|Ьегпе| (скорость 100 Мбит/с), С!яаЬ!г ЕгЬегцес (1000 Мбит/с, или 1 Гбит/с) и 100 ЕгЬегпес (10 Гбит/с).
На время написания этой книги два новых стандарта — 400 Егйегпе| и 1000 Е|Ьегцег — находились в стадии разработки, обещая следующее десятикратное превышение верхней границы производительности ЕгЬегпек Разработчикам новых скоростных стандартов ЕгЬегцес удалось сохранить основные черты классической технологии Е|Ьегцес и, прежде всего, простой способ обмена кадрами без встроенных в технологию сложных контрольных процедур. Этот фактор оказался решающим в соревновании технологий локальных сетей, так как выбор пользователей всегда склонялся в пользу простого наращивания скорости сети, а не в пользу решений, связанных с более эффективным расходованием той же самой пропускной способности с помощью более сложной и дорогой технологии.
Примером такого подхода служит переход с оборудования Разг Е|Ьегпег на б!ЕаЬ!г ЕгЬегцег вместо перехода на оборудование АТМ со скоростью 155 Мбит/с. Несмотря на значительную разницу в пропускной способности (1000 Мбит/с против 155 Мбит/с), оба варианта обновления сети примерно равны по степени положительного влияния на «самочувствие» приложений, так как О!ЕаЬ!г Е|Ьегпе| достигает нужного эффекта за счет равного повышения доли пропускной способности для всех приложений, а АТМ перераспределяет меньшую пропускную способность более тонко, дифференцируя ее в соответствии с потребностями приложений. Тем не менее пользователи предпочли не вдаваться в детали и тонкости настройки сложного оборудования, когда можно просто применить знакомое и простое, но более скоростное оборудование Е|Ьегпец Значительный вклад в «победу» Егйегпес внесли также коммутаторы локальных сетей, так как их успех привел к отказу от разделяемой среды, где технология Е| Ьегпе| всегда была уязвимой из-за случайного характера метода доступа.
Начиная с версии 100 Е|Ьеп|еС, разработчики перестали включать вариант работы на разделяемой среде в описание стандарта Коммутаторы с портами Рээ| Е|Ьегцец О!яаЪ!г Е|Ьегпег и 106 Е|ЬегЬег работают по одному и тому же алгоритму, описанному в стандарте 1ЕЕЕ 802.1Г). Возможность комбинировать порты с различными скоростями в диапазоне от 10 Мбит/с до 10 Гбит/с делает коммутаторы ЕгЬегпег гибк|учн и эффективными сетевыми устройствами, позволяющими строить разнообразные сети.
Повышение скорости работы ЕгЬегпес было достигнуто за счет улучшения качества кабелей, применяемых в компьютерных сетях, а также совершенствования методов кодирования данных при их передаче по кабелям, то есть за счет совершенствования физического уровня технологии. 427 Скоростные версии ЕСпегпеС Раей Ейг1егвей История ооздания В 1992 году группа производителей сетевого оборудования, включая таких лидеров технологии ЕсЬегпес, как ЗупОрсссз, ЗСош и ряд других, образовала некоммерческое объединение Рож ЕСЬвтиес А!!итсе для разработки стандарта новой технологии, которая должна была обеспечить резкое повышение производительности при максимально воэможиом сохранении особенностей технологии ЕсЬегпес.
В комитете 802 института 1ЕЕЕ в это же время была сформирована исследовательская группа для изучения технического потенциала новых высокоскоростных технологий. За период с конца 1992 года и по конец 1993 года группа !ЕЕЕ изучила 100-мегабитиые решения, предложенные различными производителями. Наряду с предложениями Раас ЕсЬепсес А1!шпее группа рассмотрела также и высокоскоростную технологию, предложензую компаниями Нечк1есс-Расйап! и АТЗкт. В центре дискуссий была проблема сохранения метода случайного доступа СЗМА/СЭ. Предложение Раас Есйегпес АП(апсе сохраняло этот метод и тем самым обеспечивало преемственность и согласованность сетей со скоростями 10 Мбит/с и 100 Мбит/с.
Коалиция НР и АТЛЕТ, которая заручилась поддержкой значительно меньшего числа производителей в сетевой индустрии, чем Рззс ЕсЬегпес АПшпсе, предложила совершенно новый метод доступа, вазваииый приоритетиым доступом по требовюппо (дешан рпонсу). Ои существенно менял картину поведения узлов в сети, поэтому ие смог вписаться в технологию Есйегпес и стандарт 802.3; для его стандартизации был организован новый комитет 1ЕЕЕ 802.12.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
