Лекции (989962), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Результатомописанной ситуации является следующее:- Размножение кадра, то есть появление нескольких его копий (в данном случае — двух, но если бысегменты были соединены тремя мостами — то трех и т. д.).- Бесконечная циркуляция обеих копий кадра по петле в противоположных направлениях, а значит,засорение сети ненужным трафиком.- Постоянная перестройка мостами своих адресных таблиц, так как кадр с адресом источника 10 будетпоявляться то на одном порту, то на другом.Чтобы исключить все эти нежелательные эффекты, мосты нужно применять так, чтобы между логическимисегментами не было петель, то есть строить с помощью мостов только древовидные структуры, гарантирующие наличие только одного пути между любыми двумя сегментами. В простых сетях сравнительно легкогарантировать существование одного и только одного пути между двумя сегментами.
Но когда количествосоединений возрастает и сеть становится сложной, то вероятность непреднамеренного образования петлиСоставитель: Ляхевич А.Г., 2000 - 2002 годоказывается высокой. Кроме того, желательно для повышения надежности иметь между мостами резервныесвязи, которые не участвуют при нормальной работе основных связей в передаче информационных пакетовстанций, но при отказе какой-либо основной связи образуют новую связную рабочую конфигурацию безпетель. Поэтому в сложных сетях между логическими сегментами прокладывают избыточные связи, которые образуют петли, но для исключения активных петель блокируют некоторые порты мостов. Наиболеепросто эта задача решается вручную, но существуют и алгоритмы, которые позволяют решать ее автоматически.
Наиболее известным является стандартный алгоритм покрывающего дерева (Spanning TreeAlgorithm, STA). Кроме того, имеются фирменные алгоритмы, решающие ту же задачу, но с некоторымиулучшениями для конкретных моделей мостов и коммутаторов.Удаленные мостыУдаленный мост – это мост, который через один или несколько портов подключен к глобальной сети(Internet, X.25, FrameRelay, ATM). Удаленные мосты (а также удаленные маршрутизаторы) используютсядля соединения локальных сетей через глобальные сети. Если в локальных сетях мосты постепенно вытесняются коммутаторами, то удаленные мосты и сегодня продолжают пользоваться популярностью. Удаленные мосты не надо конфигурировать (адресная таблица строится автоматически), а при объединении с сетьюпредприятия сетей филиалов, где нет квалифицированного обслуживающего персонала, это свойство оказывается очень полезным.Как и в локальных сетях, важной характеристикой удаленных мостов (удаленных маршрутизаторов)является скорость обработки кадров, которые часто ограничиваются не внутренними возможностями устройства, а скоростью передачи данных по линии (например, аналоговой телефонной линии).
Для преодоления ограничений на скорость линии, а также для уменьшения части локального трафика, передаваемого поглобальной линии, в удаленных мостах и маршрутизаторах используются специальные приемы, отсутствующие в локальных устройствах. Эти приемы не входят в стандарты протоколов, но они реализованы практически во всех устройствах, обслуживающих низкоскоростные каналы, особенно каналы со скоростями вдиапазоне от 9600 бит/с до 64 Кбит/с. 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
