1.5 Физическое стекирование коммутаторов

Под физическимстекированием понимается объединение нескольких коммутаторов водно логическое устройство с целью увеличения количества портов, удобства управления и мониторинга. Объединенные в стек коммутаторы имеют общие таблицы коммутации и маршрутизации (для коммутаторов уровня 3).

В коммутаторах D-Link используются 2 топологии стекирования: «кольцо» (ring) и «цепочка» (chain).

Рис. 1.6. Топологии стекирования «кольцо» и«цепочка»

Стек типа«кольцо» (кольцевая топология)строится по следующей схеме: каждое устройство в стеке подключается к вышележащему и нижележащему, при этом самый нижний и самый верхний коммутатор встеке также соединяются. При передаче данных пакет последовательно передается от одного устройства стека к другому до тех пор, пока не достигнет порта назначения. Система автоматически определяет оптимальный путь передачи трафика,что позволяет достичь полного использования полосы пропускания. Преимуществом топологии «кольцо» является то, что при выходе одного устройства из строя или обрыве связи, остальные устройства стека будут продолжать функционировать в обычном режиме.

В стеке типа «цепочка» (линейная топология)каждое устройство соединено с вышележащим и нижележащим. Самый верхний и самый нижний коммутаторы не соединяются.

Физическое стекирование по линейной и кольцевой топологии реализовано в семи сериях коммутаторов D-Link. Коммутаторы серии DGS-3120-хх позволяют объединить в стек до 6 устройств, коммутаторы серии DGS-3610-хх – до 8 устройств, а коммутаторы серий DGS-3420-хх, DGS-36хх, DGS-3620-хх – до 12 устройств, используя интерфейсы10 Gigabit Ethernet (10GE). Коммутаторы серии DGS-31хх объединяются в стек через интерфейсы HDMI . Максимальное количество коммутаторов в стеке равно 6. Коммутаторы серии DES-3528/3552 поддерживают физическое стекирование через интерфейсы Gigabit Ethernet и позволяют объединить в стек до 8 устройств.

Все устройства стека управляются через один IP-адрес. Передача данных между ними ведется в полнодуплексном режиме. 

1.6 Типы интерфейсов коммутаторов

В зависимости от выполняемых задач коммутаторы могут быть оборудованы различным количеством и типом портов. В таблице 2 приведены типы наиболее часто используемых интерфейсов и их основные характеристики в соответствии со стандартом IEEE 802.3-2008.

Наиболее распространенными интерфейсами, реализуемыми в коммутаторах, являются фиксированные интерфейсы с разъемом RJ -45 на основе витой пары,поддерживающие технологию Fast или Gigabit Ethernet , автосогласование скоростей, полудуплексного или дуплексного режима работы и автоматического определения полярности витой пары MDI/MDIX .

Для обеспечения большей гибкости в выборе типа подключения, многие коммутаторы оборудованы специальными слотами для установки компактных сменных интерфейсных модулей GBIC ( Gigabit Interface Converter ), SFP (Small Form Factor Pluggable), SFP + (Enhanced Small Form Factor Pluggable) и XFP(10 Gigabit Small Form Factor Pluggable), поддерживающих режим «горячей замены».

Таблица 2

Стандарт	Тип кабеля	Максимальное расстояние передачи, м
10BASE-T	Кабель на основе витой пары категории 3 или 5	100
100BASE-TX	Кабель на основе витой пары категории 5	100
100BASE-FX	Многомодовый оптический кабель	412 (полудуплекс) 2000 (дуплекс)
100BASE-BX 10	Одноволоконный одномодовый оптический кабель (длина волны: 1310 нм восходящий поток, 1550 нм нисходящий)	10 000
100BASE-LX10	Одномодовый оптический кабель (длина волны 1310 нм)	10 000
1000BASE-T	Кабель на основе витой пары категории 5, 5 e , 6 или 7	100
1000BASE-SX	Многомодовый оптический кабель 62.5/125 микрон/ 50/125 микрон	220/550
1000BASE-LX	Одномодовый оптический кабель Многомодовый оптический кабель	5 000 550
1000BASE-LX10	Одномодовый оптический кабель (длина волны 1310 нм) Многомодовый оптический кабель (длина волны 1310 нм)	10 000 550
1000BASE-BX10	Одноволоконный одномодовый оптический кабель (длина волны: 1310 нм восходящий поток, 1550 нм нисходящий)	10 000
1000BASE-ZX	Одномодовый оптический кабель (длина волны 1550 нм)	80 000
1000BASE-LH (Long Haul)	Одномодовый оптический кабель	50 000
10GBASE-CX4	Экранированный сбалансированный медный кабель	15
10GBASE-SR	Многомодовый оптический кабель	300
10GBASE-LR	Одномодовый оптический кабель	10 000
10GBASE-ER	Одномодовый оптический кабель	40 000

Самой первой спецификацией на компактные сменные интерфейсные модули была спецификация SFF-8053 комитета SFF,описывающая конвертеры гигабитного интерфейса (Gigabit Interface Converter,GBIC). Модули GBIC поддерживают стандарты Gigabit Ethernet или Fibre Channel дляпередачи данных, голоса и видео по медным или оптическим кабелям, но преимущественно представляют собой оптические трансиверы для приема или передачи сигнала по многомодовому или одномодовому волокну. Компания D-Link выпускает большой перечень модулей GBIC с поддержкой технологии Gigabit Ethernet с оптическими и медными интерфейсами.

Рис. 1.7. Модуль GBIC DGS-703 с 1 портом 1000Base-LX для одномодового оптического кабеля

Спустя несколько лет после появления спецификации GBIC разработчики предложили усовершенствованную, компактную модификацию сменного интерфейса ( Small Form Factor Pluggable, SFP). Модули SFP в два раза меньше своих предшественников по габаритным размерам. Посадочный размер SFP (форм-фактор)определяется величиной медного разъема RJ-45. Интерфейсы SFP поддерживают практически любые существующие протоколы:Ethernet (на 10, 100,1000 Мбит/с), SONET/SDH (OC3/ 12/48 и STM 1/4/16), Fibre Channel (1и 2 Гбит/с). Компания D-Link выпускает модули SFP, поддерживающие стандарты Fast и Gigabit Ethernet и предназначенные для работы с разнообразным оптическим кабелем — одномодовым, одноволоконным одномодовым для систем с технологией WDM (Wavelength Division Multiplexing) и многомодовым.

Рис. 1.8. Модуль SFP DEM-310GT с 1 портом 1000Base-LX для одномодовогооптического кабеля

Технология сменных модулей оказалась очень эффективной в системах оптического уплотнения (Wavelength Division Multiplexing, WDM), широко применяемых в сетях передачи данных и в телекоммуникационной отрасли. Основной принцип, на котором базируется работа этих устройств — модуляция сигнала для смещения спектра несущего сигнала в другой диапазон. Сигналы каждого канала переносятся в собственном диапазоне частот. Далее они собираются в мультиплексоре и передаются уже по одному волокну, образуя широкополосный канал. Таким образом,по одному волокну параллельно передается несколько независимых каналов (каждый на своей длине волны), что позволяет повысить пропускную способность системы передачи в целом. Задача объединения или разделения частот решается на уровне приемника или передатчика.

Компания D-Link производит модули SFP с использованием технологии WDM, поддерживающие скорости передачи 100 Мбит/с и 1000 Мбит/с. Эти модули позволяют одновременно передавать и получать сигналы на длинах волн 1310 нм и 1550 нм по одному оптическому волокну на расстояние до 40 км.Это достигается путем установки SFP -модуля передатчика и SFP -модуля приемника на разных концах линии связи.

Рис. 1.9. Модули SFP DEM -331R и DEM -331T с 1 портом 1000BASE-BX10 с поддержкой технологии WDM

Модули SFP могут поддерживать важные функции цифровой диагностики (описанные в спецификации SFF-8472), позволяющие в реальном времени осуществлять мониторинг таких параметров как мощность передатчика, чувствительность приемника, напряжение питания и температура каждого оптического компонента. Информация о поддержке этой функции обычно указывается в спецификации на устройство.

Каждый модуль SFP выпускается с собственной электронной меткой, где содержатся сведения об идентификационном номере устройства и спецификации внешнего порта. Информация о внешнем порте может включать данные о длине волны, характеристиках волокна,скорости передачи данных, поддерживаемых протоколах, а также о длине канала.Идентификация SFP полезна при инвентаризации: с ее помощью отслеживается установка и замена компонентов и определяется местонахождение того или иного модуля.

Следующей ступенью эволюции сменных интерфейсов стала разработка оптических трансиверов XFP (10 Gigabit SmallForm Factor Pluggable) для волн 850, 1310 и 1550 нм. Они поддерживают 10GE, 10Gigabit SONET/SDH, Fibre Channel и еще некоторые высокоскоростные протоколы. XFP имеют несколько большие размеры, чем трансиверы SFP. Модули могут поддерживать систему цифровой диагностики для мониторинга состояния оптических линий.

В настоящее время компания D-Link выпускает трансиверы XFP 10GE, предназначенные для работы с одномодовым и многомодовым оптическим кабелем разной дальности передачи.

Рис. 1.10. Модуль XFP DEM-423XT с 1 портом 10GE (10GBASE-ER ) для одномодового оптического кабеля

Новым поколением оптических сменных интерфейсных модулей с поддержкой скоростей 10 Гбит/с стали трансиверы SFP +. Требования к модулям SFP +, которые являются расширенной версией SFP,определены в спецификации SFF-8431. Несмотря на то, что модули SFP + имеют ряд усовершенствований по сравнению с классическими модулями SFP, в коммутаторах D-Link слоты SFP + поддерживают установку модулей SFP .

По сравнению с трансиверами XFP, модули SFP + обладают меньшими габаритными размерами и тепловыделением, что позволяет повысить плотность размещения портов 10 Гбит/с на корпусе телекоммуникационных устройств.

Модули SFP +, также как и модули SFP могут поддерживать систему цифровой диагностики в соответствии со спецификацией SFF-8472.

Компания D-Link производит широкий спектр трансиверов SFP + с поддержкой и без поддержки функции цифровой диагностики. Различают модули,предназначенные для работы как с одномодовым или многомодовым оптическим кабелем на длинах волн 850, 1310 и 1550 нм, так и с одноволоконным с поддержкой технологии WDM ,использующие длины волн 1330 и 1270 нм для приема/передачи сигналов.

Рис. 1.11. Модуль SFP + DEM-432XT-DD с 1 портом 10GE (10GBASE-LR) для одномодового оптического кабеля и поддержкой функции цифровой диагностики