Типы коммутаторов

Существует два основных типа коммутаторов: сквозные (cut-through) и с промежуточной буферизацией (store-and-forward). Сквозной коммутатор передает пакеты через соответствующий порт без дополнительной обработки, немедленно, как только они получены, считывая адрес целевой системы в заголовке протокола канального уровня. Коммутатор начинает передачу пакета, даже не дожидаясь завершения его приема. Как правило, в сквозных коммутаторах используется аппаратный компонент, состоящий из набора схем ввода-вывода, который позволяет данным поступать в коммутатор и покидать его через любой порт. Такие коммутаторы называются еще матричными (matrix) или координатными (crossbar). Они относительно недороги и сводят к минимуму так называемое время ожидания (latency), т. е. время, затрачиваемое коммутатором на обработку пакетов.

Коммутатор с промежуточной буферизацией дожидается завершения приема пакета и лишь потом отправляет его по назначению. Различают коммутаторы с общей памятью (shared-memory switch), т. е. с общим буфером для хранения данных всех портов, и коммутаторы с шиной (bus architecture switch) — с отдельными буферами для каждого порта, соединенными шиной. Пока пакет хранится в буферах, коммутатор пользуется этой возможностью, чтобы проверить данные, вычислив их код CRC. Кроме того, коммутатор отслеживает появление других проблем, присущих конкретному протоколу канального уровня, которые приводят к формированию дефектных кадров, на сленге именуемых коротышками (runt), гигантами (giant) и тарабарщиной (jabber). Эта проверка, естественно, увеличивает время ожидания, а дополнительные функции повышают стоимость коммутаторов с промежуточным хранением по сравнению со сквозными.

Различия между концентратором и коммутатором демонстрируются в видеоролике Hubs_and_Switches.

Упражнение. Функции коммутатора

Изучите приведенную схему сети и укажите, какое устройство (или устройства) нужно заменить коммутаторами, чтобы с минимумом расходов добиться перечисленных результатов.

1. Какие устройства нужно заменить коммутаторами, чтобы сократить число коллизий в магистрали?

a. Концентратор А.

b. Маршрутизаторы А, В и С и Концентраторы А, В и С.

c. Концентраторы А, В и С.

d. Маршрутизаторы А, В и С.

2. Какие устройства нужно заменить коммутаторами, чтобы сократить трафик в сегменте на первом этаже?

a. Концентратор А.

b. Маршрутизатор А.

c. Маршрутизатор А и Концентратор А.

d. Маршрутизаторы А, В и С.

3. Какие устройства нужно заменить коммутаторами, чтобы объединить всю сеть в единый широковещательный домен?

a. Маршрутизатор В и Концентратор В.

b. Маршрутизаторы А, В и С.

c. Концентраторы А, В и С.

d. Маршрутизаторы А, В и С и Концентраторы А, В и С.

Краткое содержание занятия

• Коммутатор совершеннее моста — он направляет пакеты исключительно целевым системам.

• Коммутатор снижает число коллизий в сети и увеличивает полосу пропускания, доступную каждому компьютеру.

• Виртуальная ЛВС позволяет разделить коммутируемую сеть на несколько широковещательных доменов.

• Существует несколько типов коммутаторов — от простых недорогих устройств для рабочих групп до сложных коммутаторов для корпоративных сетей.

Закрепление материала

1. Функции каких устройств сочетает в себе коммутатор?

a. Маршрутизатора и шлюза.

b. Концентратора и моста.

c. Моста и маршрутизатора.

d. Повторителя и концентратора.

2. Что происходит с сетью, разделенной на сегменты и магистраль, в результате замены маршрутизаторов на коммутаторы?

a. Возрастает быстродействие сети.

b. Увеличивается объем трафика, проходящего через магистраль.

c. Возрастает количество ЛВС.

d. Увеличивается доступная рабочим станциям полоса пропускания.

3. Что происходит с количеством коллизий в сети при использова нии коммутаторов вместо маршрутизаторов и концентраторов?

a. Возрастает.

b. Уменьшается.

c. Остается без изменений.

4. Интерсеть состоит из трех сегментов, соединенных магистралью. Вы заменяете маршрутизаторы на коммутаторы. Сколько в интер сети остается широковещательных доменов?

a. Ни одного.

b. Один.

c. Три.

d. Четыре.

5. Как называется коммутатор, сразу передающий сигналы от входящего порта к исходящему?

a. Сквозной коммутатор.

b. Коммутатор с обшей памятью.

c. Коммутатор с шиной.

d. Коммутатор с промежуточным хранением.

6. Для создания чего используются виртуальные ЛВС в коммутируемой сети?

a. Коллизионных доменов.

b. Широковещательных доменов.

c. Интерсетей.

d. Всего перечисленного.

7. У какого устройства нет буферов для промежуточного хранения данных?

a. У концентратора.

b. У локального моста.

c. У сквозного коммутатора.

d. Ни у одного из перечисленных.