- •Конспект лекций
- •6.050903 “Телекомуникации”
- •1. Эволюция компьютерных систем и сетей
- •1.1. Мультипрограммирование
- •1.2.Многотерминальные системы – прообраз сети
- •1.3.Первые сети – глобальные
- •1.4. Мини-компьютеры – предвестники локальных сетей
- •1.5. Появление стандартных технологий локальных сетей
- •2. Основные проблемы построения компьютерных сетей
- •2.1. Связь компьютера с периферийными устройствами
- •2.2. Связь двух компьютеров
- •2.3. Клиент, редиректор и сервер
- •3. Топология физических связей
- •3.1. Типы конфигураций связи компьютеров
- •4. Адресация узлов сети
- •5. Коммутация
- •5.1.Определение информационных потоков
- •5.2.Маршрутизация
- •5.3.Продвижение данных
- •5.4.Мультиплексирование и демультиплексирование
- •5.5. Разделяемая среда передачи данных
- •5.6. Типы коммутации
- •6. Декомпозиция задач сетевого взаимодействия
- •6.1. Многоуровневый подход
- •6.2. Протокол. Интерфейс. Стек протоколов
- •7. Модель взаимодействия открытых систем - osi
- •7.1. Общая характеристика модели osi
- •7.2. Уровни модели osi
- •8. Структура стандартов ieee
- •9. Протокол llc
- •9.1. Три типа процедур уровня llc
- •9.2. Структура кадров llc
- •10. Технология ethernet
- •10.1. Адресация в сетях Ethernet
- •00-E0-14-00-00-00
- •01-00-0C-cc-cc-cc
- •10.2. Метод доступа csma/cd
- •10.3. Форматы кадров технологии Ethernet
- •10.4. Спецификации физической среды Ethernet
- •10.5. Методика расчета конфигурации сети Ethernet
- •11.Технология 100vg-AnyLan
- •11.1. Общая характеристика технологии 100vg-AnyLan
- •11.2. Структура сети 100vg-AnyLan
- •11.3. Стек протоколов технологии 100vg-AnyLan
- •11.4. Функции уровня mac
- •11.5. Функции уровня pmi
- •11.6. Функции уровня pmd
- •12. Технология fast ehternet
- •12.1. Создание стандарта Fast Ethernet
- •12.2. Структура физического уровня и его связь с mac-подуровнем
- •12.3. Физический уровень 100Base-fx - многомодовое оптоволокно
- •12.4. Физический уровень 100Base-tх - двухпарная витая пара
- •12.5.Физический уровень 100Base-t4 - четырехпарная витая пара
- •12.6. Правила построения сегментов Fast Ethernet при использовании повторителей класса I и класса II
- •13. Технология gigabite ehternet
- •13.1. Хронология разработки стандарта
- •13.2. Архитектура стандарта Gigabit Ethernet
- •13.3. Интерфейс 1000Base-X
- •13.4. Интерфейс 1000Base-t
- •13.5. Уровень mac
- •14. Беспроводные локальные сети (Wi-Fi)
- •14.1. Стек протоколов ieee 802.11
- •Технология уширения спектра
- •Скорость 1 Мбит/с
- •Скорость 2 Мбит/с
- •Cck-последовательности
- •Двоичное пакетное сверточное кодирование pbcc
- •Ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием
- •14.2.Топологии локальных сетей стандарта 802.11
- •15. Структуризация локальных сетей
- •15.1. Причины структуризации локальных сетей
- •15.2. Физическая структуризация локальной сети
- •15.3.Логическая структуризация сети на разделяемой среде
- •15.4. Алгоритм прозрачного моста ieee 802.1d
- •15.5. Топологические ограничения коммутаторов в локальных сетях
- •16. Дуплексные протоколы локальных сетей
- •16.1. Изменения в работе мас-уровня в дуплексном режиме
- •16.2.Борьба с перегрузками
- •17. Виртуальные локальные сети
- •17.1. Назначение виртуальных сетей
- •17.2. Создание виртуальных сетей на базе одного коммутатора
- •17.3. Создание виртуальных сетей на базе нескольких коммутаторов
- •18. Основные задачи оптимизации сетей передачи данных
- •18.1. Критерии эффективности работы сети
- •18.2. Показатели надежности и отказоустойчивости
- •19. Параметры оптимизации транспортной подсистемы
- •19.1. Влияние на производительность сети типа коммуникационного протокола и его параметров
- •19.2. Влияние на производительность алгоритма доступа к разделяемой среде и коэффициента использования
- •19.3. Влияние размера кадра и пакета на производительность сети
- •19.4. Назначение максимального размера кадра в гетерогенной сети
- •19.5. Время жизни пакета
- •19.6. Параметры квитирования
- •19.7. Сравнение сетевых технологий по производительности: Ethernet, TokenRing, fddi, 100vg-AnyLan, FastEthernet, atm
- •19.8. Сравнение протоколов ip, ipx и NetBios по производительности
- •19.9. Влияние широковещательного служебного трафика на производительность сети
- •19.9.1. Назначение широковещательного трафика
- •19.9.2. Поддержка широковещательного трафика на канальном уровне
- •19.9.3. Широковещательный шторм
- •19.9.4. Поддержка широковещательного трафика на сетевом уровне
- •19.9.5. Виды широковещательного трафика
- •6.050903 “Телекомуникации”
19.9.3. Широковещательный шторм
Обычно протоколы проектируются таким образом, что уровень широковещательного трафика составляет небольшую долю общей пропускной способности сети. Считается, что нормальный уровень широковещательного трафика не должен превышать 8% - 10% пропускной способности сети. Однако, уже при достижении порога в 5% считается целесообразным провести анализ узлов, которые генерируют наибольщую долю широковещательного трафика - возможно, они нуждаются в реконфигурации.
Каждый протокол-источник широковещательных пакетов чаще всего порождает широковещательный трафик постоянной интенсивности, так как посылает в сеть пакеты фиксированного размера через определенные промежутки времени. Например, протокол SAP объявляет о существовании конкретного файл- или принт- сервиса каждые 60 секунд с помощью широковещательного сообщения фиксированного размера. Можно привести пример источника, порождающего широковещательный трафик переменной интенсивности. Таким источником является протокол обмена маршрутной информации RIP, который раз в 30 или 60 секунд рассылает по сети содержимое таблицы маршрутизации, а так как эта таблица может иметь переменный размер, то и интенсивность трафика, создаваемого протоколом RIP, может изменяться.
Общая интенсивность широковещательного трафика в сети будет определяться двумя факторами - количеством источников такого трафика и средней интенсивностью каждого источника. Протоколы локальных сетей разрабатывались в начале 80-х годов в расчете на сравнительно небольшое число компьютеров, генерирующих широковещательный трафик, а также с учетом большого запаса пропускной способности каналов локальных сетей (10 Мбит/c) по сравнению с потребностями файлового сервиса миникомпьютеров и настольных компьютеров того времени. Поэтому стеки протоколов, которые проектировались исключительно для применения в локальных сетях - NovellNetWareIPX/SPX и стек NetBIOS/SMB компаний IBM и Microsoft - широко пользовались широковещательными рассылками для создания максимума удобств для пользователей, которым не нужно было запоминать имена и адреса серверов.
Стек TCP/IP проектировался в расчете на работу в любых условиях - как в локальных сетях, так и в глобальных сетях с низкоскоростными каналами. Поэтому стек TCP/IP гораздо реже пользуется широковещательными сообщениями - в основном только тогда, когда это крайне необходимо. Это гарантирует стеку TCP/IP приемлемый уровень широковещательности даже на низкоскоростных каналах, в то время как в сетях NetWare уровень широковещательности на глобальных каналах может достигать нежелательной цифры в 20%.
Превышение широковещательным трафиком уровня более 20% называется широковещательным штормом (bradcaststorm). Это явление крайне нежелательно, так как приводит к возрастанию коэффициента использования сети, а, следовательно, и к резкому увеличению времени ожидания доступа.
19.9.4. Поддержка широковещательного трафика на сетевом уровне
Как уже было сказано, мосты и коммутаторы не изолируют сегменты сетей, подключенных к портам, от широковещательного трафика канальных протоколов. Это может создавать проблемы для больших сетей, так как широковещательный шторм будет "затапливать" всю сеть и блокировать нормальную работу узлов. Надежной преградой на пути широковещательного шторма являются маршрутизаторы.
Принципы работы маршрутизатора не требуют от него обязательной передачи кадров с широковещательным адресом через все порты. Маршрутизатор при принятии решения о продвижении кадра руководствуется информацией заголовка не канального уровня, а сетевого. Поэтому широковещательные адреса канального уровня маршрутизаторами просто игнорируются. На сетевом уровне также существует понятие широковещательного адреса, но этот адрес имеет ограниченное действие - пакеты с этим адресом должны быть доставлены всем узлам, но только в пределах одной сети. В силу этого такие адреса называются ограниченными широковещательными адресами (limited broadcast). По таким правилам работают наиболее популярные протоколы сетевого уровня IP и IPX.
Однако, для нормальной работы сети часто оказывается желательной возможность широковещательной передачи пакетов некоторого типа в пределах всей составной сети. Например, пакеты протокола объявления сервисов SAP в сетях NetWare требуется передавать и между сетями, соединенными маршрутизаторами, для того, чтобы клиенты могли обращаться к серверам, находящимся в других сетях. Именно так работает программное обеспечение маршрутизации, реализованное компанией Novell в ОС NetWare. Для поддержания этого свойства практически все производители аппаратных маршрутизаторов также обеспечивают широковещательную передачу трафика SAP.
Подобные исключения делаются не только для протокола SAP, но и для многих других служебных протоколов, выполняющих функции автоматического поиска сервисов в сети или же другие не менее полезные функции, упрощающие работу сети.
Ниже описаны наиболее популярные в локальных сетях протоколы, порождающие широковещательный трафик.