Ограничения коммутаторов

Применение коммутаторов позволяет преодолеть ограничения, свойственные сетям С Р'с деляемой средой. Коммутируемые локальные сети могут покрывать значительные терр тории, плавно переходя в сети мегаполисов; они могут состоять из сегментов различи пропускной способности, образуя сети с очень высокой производительностью; они мог использовать альтернативные маршруты для повышения надежности и производите;] ности. Однако построение сложных сетей без маршрутизаторов, а только на основе ко мутаторов имеет существенные ограничения.

□Серьезные ограничения по-прежнему накладываются на топологию коммутируем! локальной сети. Требование отсутствия петель преодолевается с помощью техниі STP/RSTP/MSTP и агрегирования каналов лишь частично. Действительно, STP не п зволяет задействовать все альтернативные маршруты для передачи пользовательско трафика, а агрегирование каналов разрешает так делать только на участке сети меж, двумя соседними коммутаторами. Подобные ограничения не позволяют применя многие эффективные топологии, пригодные для передачи трафика.

□Логические сегменты сети, расположенные между коммутаторами, слабо изолиров ны друг от друга, а именно —не защищены от так называемых широковещательні штормов. Использование же механизма виртуальных сетей, реализованного во мноп коммутаторах, хотя и позволяет достаточно гибко создавать изолированные по трафи группы станций, при этом изолирует их полностью, то есть так, что узлы одной вирт альной сети не могут взаимодействовать с узлами другой виртуальной сети.

□В сетях, построенных на основе мостов и коммутаторов, достаточно сложнорешает задача фильтрации трафика на основе данных, содержащихся в пакете. В таких сет. фильтрация выполняется только с помощью пользовательских фильтров, для создан) которых администратору приходится иметь дело с двоичным представлением соде жимого пакетов.

□Реализация транспортной подсистемы только средствами физического и канально уровней приводит к недостаточно гибкой одноуровневой системе адресации: в качест адреса назначения используется МАС-адрес, жестко связанный с сетевым адаптеро

□У коммутаторов ограничены возможности по трансляции протоколов при создании г терогенной сети. Они не могут транслировать протоколы WAN в протоколы LAN изразличий в системе адресации этих сетей, а также различных значений максимально размера поля данных.

Наличие серьезных ограничений у протоколов канального уровня показывает, что п строение на основе средств этого уровня больших неоднородных сетей является весы проблематичным. Естественное решение в этих случаях —привлечение средств бол высокого сетевого уровня.

Пример коммутируемой сети завода можно найти на сайте www.olifer.co.uk в разделе «Коммутируе­ мые сети».

Выводы

Для автоматического поддержания в сложных сетях резервных связей в коммутаторах реализует­ ся алгоритм покрывающего дерева. Этот алгоритм описан в документе IEEE 802.1D и основан на периодической обмене коммутаторов специальными кадрами, с помощью которых выявляются и блокируются петлевидные связи в сети.

Протокол STAнаходит конфигурацию покрывающегодерева за три этапа. На первом этапе опреде­ ляется корневой коммутатор, на втором — корневые порты, на третьем — назначенные порты сегментов.

Недостатком протокола STA 802.1D является сравнительно большое время установления новой активной конфигурации — около 50 с. Новый стандарт RSTP устраняет этот недостаток за счет предварительного выбора портов-дублеров для корневых и назначенных портов, а также введения некоторыхдругих новых механизмов.

Агрегирование нескольких физических каналов в один логический является одной из форм ис­ пользования нескольких активных альтернативных маршрутов в локальных сетях на коммутаторах. Агрегирование каналов повышает как производительность, так и надежность сети.

Агрегированный канал может быть образован не только между двумя соседними коммутаторами, но и распределяться между портами нескольких коммутаторов. Для автоматического уведомления о принадлежности физического порта определенному агрегированному порту разработан протокол LCAP.

Технология виртуальных локальных сетей (VLAN) позволяет в сети, построенной на коммутаторах, программным путем создать изолированные группы конечных узлов, между которыми отсутствует любой трафик, в том числе широковещательный.

КонфигурированиеVLAN обычно ведется путем группирования портов или МАС-адресов.

Для построение виртуальной локальной сети на основе нескольких коммутаторов желательно по­ мечать передаваемые кадры специальной меткой — тегом, идентифицирующем номер сети, кото­ рой принадлежит отправитель кадра. Стандартный формат тега VLAN определен в спецификации 802.1Q.

Протокол MSTP позволяет организовать в сети отдельные покрывающие деревья для виртуальных локальных сетей.

Коммутаторы LAN поддерживают многие механизмы QoS: классификацию и профилирование тра­ фика, приоритетные и взвешенные очереди, резервирование пропускной способности.

Вопросы и задания

1.Для какой цели используется алгоритм покрывающего дерева? Варианты ответов: а) для автоматического построения связной топологии без петель; б) для защиты мостов от широковещательного шторма;

в) для автоматического перехода на резервные связи при отказе узлов или основных линий связи сети.

2.Каждый ли коммутатор, участвующий в построении покрывающего дерева, имеет кор­ невой порт?

3.Какой порт называется назначенным?

а) имеющий минимальное расстояние до корневого коммутатора среди всех портов, которые подключены к данному сегменту;

б) имеющий минимальное расстояние до корневого коммутатора среди всех портов данного коммутатора.

4.Может ли администратор влиять на выбор корневого коммутатора?

5.Каким образом коммутаторы решают, что выбор активной топологии завершен?

6. За счет каких усовершенствований протокол RSTP работает быстрее протокола STP? Варианты ответов:

а) применение более быстрых процессоров коммутаторов;

б) исключение тупиковых портов из процесса выбора корневых и назначенных пор­ тов;

в) выбор портов-дублеров для корневых и назначенных портов; г) введение процедуры подтверждения новой роли назначенного порта.

7. Как взаимодействуют алгоритмы покрывающего дерева и агрегирования каналов?

8. В чем заключаются недостатки динамического способа выбора порта транка? Вари­ анты ответов:

а) неравномерная загрузка портов транка; б) нарушение порядка следования кадров, принадлежащих одному потоку; в) возможность потери кадров.

9.Преимуществами разбиения локальной сети на VLAN являются: а) локализация широковещательного трафика; б) повышение безопасности сети; в) улучшение управляемости сети;

г) уменьшение объема ручного конфигурирования коммутаторов.

10.Каким образом можно объединить несколько виртуальных локальных сетей? Вари­ анты ответов:

а) приписать их к одному и тому же транку;

б) сделать какой-либо конечный узел членом объединяемых сетей VLAN; в) объединить VLAN с помощью маршрутизатора.

11.Укажите способы образования VLAN: а) блокировка портов; б) группирование портов;

в) группирование МАС-адресов;

г) использование тегов стандарта IEEE 802.1Q.

12.Почему группирование портов плохо работает в сети, построенной на нескольки коммутаторах?

13.Можно ли одновременно использовать группирование портов и стандарт IEE 802.1Q?

14.Должен ли алгоритм докрывающего дерева учитывать наличие в сети VLAN?