Дополнительные функции коммутаторов

Коммутатор представляет собой сложное устройство, имеющее один или не­сколько процессорных модулей и, естественно, может выполнять, помимо основ­ной задачи по передаче кадров с порта на порт, некоторые дополнительные функции. К ним относятся:

• Трансляция протоколов канального уровня;

• Поддержка протокола Spanning Tree;

• Фильтрация кадров;

• Использование различных классов сервиса;

• Поддержка виртуальных сетей.

Коммутаторы могут выполнять трансляцию одного протокола канального уровня в другой, например, Ethernet в FDDI, Fast Ethernet в Token Ring и т. д. При этом они работают по тем же алгоритмам, что и транслирующие мосты, то есть в соответствии со спецификациями преобразования полей кадров разных протоколов (RFC 1042, IEEE 802.1H).

Многие коммутаторы наряду со стандартной фильтрацией в соответствии с адресной таблицей позволяют администраторам задавать дополнительные усло­вия фильтрации кадров. Пользовательские фильтры предназначены для созда­ния дополнительных «барьеров», которые ограничивают доступ определенных пользователей к некоторым сервисам сети.

Использование классов сервиса позволяет администратору назначить различ­ным типам кадров приоритеты их обработки. При этом коммутатор поддерживает несколько очередей необработанных кадров, а сами очереди могут иметь различные приоритеты. Так как не все протоколы канального уровня поддерживают механизм определения приоритета кадра, разработан метод приписывания приоритетов пор­там коммутатора. При таком подходе коммутатор помещает кадр в очередь с опре­деленным приоритетом в зависимости от того, через какой порт поступил этот кадр. Более гибким является назначение приоритетов МАС-адресам узлов.

Коммутатор позволяет локализовать потоки информации в сети и управлять ими, то есть создавать и поддерживать особые условия фильтрации. Одним из очень популярных видов специальных фильтров являются фильтры, создающие виртуальные сети. Виртуальной сетью (в этом контексте) называется группа узлов в сети, трафик которой, в том числе и широковещательный, полностью изолирован от других узлов сети.

Внутри виртуальной сети кадры передаются по технологии коммутации, а для передачи кадров между виртуальными сетями могут применяться маршру­тизаторы. При использовании виртуальных сетей с коммутаторами одновремен­но решаются две задачи:

• Повышение производительности виртуальной сети, так как коммутатор передает кадры только узлу назначения (это возможно, если узлы подклю­чаются непосредственно к портам коммутатора);

• Изоляция виртуальных сетей друг от друга для управления правами до­ступа пользователей и создания защитных барьеров на пути широковеща­тельных «штормов».

Одним из методов построения виртуальной сети является логическое соеди­нение портов коммутатора. Например, можно все нечетные порты коммутатора приписать к одной виртуальной сети, а все четные — к другой. В результате все рабочие станции, подключенные к нечетным портам, окажутся в одной вирту­альной сети, а подключенные к четным портам — в другой, так что они будут изолированы друг от друга. Недостаток такого метода организации виртуальной сети состоит в том, что все станции, подключенные к одному и тому же порту, неизбежно будут принадлежать к одной и той же виртуальной сети.

Другой метод построения виртуальной сети использует МАС-адреса подсое­диненных устройств. При этом компьютер пользователя может подключаться к любому порту коммутатора, а коммутатор автоматически определит принадлеж­ность этого пользователя к той или иной виртуальной сети на основе МАС-ад­реса. Такой метод позволяет разделять пользователей, даже подключенных к одному порту коммутатора, по разным виртуальным сетям.

При всем разнообразии структурных схем сетей, построенных на коммутато­рах, в них используются всего две базовые схемы: стянутая в точку магистраль и распределенная магистраль.

Стянутая в точку магистраль получила свое название из-за того, что внутрен­няя магистраль коммутатора объединяет все компоненты такой сети. Преиму­щество такой схемы — высокая производительность внутренней магистрали (до нескольких Гбит/с). Еще одним достоинством такой схемы является ее незави­симость от протоколов сетевого уровня эталонной модели OSI.

При необходимости распространения сети по большой территории можно воспользоваться другой базовой схемой — сетью с распределенной магистралью. Примером сети с распределенной магистралью служит двойное кольцо FDDI, к которому подключены коммутаторы сетей рабочих групп. Сеть с распределен­ной магистралью упрощает связь между рабочими группами, сокращает стои­мость кабельной системы и допускает разнесение узлов на большие расстояния. Недостатком является существенно меньшая скорость по сравнению с сетью со стянутой в точку магистралью.

По конструктивному исполнению коммутаторы делятся на три группы:

• Автономные коммутаторы с фиксированным количеством портов;

• Модульные коммутаторы на основе шасси;

• Коммутаторы с фиксированным количеством портов, собираемые в стек.

Коммутаторы первой группы обычно предназначены для небольших рабочих групп.

Модульные коммутаторы на основе шасси чаще всего используются на ма­гистрали сети. Модули такого коммутатора допускают замену блоков без вы­ключения коммутатора.

Стековые коммутаторы представляют собой множество коммутаторов, кото­рые могут работать автономно, так как выполнены в отдельных корпусах, но имеют специальный интерфейс (высокоскоростную шину), который позволяет объединить их в одну систему — единый коммутатор.