- •3.4.2. Маркерный метод доступа к разделяемой среде
- •3.4.3. Форматы кадров Token Ring
- •Кадр данных и прерывающая последовательность
- •Приоритетный доступ к кольцу
- •3.4.4. Физический уровень технологии Token Ring
- •3.5. Технология fddi
- •3.5.1. Основные характеристики технологии
- •3.5.2. Особенности метода доступа fddi
- •3.5.3. Отказоустойчивость технологии fddi
- •3.5.4. Физический уровень технологии fddi
- •3.5.5. Сравнение fddi с технологиями Ethernet и Token Ring
- •3.6. Fast Ethernet и lOovg-AnyLan как развитие технологии Ethernet
- •3.6.1. Физический уровень технологии Fast Ethernet
- •Физический уровень 100Base-fx - многомодовое оптоволокно, два волокна
- •Физический уровень 100Base-tx — витая пара utp Cat 5 или stp Type 1, две пары.
- •Физический уровень 100Base-t4 — витая пара utp Cat 3, четыре пары
- •1.6.2. Правила построения сегментов Fast Ethernet: при использовании повторителей
- •Ограничения длин сегментов dte-dte
- •3.6.3. Особенности технологии 100vg-AnyLan
- •3.7. Высокоскоростная технология Gigabit Ethernet
- •3.7.1. Общая характеристика стандарта
- •1.7.2. Средства обеспечения диаметра сети в 200 м на разделяемой среде
- •3.7.3. Спецификации физической среды стандарта 802.3z
- •Многомодовый кабель
- •Одномодовый кабель
- •Твинаксиальный кабель
- •13.7.4. Gigabit Ethernet на витой паре категории 5
- •Вопросы и упражнения
- •4.1. Структурированная кабельная система
- •4.1.1. Иерархия в кабельной системе
- •4.1.2. Выбор типа кабеля для горизонтальных подсистем
- •4.1.З. Выбор типа кабеля для вертикальных подсистем
- •4.1.4. Выбор типа кабеля для подсистемы кампуса
- •4.2. Концентраторы и сетевые адаптеры
- •4.2.1. Сетевые адаптеры Функции и характеристики сетевых адаптеров
- •Классификация сетевых адаптеров
- •4.2.2. Концентраторы Основные и дополнительные функции концентраторов
- •Поддержка резервных связей
- •Защита от несанкционированного доступа
- •Многосегментные концентраторы
- •Конструктивное исполнение концентраторов
- •4.3. Логическая структуризация сети с помощью мостов и коммутаторов
- •4.3.1. Причины логической структуризации локальных сетей Ограничения сети, построенной на общей разделяемой среде
- •Преимущества логической структуризации сети
- •Структуризация с помощью мостов и коммутаторов
- •4.3.2. Принципы работы мостов Алгоритм работы прозрачного моста
- •Мосты с маршрутизацией от источника
- •Ограничения топологии сети, построенной на мостах
- •4.3.3. Коммутаторы локальных сетей
- •4.3.4. Полнодуплексные протоколы локальных сетей Изменения в работе мас-уровня при полнодуплексной работе
- •4.3.5. Управления потоком кадров при полудуплексной работе
- •4.4 Техническая реализация и дополнительные функции коммутаторов
- •4.4.1. Особенности технической реализации коммутаторов
- •Коммутаторы на основе коммутационной матрицы
- •Коммутаторы с общей шиной
- •Коммутаторы с разделяемой памятью
- •Минированные коммутаторы
- •Конструктивное исполнение коммутаторов
- •4.4.2. Характеристики, влияющие на производительность коммутаторов
- •Коммутация «на лету» или с буферизацией
- •Размер адресной таблицы
- •Объем буфера кадров
- •4.4.3. Дополнительные функции коммутаторов
- •Трансляция протоколов канального уровня
- •Возможности коммутаторов по фильтрации трафика
- •Приоритетная обработка кадров
- •4.4.4. Виртуальные локальные сети
- •4.4.5. Типовые схемы применения коммутаторов в локальных сетях Сочетание коммутаторов и концентраторов
- •Стянутая в точку магистраль на коммутаторе
- •Распределенная магистраль на коммутаторах
- •Сетевой уровень как средство построения больших сетей
- •5.1.Принципы объединения сетей на основе протоколов сетевого уровня
- •5.I. Ограничения мостов и коммутаторов
- •5.1.2. Понятие internetworking
- •5.1.3. Принципы маршрутизации
- •5.1.4. Протоколы маршрутизации
- •5.1.5. Функции маршрутизатора
- •Уровень интерфейсов
- •Уровень сетевого протокола
- •Уровень протоколов маршрутизации
- •5.1.6. Реализация межсетевого взаимодействия средствами tcp/ip
- •Уровень межсетевого взаимодействия
- •Основной уровень
- •Прикладной уровень
- •Уровень сетевых интерфейсов
- •5.2. Адресация в ip-сетях
- •5.2.1. Типы адресов стека tcp/ip
- •5.2.2. Классы ip-адресов
- •5.2.3. Особые ip-адреса
- •5.2.4. Использование масок в ip-адресации
- •5.2.5. Порядок распределения ip-адресов
- •5.2.6. Автоматизация процесса назначения ip-адресов
- •5.2.7. Отображение ip-адресов на локальные адреса
- •5.2.8. Отображение доменных имен на ip-адреса Организация доменов и доменных имен
- •5.3. Протокол ip
- •5.3.1. Основные функции протокола ip
- •5.3.2. Структура ip-пакета
- •5.3.3. Таблицы маршрутизации в ip-сетях
- •Примеры таблиц различных типов маршрутизаторов
- •Назначение полей таблицы маршрутизации
- •Источники и типы записей в таблице маршрутизации
- •5.3.4. Маршрутизация без использования масок
- •5.3.5. Маршрутизация с использованием масок Использование масок для структуризации сети 1
- •Использование масок переменной длины
- •5.3.6. Фрагментация ip-пакетов
- •5.3.7. Протокол надежной доставки tcp-сообщений
- •Сегменты и потоки
- •Соединения
- •5.4 Протоколы маршрутизации в ip-сетях
- •5.4.1. Внутренние и внешние протоколы маршрутизации Internet
- •5.4.2. Дистанционно-векторный протокол rip Построение таблицы маршрутизации
- •Этап 1 — создание минимальных таблиц
- •Этап 2 — рассылка минимальных таблиц соседям
- •5.4.3. Протокол «состояния связей» ospf
Коммутация «на лету» или с буферизацией
На производительности коммутатора сказывается способ передачи пакетов — «на лету» или с буферизацией. Коммутаторы, передающие пакеты «на лету», вносят меньшие задержки передачи кадров на каждом промежуточном коммутаторе, поэтому общее уменьшение задержки доставки данных может быть значительным, что важно для мультимедийного трафика. Кроме того, выбранный способ коммутации оказывает влияние на возможности реализации некоторых полезных дополнительных функций, например трансляцию протоколов канального уровня. В табл. 4.2 дается сравнение возможностей двух способов коммутации.
Таблица 4.2. Возможности коммутаторов при коммутации «на лету» и с полной буферизацией
Функция |
На лету |
С буферизацией |
Защита от плохих кадров |
Нет |
Да |
Поддержка разнородных сетей (Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM) |
Нет |
Да |
Задержка передачи пакетов |
Низкая (5-40 мкс) при низкой нагрузке, средняя при высокой нагрузке |
Средняя при любой нагрузке |
Поддержка резервных связей |
Нет |
Да |
Функция анализа трафика |
Нет |
Да |
Средняя величина задержки коммутаторов, работающих «на лету», при высокой нагрузке объясняется тем, что в этом случае выходной порт часто бывает занят приемом другого пакета, поэтому вновь поступивший пакет для данного порта все равно приходится буферизовать.
Коммутатор, работающий «на лету», может выполнять проверку некорректности передаваемых кадров, но не может изъять плохой кадр из сети, так как часть его байт (и, как правило, большая часть) уже переданы в сеть.
Так как каждый способ имеет свои достоинства и недостатки, в тех моделях коммутаторов, которым н нужно транслировать протоколы, иногда применяется механизм адаптивной смены режима работы коммутатора. Основной режим такого коммутатора — коммутация «на лету», но коммутатор постоянно контролирует трафик и при превышении интенсивности появления плохих кадров некоторого порога переходит на режим полной буферизации. Затем коммутатор может вернуться к коммутации «на лету».
Размер адресной таблицы
Максимальная емкость адресной таблицы определяет предельное количество МАС-адресов, с которыми может одновременно оперировать коммутатор. Так как коммутаторы чаще всего используют для выполнения операций каждого порта выделенный процессорный блок со своей памятью для хранения экземпляра адресной таблицы, но размер адресной таблицы для коммутаторов обычно приводится в расчете на один порт. Экземпляры адресной таблицы разных процессорных модулей не обязательно содержат одну и ту же адресную информацию — скорее всего, повторяющихся адресов будет не так много, если только распределение трафика каждого порта между остальными портами не полностью равновероятно. Каждый порт хранит только те наборы адресов, с которыми он работал в последнее время.
Значение максимального числа MAC-адресов, которое может запомнить процессор порта, зависит от области применения коммутатора. Коммутаторы рабочих групп обычно поддерживают всего несколько адресов на порт, так как они преднозначены для образования микросегментов. Коммутаторы отделов должны поддерживать несколько сотен адресов, а коммутаторы магистралей сетей — до нескольких тысяч, обычно 4000-8000 адресов.
Недостаточная емкость адресной таблицы может служить причиной замедления работы коммутатора и засорения сети избыточным трафиком. Если адресная таблица процессора порта полностью заполнена, а он встречает новый адрес источника в поступившем пакете, процессор должен вытеснить из таблицы какой-либо старый адрес и поместить на его место новый. Эта операция сама по себе отнимет у процессора часть времени, но главные потери производительности будут наблюдаться при поступлении кадра с адресом назначения, который пришлось удалить из адресной таблицы. Так как адрес назначения кадра неизвестен, то коммутатор должен передать этот кадр на все остальные порты. Эта операция будет создавать лишнюю работу для многих процессоров портов, кроме того, копии этого кадра будут попадать и на те сегменты сети, где они совсем не обязательны.
Некоторые производители коммутаторов решают эту проблему за счет изменения алгоритма обработки кадров с неизвестным адресом назначения. Один из портов коммутатора конфигурируется как магистральный порт, на который по умолчанию передаются все кадры с неизвестным адресом. В маршрутизаторах такой прием применяется давно, позволяя сократить размеры адресных таблиц в сетях, организованных по иерархическому принципу.
Передача кадра на магистральный порт производится в расчете на то, что этот порт подключен к вышестоящему коммутатору при иерархическом соединении коммутаторов в крупной сети, который имеет достаточную емкость адресной таблицы и знает, куда нужно передать любой кадр.