Opća klasifikacija prekidača

Kompjuter Mreža je grupa računara međusobno povezanih komunikacijskim kanalom. Kanal osigurava razmjenu podataka unutar mreže, odnosno razmjenu podataka između računara date grupe. Mreža se može sastojati od dva ili tri računara, ili može ujediniti nekoliko hiljada računara. Fizički, razmjena podataka između računala može se vršiti preko posebnog kabla, optičkog kabla ili preko upredeni par.

Mrežni hardver i hardversko-softver pomažu u povezivanju računara u mrežu i osiguravaju njihovu interakciju. Ova sredstva se mogu podijeliti na sledeće grupe prema njihovoj osnovnoj funkcionalnoj namjeni:

Pasivna mrežna oprema koja povezuje konektore, kablove, patch kablove, patch panele, telekomunikacione utičnice, itd.;

Konvertori/adapteri aktivne mrežne opreme, modemi, repetitori, mostovi, prekidači, ruteri itd.

Trenutno se razvoj računarskih mreža odvija u sledećim oblastima:

Povećanje brzine;

Implementacija segmentacije zasnovane na prebacivanju;

Povezivanje mreža pomoću rutiranja.

Layer 2 Switching

Uzimajući u obzir svojstva drugog sloja ISO/OSI referentnog modela i njegovu klasičnu definiciju, možemo vidjeti da ovom nivou pripada glavnom udjelu imovine koja putuje na posao.

Sloj veze podataka osigurava pouzdan prijenos podataka preko fizičkog kanala. Posebno se bavi pitanjima fizičkog adresiranja (za razliku od mrežnog ili logičkog adresiranja), topologije mreže, discipline linija (kako krajnji sistem treba da koristi mrežnu vezu), obaveštenja o greškama, redosleda blokova podataka i kontrole toka informacija.

Zapravo, funkcionalnost definirana slojem OSI veze podataka služi kao platforma za neke od najmoćnijih tehnologija današnjice. Važnost Layer 2 funkcionalnosti je naglašena činjenicom da proizvođači hardvera nastavljaju da ulažu velika sredstva u razvoj uređaja sa takvom funkcionalnošću, odnosno prekidača.

Layer 3 switching

Prebacivanje sloja 3? Ovo je hardversko rutiranje. Tradicionalni ruteri implementiraju svoje funkcije koristeći softverski kontrolirane procesore, koje ćemo nazvati softverskim usmjeravanjem. Tradicionalni ruteri obično prosleđuju pakete brzinom od oko 500.000 paketa u sekundi. Prekidači Layer 3 danas rade pri brzinama do 50 miliona paketa u sekundi. Moguće ga je i dodatno povećati, budući da je svaki modul interfejsa, kao i kod prekidača drugog nivoa, opremljen sopstvenim procesorom za prosleđivanje paketa baziranim na ASIC-u. Dakle, povećanje broja modula dovodi do povećanja performansi rutiranja. Upotreba tehnologija velike brzine Velika prilagođena integrirana kola (ASIC) jesu glavna karakteristikašto razlikuje Layer 3 switcheve od tradicionalnih rutera.

Prekidač je uređaj koji radi na drugom/trećem nivou ISO/OSI referentnog modela i dizajniran je da kombinuje mrežne segmente koji rade na istom protokolu sloja veze/mreža. Prekidač usmjerava promet kroz samo jedan port koji je potreban da stigne do odredišta.

Slika (vidi sliku 1) prikazuje klasifikaciju prekidača prema mogućnostima upravljanja iu skladu sa referentni model ISO/OSI.

Slika 1 Klasifikacija prekidača

Pogledajmo bliže svrhu i mogućnosti svake vrste prekidača.

Neupravljani prekidač? Ovo je uređaj dizajniran za povezivanje nekoliko čvorova računarsku mrežu unutar jednog ili više segmenata mreže. On prenosi podatke samo direktno primaocu, sa izuzetkom emitovanog saobraćaja do svih mrežnih čvorova. Neupravljani prekidač ne može obavljati nikakve druge funkcije.

Upravljani prekidači su složeniji uređaji koji vam omogućavaju obavljanje skupa funkcija drugog i trećeg nivoa ISO/OSI modela. Njima se može upravljati putem web interfejsa, komandna linija preko konzolnog porta ili daljinski preko SSH-a, kao i korištenjem SNMP protokola.

Konfigurabilni prekidači pružaju korisnicima mogućnost da konfigurišu specifične postavke koristeći jednostavne uslužne programe za upravljanje, Web interfejs, pojednostavljeni interfejs komandne linije i SNMP.

Prekidači sloja 2 analiziraju dolazne okvire, odlučuju o njihovom daljem prijenosu i prosljeđuju ih odredištima na osnovu MAC adresa OSI sloja veze. Glavna prednost Layer 2 prekidača je transparentnost prema protokolima gornjeg sloja. Pošto prekidač radi na sloju 2, ne treba analizirati informacije iz gornjih slojeva OSI modela.

Prekidači sloja 3 vrše prebacivanje i filtriranje na osnovu adresa slojeva veze (sloj 2) i mreže (sloj 3) OSI modela. Takvi prekidači dinamički odlučuju hoće li se prebaciti (sloj 2) ili usmjeriti (sloj 3) dolazni promet. Prekidači sloja 3 vrše prebacivanje unutar radna grupa i usmjeravanje između različitih podmreža ili virtualnih lokalnih mreža (VLAN).

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

1. Classify Switchs o tehnološkoj implementaciji

LAN prekidači dolaze u širokom rasponu karakteristika i cijena.

Jedan od razloga za tako velike razlike je to što se one namjeravaju riješiti razne klase zadataka. High-end prekidači bi trebali osigurati Visoke performanse i gustoću portova i podržavaju širok spektar funkcija upravljanja. A prekidači niže klase obično imaju mali broj portova i nisu u mogućnosti da podrže funkcije upravljanja.

Jedna od glavnih razlika je arhitektura koja se koristi u prekidaču:

1. Zasnovano na matrici prebacivanja (poprečna šipka);

2. Sa zajedničkom multi-input memorijom (zajednička memorija);

3. Zasnovano na uobičajenom brzom autobusu.

Često se ove tri metode komunikacije kombinuju u jednom prekidaču.

2. Klasificirajte prekidače prema dizajnu

1. Samostalni prekidači sa fiksnim brojem portova;

2. Modularni prekidači zasnovani na šasiji;

3. Prekidači sa fiksnim brojem portova, sastavljeni u stek.

3. Razvrstajprekidači po radnom nivou

U zavisnosti od nivoa na kojem prekidač radi, komutacija se deli na uključivanje 2., 3. i 4. nivoa.

1. Layer 2 switching - hardver. Postoje 2 glavna razloga za korišćenje prekidača Layer 2 - segmentacija mreže i agregacija radne grupe;

2. Layer 3 switching - odluke se donose na osnovu informacija mrežnog sloja, a ne na osnovu MAC adresa. Glavna svrha komutacije sloja 3 je postizanje brzine prebacivanja sloja 2 i skalabilnosti rutiranja;

3. Layer 4 switching - odluka o prenosu paketa se zasniva ne samo na MAC ili IP adresama, već i na parametrima Layer 4, kao što je broj TCP/UDP porta.

4. Dajte odličanPrebacite vezu sa čvorišta

1. Skalabilnost mreže – U mreži izgrađenoj na čvorištima, propusni opseg se dijeli, čime se ograničava propusnost svakog čvora i otežava razvoj mreže bez gubitka performansi.

2. Latencija - vrijeme potrebno da paket stigne na odredište. Budući da svaki čvor u mreži izgrađen na čvorištima mora čekati mogućnost prijenosa podataka kako bi se izbjegle kolizije, kašnjenje se može značajno povećati kako se broj čvorova u mreži povećava.

Jednostavna zamjena čvorišta prekidačima može dramatično poboljšati efikasnost lokalne mreže, nije potrebna zamjena

kabliranje ili mrežni adapteri. Prekidači dijele mrežu na zasebne logičke segmente, stvarajući odvojene kolizione domene male veličine na svakom portu. Podjela velike mreže na nekoliko autonomnih segmenata pomoću prekidača ima nekoliko prednosti:

1. Pošto se samo dio saobraćaja preusmjerava, svičevi smanjuju promet koji primaju uređaji u svim segmentima mreže;

2. Svi čvorovi povezani na čvorište dijele cjelokupni propusni opseg. Prekidači obezbeđuju svakom čvoru (ako je direktno povezan na port komutatora) odvojeni propusni opseg, čime se smanjuje verovatnoća kolizija u segmentima mreže.

Na primjer, ako je 10 uređaja povezano na čvorište od 10 Mbps, tada će svaki čvor dobiti protok manji od 1 Mbps (10/N Mbps, gdje je N broj radnih stanica), čak i ako svi uređaji ne prenose podatke. Ako instalirate prekidač umjesto čvorišta, tada će svaki čvor moći raditi brzinom od 10 Mbit/s.

5. Navedite glavne karakteristike prekidača koje utiču na performanse

Glavni pokazatelji prekidača koji karakteriziraju njegove performanse su:

1. Brzina filtriranja okvira;

2. Brzina napredovanja kadrova;

3. Bandwidth;

4. Kašnjenje prijenosa okvira.

Osim toga, postoji nekoliko karakteristika prekidača koje imaju najveći utjecaj na ove specifikacije performansi. To uključuje:

1. Veličina tabele internih adresa.

2. Veličina bafera okvira.

3. Tip prebacivanja - „u hodu“ ili sa međuskladištem.

4. Performanse interne magistrale.

5. Performanse procesora ili procesora.

6. Opišite glavne tipove veza na upravljane prekidače

Prije nego počnete konfigurirati prekidač, morate uspostaviti fizičku vezu između prekidača i radne stanice. Postoje dvije vrste kablova koji se koriste za upravljanje prekidačem. Prvi tip je preko konzolnog porta (ako ga uređaj ima), drugi je preko Ethernet porta (preko Telnet protokola ili preko Web interfejsa).

Na primjer, D-Link upravljani prekidači imaju konzolni port koji se povezuje na serijski port računara pomoću priloženog RS-232 kabla. Konzola se ponekad naziva ` Van- of- Band"veza. To znači da konzola koristi drugu mrežna veza kolo (ne koristi propusni opseg Ethernet portova). Može se koristiti za instaliranje i upravljanje prekidačem čak i kada nema mrežne veze.

7. Opišite glavne tri vrsteVLAN

Prekidači vam omogućavaju implementaciju tri tipa VLAN-a:

1. VLAN baziran na portovima.

2. VLAN baziran na MAC adresama.

3. VLAN baziran na tagovima u dodatnom polju okvira (IEEE 802.1q standard).

8 . četTaggedjedan odVLAN:

Označavanje(Označavanje paketa) -proces dodavanja informacija o članstvu u 802.1q VLAN-u u zaglavlje okvira. Portovi na kojima je omogućeno označavanje paketa mogu u zaglavlja svih poslatih paketa dodati VID broj, informacije o prioritetu itd. Ako paket stigne na već označeni port, onda se ovaj paket ne mijenja i tako se sve informacije o VLAN-u čuvaju tokom prosljeđivanje. Označavanje paketa se prvenstveno koristi za prosljeđivanje paketa između uređaja koji podržavaju 802.1q VLAN standard.

9 . četo se dešava paketu koji pogodi portUntaggedjedan odVLAN

· Untagging -Proces izdvajanja 802.1q VLAN informacija iz zaglavlja paketa. Portovi na kojima je ova funkcija omogućena izdvajaju sve informacije vezane za VLAN iz zaglavlja i dolaznih i odlaznih paketa koji prolaze kroz port. Ako paket ne sadrži virtuelnu mrežnu oznaku, onda port ne mijenja takav paket. Ova funkcija switch se koristi prilikom prijenosa paketa sa komutatora koji podržavaju standard 802.1q na uređaje koji ne podržavaju ovaj standard.

10 . OnPostoje dva glavna načina za kreiranje pouzdanih komunikacijskih kanala pomoću upravljanih prekidača:

Najčešći je stvaranje redundantnih veza između prekidača na osnovu dvije tehnologije:

1. Redundantni režim, kada jedna od veza funkcioniše, a ostali su u "hot" standby-u da bi se zamenila neuspela veza.

2. Način ravnoteže opterećenja; u ovom slučaju, podaci se prenose paralelno preko svih alternativnih veza. Za implementaciju moda koristi se agregacija portova.

Konsolidacija (agregacija) luka (Port Trunking) - to je ujedinjenoepovezivanje nekoliko fizičkih kanala (Veza Agregacija) u jedno logičko mAgistral.

switch hub komunikacija konstruktivna

11 . KaKoje vrste agregacije komunikacijskih kanala poznajete:

Podržava dvije vrste agregacije veza: statičku i dinamičku.

Uz statičku agregaciju linkova (podešeno prema zadanim postavkama), sva podešavanja na prekidačima se izvode ručno.

Dinamička agregacija veza je bazirana na IEEE 802.3ad specifikaciji, koja koristi protokol kontrole agregacije linkova (LACP) za provjeru konfiguracije veze i usmjeravanje paketa na svaku fizičku vezu. Osim toga, LACP protokol opisuje mehanizam za dodavanje i uklanjanje kanala iz jedne komunikacijske linije. Da biste to učinili, kada se konfiguriše agregirani komunikacioni kanal na prekidačima, odgovarajući portovi jednog prekidača moraju biti konfigurisani kao „aktivni“, a drugi kao „pasivni“. "Aktivni" LACP portovi obrađuju i prosljeđuju svoje kontrolne okvire. Ovo omogućava LACP-omogućenim uređajima da se dogovore o agregatnim postavkama veze i da budu u mogućnosti da dinamički mijenjaju grupu portova, tj. dodati ili isključiti portove iz njega. “Pasivni” portovi ne obrađuju LACP kontrolne okvire.

Standard IEEE 802.3ad primjenjiv je na sve vrste Ethernet kanala, a uz njegovu pomoć možete čak i izgraditi multi-Gigabit komunikacione linije koje se sastoje od nekoliko Gigabit Ethernet kanala.

12 . Onna osnovu koje se bira root switch prilikom konstruisanja stabla prema protokoluSTP:

STP algoritam zahtijeva da se svakom prekidaču dodijeli ID. ID prekidača je 8-bajtno polje koje se sastoji od 2 dijela: prioritet od 2 bajta koji dodjeljuje administrator i 6-bajtna MAC adresa njegove kontrolne jedinice.

Svakom portu je također dodijeljen jedinstveni identifikator unutar sviča, obično njegova MAC adresa. Svakom portu komutatora je dodijeljena cijena rute koja odgovara cijeni prijenosa okvira preko lokalne mreže kroz ovaj port.

Proces izračunavanja razapinjućeg stabla počinje odabirom root switch (root prekidač), od kojeg će biti izgrađeno drvo. AsTOd osnovnog prekidača, bira se prekidač sa najnižom vrijednošćueID broj.(Inicijalno, po defaultu, svi prekidači imaju istu vrijednost prioriteta 32768. U ovom slučaju, korijenski prekidač je određen najnižom MAC adresom.) Ponekad ovaj izbor možda nije racionalan. Za odabir kao root prekidač određeni uređaj(na osnovu strukture mreže), administrator može uticati na izborni proces ručno dodeljivanjem najnižeg ID-a odgovarajućem prekidaču.

Druga faza STP-a je odabir korijenskog porta za svaki od preostalih prekidača na mreži.

Root switch port je port koji ima najkraću udaljenost preko mreže do root prekidača.

Treći korak kako STP radi je određivanje određenih portova.

Svaki segment u komutiranoj mreži ima jedan određeni port. Ovaj port funkcionira kao jedini port na sviču, tj. prima pakete iz segmenta i prosljeđuje ih prema korijenskom prekidaču kroz korijenski port tog prekidača.

Prekidač koji sadrži određeni port za ovaj segmentAzove se određeni prekidač (određen most) ovog segmenta. Određeni port na segmentu ima najkraću udaljenost do korijenskog prekidača među svim portovima povezanim na taj segment.

Segment može imati samo jedan određeni port. Na root switch-u, svi portovi su označeni, a njihova udaljenost do korijena je postavljena na nulu. Root switch nema root port.

Prilikom konstruisanja razapinjućeg stabla, koncept udaljenosti igra važnu ulogu. Ovaj kriterij odabire jedan port koji povezuje svaki prekidač s korijenskim prekidačem i jedan port koji povezuje svaki mrežni segment s korijenskim prekidačem. Svi ostali portovi su stavljeni u stanje pripravnosti, odnosno stanje u kojem ne prenose normalne okvire podataka. Ovim odabirom aktivnih portova u mreži, petlje se eliminišu, a preostale veze formiraju razapinjuće stablo.

Objavljeno na Allbest.ru

Slični dokumenti

Namjena, karakteristike i funkcije prekidača. Redundantne veze i algoritam Spanning Tree. Duplicirane linije (otporan link, LinkSafe). Port Trunking. Virtuelne lokalne mreže. Šeme za korištenje prekidača u lokalnim mrežama.

sažetak, dodan 30.11.2010


Koncept i princip rada prekidača, njihov glavni karakteristične karakteristike sa mostova. Karakteristike prekidača i faktori koji utiču na njihov učinak. Specifične karakteristike blokirajućih i neblokirajućih tipova ovih uređaja.

prezentacija, dodano 26.12.2011


Prekidači lokalne mreže: svrha, princip rada, metode komutacije, karakteristike performansi, filtriranje i brzina kadrova. Klasifikacija rutera, glavne funkcije, specifikacije,mrežni sloj.

kurs, dodan 21.07.2012


Glavne karakteristike diskretnih kanala. Problem njihove optimizacije. Klasifikacija prenosnih kanala diskretne informacije prema raznim kriterijumima. Standardizacija karakteristika kontinuiranih komunikacijskih kanala. Tipovi diskretnih kanalnih sistema prenosa.

test, dodano 01.11.2011


Ciljevi kreiranja i faze projektovanja lokala računarsku mrežu za Federalnu migracionu službu Rusije u Tuapseu, koja je ujedinila 6 spratova i 21 radna stanica. Odabir opreme: Internet centar za povezivanje preko namjenske linije, prekidač, konektor, tip kabla.

kurs, dodan 29.05.2013


Izgradnja i instalacija telekomunikacionog sistema. Praćenje rada opreme, vodova i kanala. Upravljanje podacima stanice i pretplatnika. Održavanje integrisanih mekih prekidača. Popravka oštećenja kablovske mreže.

izvještaj o praksi, dodan 18.01.2015


Razvoj šeme okosnu mrežu prijenos podataka i kola lokalne mreže za razmjenu. Korištenje novih optičkih kanala bez promjena na kablovskoj infrastrukturi. Ugradnja rutera, prekidača, medijskih konvertera, radio mostova u zgradama.

kurs, dodato 23.10.2014


Principi konstruisanja sistema za prenos informacija. Karakteristike signala i komunikacijskih kanala. Metode i metode za implementaciju amplitudske modulacije. Struktura telefonskih i telekomunikacionih mreža. Karakteristike telegrafa, mobilnog i digitalni sistemi komunikacije.

kurs, dodan 29.06.2010


Projekat lokalne računarske mreže za organizaciju smještenu u dvije dvospratne zgrade. Razvoj kablovskih sistema i komponenti. Izbor mrežna oprema, prekidači, telekomunikacioni ormari, računari, serverska oprema.

kurs, dodan 19.03.2014


Klasifikacija dalekovoda prema namjeni. Razlike digitalni kanali od direktnih veza. Osnovni načini prijenosa podataka do centralne procesne stanice. Ethernet za komunikaciju između UVK i DSP i ShNTs radnih stanica. Prijenos podataka u MPC sistemima putem javnih mreža.

Kako odabrati prekidač s obzirom na postojeću raznolikost? Funkcionalnost moderni modeli veoma različita. Možete kupiti ili jednostavan neupravljani prekidač ili višenamjenski upravljani prekidač, koji se ne razlikuje mnogo od punopravnog rutera. Primjer potonjeg je Mikrotik CRS125-24G-1S-2HND-IN iz nove Cloud Router Switch linije. U skladu s tim, cijena takvih modela bit će mnogo veća.

Stoga, pri odabiru prekidača, prije svega, morate odlučiti koje funkcije i parametre modernih prekidača trebate, a za koje ne biste trebali preplatiti. Ali prvo, malo teorije.

Vrste prekidača

Međutim, ako su se prethodno upravljani prekidači razlikovali od neupravljanih, uključujući širi spektar funkcija, sada razlika može biti samo u mogućnosti ili nemogućnosti daljinski upravljač uređaj. Za ostalo - čak i najviše jednostavni modeli Proizvođači dodaju dodatnu funkcionalnost, često povećavajući njihovu cijenu.

Stoga dalje ovog trenutka Klasifikacija prekidača po nivou je informativnija.

Prebacite nivoe

Da bismo odabrali prekidač koji najbolje odgovara našim potrebama, moramo znati njegov nivo. Ova postavka se određuje na osnovu mrežnog modela OSI (prijenos podataka) koji uređaj koristi.

• Uređaji prvi nivo, koristeći fizički prijenos podataka gotovo je nestao sa tržišta. Ako se još neko sjeća čvorišta, onda je ovo samo primjer fizički nivo kada se informacije prenose u kontinuiranom toku.
• Nivo 2. Gotovo svi neupravljani prekidači spadaju u ovu kategoriju. tzv kanal mrežni model. Uređaji dijele dolazne informacije u zasebne pakete (okvire), provjeravaju ih i šalju određenom uređaju primaocu. Osnova za distribuciju informacija u prekidačima drugog nivoa su MAC adrese. Od njih, prekidač kompajlira tabelu adresiranja, pamteći koja MAC adresa odgovara kom portu. Ne razumiju IP adrese.

• Nivo 3. Odabirom takvog prekidača dobijate uređaj koji već radi sa IP adresama. Takođe podržava mnoge druge mogućnosti za rad sa podacima: pretvaranje logičkih adresa u fizičke, mrežni protokoli IPv4, IPv6, IPX itd., pptp, pppoe, vpn i druge veze. na trećem, mreže nivo prijenosa podataka, rade gotovo svi ruteri i najnapredniji dio svičeva.

• Nivo 4. OSI mrežni model koji se ovdje koristi se zove transport. Čak ni svi ruteri nisu objavljeni s podrškom za ovaj model. Distribucija saobraćaja se odvija na inteligentnom nivou - uređaj može raditi sa aplikacijama i, na osnovu zaglavlja paketa podataka, usmjeravati ih na željenu adresu. Pored toga, protokoli transportnog sloja, kao što je TCP, garantuju pouzdanost isporuke paketa, očuvanje određeni niz njihov prijenos i mogu optimizirati promet.

Odaberite prekidač - pročitajte karakteristike

Kako odabrati prekidač na osnovu parametara i funkcija? Pogledajmo šta se podrazumijeva pod nekim od najčešće korištenih simbola u specifikacijama. Osnovni parametri uključuju:

Broj portova. Njihov broj varira od 5 do 48. Prilikom odabira prekidača, bolje je osigurati rezervu za dalje širenje mreže.

Osnovna brzina prenosa podataka. Najčešće vidimo oznaku 10/100/1000 Mbit/s - brzine koje podržava svaki port uređaja. Odnosno, odabrani prekidač može raditi brzinom od 10 Mbit/s, 100 Mbit/s ili 1000 Mbit/s. Postoji dosta modela koji su opremljeni i gigabitnim i 10/100 Mb/s portovima. Većina modernih prekidača radi u skladu sa IEEE 802.3 Nway standardom, automatski otkrivajući brzine portova.

Bandwidth i Interni Bandwidth. Prva vrijednost, koja se također naziva matrica prebacivanja, je maksimalna količina saobraćaja koja se može proći kroz komutator u jedinici vremena. Izračunava se vrlo jednostavno: broj portova x brzina porta x 2 (dupleks). Na primjer, 8-portni gigabitni prekidač ima propusnost od 16 Gbps.
Internu propusnost obično navodi proizvođač i potrebna je samo za poređenje s prethodnom vrijednošću. Ako je deklarirana interna propusnost manja od maksimalne, uređaj se neće dobro nositi s velikim opterećenjem, usporiti i zamrznuti.

Auto MDI/MDI-X detekcija. Ovo je auto-detekcija i podrška za oba standarda po kojima je upredena parica presvučena, bez potrebe za ručnom kontrolom veza.

Slotovi za proširenje. Mogućnost povezivanja dodatnih interfejsa, na primjer, optičkih.

Veličina tabele MAC adresa. Da biste odabrali prekidač, važno je unaprijed izračunati veličinu tablice koja vam je potrebna, po mogućnosti uzimajući u obzir buduće proširenje mreže. Ako u tabeli nema dovoljno unosa, prekidač će upisati nove preko starih, a to će usporiti prenos podataka.

Form factor. Prekidači su dostupni u dva tipa kućišta: desktop/zid i stalak. U potonjem slučaju, standardna veličina uređaja je 19 inča. Specijalne uši za montažu na stalak mogu se ukloniti.

Odabiremo prekidač sa funkcijama koje su nam potrebne za rad s prometom

kontrola protoka ( Kontrola protoka, IEEE 802.3x protokol). Omogućava koordinaciju slanja i prijema podataka između uređaja za slanje i komutatora pod velikim opterećenjem, kako bi se izbjegao gubitak paketa. Ovu funkciju podržava gotovo svaki prekidač.

Jumbo okvir- povećani paketi. Koristi se za brzine od 1 Gbit/sec i više, omogućava vam da ubrzate prijenos podataka smanjenjem broja paketa i vremena za njihovu obradu. Funkcija se nalazi u gotovo svakom prekidaču.

Full-duplex i Half-duplex modovi. Gotovo svi moderni prekidači podržavaju automatsko pregovaranje između poludupleksa i punog dupleksa (prenos podataka samo u jednom smjeru, prijenos podataka u oba smjera u isto vrijeme) kako bi se izbjegli problemi u mreži.

Određivanje prioriteta saobraćaja (IEEE 802.1p standard)- uređaj može identificirati važnije pakete (na primjer, VoIP) i poslati ih prvi. Prilikom odabira prekidača za mrežu u kojoj će značajan dio prometa biti audio ili video, obratite pažnju na ovu funkciju

Podrška VLAN(standardno IEEE 802.1q). VLAN je zgodan alat za razgraničenje pojedinačnih područja: interna mreža preduzeća i mreže zajednička upotreba za klijente, razne odjele itd.

Za osiguranje sigurnosti unutar mreže, kontrolu ili provjeru performansi mrežne opreme, može se koristiti preslikavanje (dupliciranje saobraćaja). Na primjer, sve dolazne informacije šalju se na jedan port radi provjere ili snimanja od strane određenog softvera.

Port Forwarding. Ova funkcija će vam možda trebati za postavljanje servera s pristupom Internetu ili za igre na mreži.

Zaštita petlje - STP i LBD funkcije. Posebno je važno pri odabiru neupravljanih prekidača. Gotovo je nemoguće otkriti formiranu petlju u njima - zapetljani dio mreže, uzrok mnogih grešaka i zamrzavanja. LoopBack Detection automatski blokira port na kojem je došlo do petlje. STP protokol (IEEE 802.1d) i njegovi napredniji potomci - IEEE 802.1w, IEEE 802.1s - djeluju malo drugačije, optimizirajući mrežu za strukturu stabla. U početku, struktura predviđa rezervne, petljaste grane. One su podrazumevano onemogućene, a prekidač ih pokreće samo kada dođe do gubitka na nekoj od glavnih linija.

Agregacija linkova (IEEE 802.3ad). Povećava propusnost kanala kombinovanjem više fizičkih portova u jedan logički. Maksimalna propusnost prema standardu je 8 Gbit/sec.

Slaganje. Svaki proizvođač ima svoj vlastiti dizajn slaganja, ali općenito se ova karakteristika odnosi na virtualnu kombinaciju više prekidača u jednu logičku jedinicu. Svrha slaganja je dobiti velika količina portova nego što je moguće kada se koristi fizički prekidač.

Funkcije prekidača za praćenje i rješavanje problema

Mnogi prekidači otkrivaju neispravnu kablovsku vezu, obično kada je uređaj uključen, kao i vrstu kvara - prekid žice, kratki spoj itd. Na primjer, D-Link pruža posebne indikatore na kućištu:

Zaštita od prometa virusa (Safeguard Engine). Tehnika poboljšava radnu stabilnost i štiti CPU od preopterećenja "smećem" saobraćajem virusnih programa.

Power Features

Uštedu energije.Kako odabrati prekidač koji će vam uštedjeti energiju? Obrati pažnjue za prisustvo funkcija za uštedu energije. Neki proizvođači, kao što je D-Link, proizvode prekidače sa regulacijom potrošnje energije. Na primjer, pametni prekidač nadzire uređaje koji su na njega povezani, a ako bilo koji od njih trenutno ne radi, odgovarajući port se stavlja u “sleep mode”.

Napajanje preko Etherneta (PoE, IEEE 802.af standard). Prekidač koji koristi ovu tehnologiju može napajati uređaje spojene na njega preko upredenih parica.

Ugrađena zaštita od groma. Veoma potrebna funkcija, međutim, moramo imati na umu da takvi prekidači moraju biti uzemljeni, inače zaštita neće raditi.

web stranica

Još u prvom broju LAN magazina, u rubrici “Prve lekcije”, objavili smo članak S. Steinkea “Ethernet switching” o osnovama ove tehnologije i nismo pogriješili u izboru: u naredne tri godine, Ethernet komutacija je postala jedna od „najtoplijih“ tehnologija. Kasnije smo se više puta vraćali na ovu temu (pogledajte, posebno, članak D. Ganzhi-ja “Prekidači u lokalnim mrežama” u izdanju LAN-a iz aprila 1997.). Prvi članak se pojavio u vrijeme kada se Fast Ethernet još uvijek borio za mjesto na suncu sa 100VG-AnyLAN, a ishod borbe je bio daleko od jasnog, pa je prvenstveno bio posvećen komutiranju od 10 Mbit/s. Drugi od ovih članaka se uglavnom bavio opštim aspektima prebacivanja. Uzimajući u obzir gore navedene okolnosti, kao i važnost komutacije kao takvog, smatrali smo mogućim, pa čak i potrebnim da se ponovo vratimo na ovu temu, pogotovo jer serija članaka o Ethernetu ne bi bila potpuna bez razmatranja.

ŠTA JE PREKIDAČ?

Prekidač je u suštini višeportni most, tako da poput mosta prima dolazne pakete, privremeno ih pohranjuje, a zatim ih prosljeđuje na drugi port prema odredišnoj adresi tog paketa. Prekidači se mogu koristiti za povezivanje različitih LAN-ova, za segmentiranje LAN-a (odnosno, smanjenje broja čvorova koji se takmiče za medije u istoj domeni kolizije) i za prevazilaženje ograničenja u promjeru segmenta. Posljednja primjena je posebno važna u slučaju Fast Ethernet mreža, gdje promjer segmenta ne može biti veći od 205 m za kabel upredene parice.

Prekidači koriste koncept " virtuelna veza" da organizuje privremenu vezu između pošiljaoca i primaoca. Nakon slanja paketa virtuelna veza je prekinuta. Prekidač vodi tabelu u kojoj pamti koje su stanice (tačnije, koje MAC adrese) povezane na koji fizički port. U Na slici 1, pretplatnik sa adresom A šalje paket primaocu sa adresom D. Koristeći tabelu, komutator utvrđuje da je stanica sa adresom A povezana na port 1, a stanica sa adresom D na port 4. Na osnovu na ovim podacima uspostavlja virtuelnu vezu za prijenos poruke između portova 1 i 4.

Slika 1.
Na osnovu adrese primaoca, prekidač određuje na koji port će proslediti dolazni paket.

U Ethernet komutatoru, prijenos podataka između nepovezanih parova portova može se odvijati istovremeno. Na primjer, domaćin A možda šalje paket hostu D u isto vrijeme kada host B šalje paket hostu C. Oba razgovora se odvijaju u isto vrijeme, tako da je u slučaju Etherneta ukupna propusnost komutatora u naš primjer je 20 Mbps. Određuje se zbrajanjem dostupnog propusnog opsega za svaku vezu; na primjer, u slučaju 12-portnog Ethernet prekidača, teoretski je jednak 60 Mbps. Za usporedbu, Ethernet repetitor uvijek ima istu ukupnu propusnost od 10 Mbps, bez obzira na broj portova. Osim toga, stvarna propusnost čvorišta može biti mnogo niža kada se više uređaja takmiči za pristup mediju za prijenos. Međutim, stvarna ukupna propusnost prekidača može biti niža od teoretski izračunate zbog nedostataka u dizajnu prekidača, na primjer, zbog neadekvatne interne propusnosti magistrale. U ovom slučaju se kaže da prekidač ima arhitekturu blokiranja.

SWITCH ARCHITECTURE

Arhitektura komutatora je određena sa četiri glavna faktora – tipom porta, veličinom bafera, mehanizmom za prosleđivanje paketa i internom magistralom (vidi sliku 2).

Slika 2.
Uz svu raznolikost dizajna prekidača, osnovnu arhitekturu ovih uređaja određuju četiri komponente: portovi, baferi, interna magistrala i mehanizam za prosljeđivanje paketa.

Portovi mogu imati brzine od 10 i 100 Mbit/s i raditi u poludupleksnom i full-duplex načinu rada. Mnogi high-end modeli mogu sadržavati i FDDI, ATM, Gigabit Ethernet, itd. portove, ali se ovdje nećemo doticati ove teme, pogotovo jer smo je već ukratko pregledali ranije.

Prisustvo bafera dovoljnog kapaciteta ima veliki značaj za prebacivanje, posebno u slučaju korištenja kliznih prozorskih protokola u mreži, kada pretplatnik potvrdi prijem ne svakog paketa, već niza njih. Uopšteno govoreći, što je veći kapacitet bafera, to je bolje, ali je skuplje. Stoga programeri moraju birati između performansi i cijene. Ali oni imaju još jedno rješenje - kontrolu niti (vidi dolje).

Mehanizam prosljeđivanja paketa može biti jedan od sljedeća tri: prebacivanje pohrani-naprijed, prolazno prebacivanje i hibridno prolazno prebacivanje. Pogledali smo ih već nekoliko puta, pa samo da vas podsetimo šta su. U prvom slučaju, paket se u potpunosti pohranjuje u međuspremnik prije nego što se dalje prenosi, dakle ovu metodu uvodi najveće kašnjenje, ali i ne dozvoljava pogrešnim paketima da napuste segment. U drugom slučaju, nakon što je pročitao adresu primaoca, prekidač odmah dalje prenosi okvir. Kao što je lako razumjeti, ima upravo suprotne prednosti i nedostatke - nisku latencija i nedostatak adekvatne provjere okvira.

U trećem slučaju, komutator čita prva 64 bajta paketa prije nego što ga prosljeđuje. Prema tome, on djeluje kao prekidač za međuspremnik naprijed u odnosu na kratke okvire i kao preklopni prekidač u odnosu na duge okvire. Metode unapređenja osoblja ilustrovane su na slici 3.

(1x1)

Slika 3.
Mehanizmi prosljeđivanja paketa razlikuju se u tački u kojoj se paket prosljeđuje.

Arhitektura interne magistrale određuje kako se okviri prenose sa jednog porta na drugi koristeći internu elektroniku prekidača. To je kritično za efikasnost prekidača: proizvođač može tvrditi da interna magistrala ima propusnost od 1-2 Gbps, ali u isto vrijeme ćuti da se to postiže samo uz određenu vrstu saobraćaja. Na primjer, prekidač sa baferima malog kapaciteta može najbolje funkcionirati samo ako svi portovi rade istom brzinom i promet je ravnomjerno raspoređen na sve portove.

Sabirnica može servisirati luke ciklički ili po prioritetu. Tokom cikličkog održavanja, port u mirovanju se preskače. Ova arhitektura je najprikladnija za situacije u kojima je promet na svakom portu približno isti. U prioritetnom servisiranju, aktivni portovi se takmiče jedni s drugima za internu magistralu. Ovakva arhitektura je najprikladnija kada se radi sa svičevima čiji portovi imaju različita brzina. Neki proizvođači nude prekidače sa mogućnošću promjene tipa arhitekture magistrale.

FULL DUPLEX ETHERNET

Obični Ethernet (i Fast Ethernet) je zajednički prijenosni medij, a sve zajedničke mreže su po definiciji poludupleksne: u datom trenutku samo jedna stanica ima pravo na prijenos, a svi ostali moraju je slušati. Ili, drugačije rečeno, stanica može obavljati ili prijem ili odašiljanje, ali ne oboje u isto vrijeme.

Široko rasprostranjeno usvajanje ožičenja od četiri para otvorilo je fundamentalnu mogućnost prijenosa i prijema podataka preko odvojenih puteva (različitih parova), što nije postojalo kada je fizički prijenosni medij bio koaksijalni kabel.

U slučaju kada je samo jedan čvor povezan na svaki port sviča (naglašavamo, jedan), nema spora za pristup mediju za prenos, tako da u principu ne može doći do kolizije i CSMA/CD šema višestrukog pristupa ne postoji. duže potrebno.

Dakle, ako su dva čvora povezana direktno na portove komutatora, tada mogu primati i prenositi podatke istovremeno na različitim parovima, što rezultira teorijskim protokom takve veze od 20 Mbit/s u slučaju Etherneta i 200 Mbit/s u slučaju Etherneta. slučaj Fast Etherneta. Osim toga, zbog odsustva konkurencije, realna prosječna propusnost veze je blizu nominalne i iznosi preko 80% gore navedenih vrijednosti.

AUTOMATSKI PREGOVORI

Neki prekidači imaju i 10 Mbps i 100 Mbps portove (pogledajte odjeljak "Sprečavanje zagušenja" za informacije o tome koje probleme to može uzrokovati). Štaviše, oni su u mogućnosti da automatski odrede kojom brzinom rade stanice, čvorišta, itd.. Konačno, ako je samo jedan čvor povezan na komutacijski port, tada obje strane mogu odabrati full-duplex način rada (pod uslovom da oboje podržavaju).

Isti standardni RJ-45 konektor može prenositi 10BaseT, 10BaseT full duplex, 100BaseTX, 100BaseTX full duplex i 100BaseT4 signale. Stoga je IEEE predložio šemu automatskog pregovaranja u načinu rada nazvanu nWAY kako bi se utvrdilo na kojem standardu radi uređaj na drugom kraju kabla. Redoslijed prioriteta za režime rada je sljedeći:

• puni duplex 100BaseTX;
• 100BaseT4;
• 100BaseTX;
• full duplex 10BaseT;
• 10BaseT.

U autopregovaranju, “ugovorne strane” koriste 10BaseT analog impulsa integriteta veze koji se zove Fast Link Pulse. Takve impulse šalju oba uređaja, a svaki od njih ih koristi da bi odredio u kojem načinu prijenosa druga strana može raditi.

Mnogi prekidači podržavaju svih pet mogućih načina rada, pa čak i ako povezani host nema automatsko pregovaranje, port komutatora će komunicirati s njim na tom maksimalna brzina za šta je sposoban. Osim toga, implementacija ove funkcije je vrlo jednostavna i ne dovodi do značajnog povećanja cijene opreme. Konačno, standard pruža mogućnost onemogućavanja automatskog pregovaranja tako da korisnik može podesiti željeni način rada ručni prijenos, ako je potrebno.

SPREČAVANJE PREOPTEREĆENJA

Prekidači često moraju da deluju kao most između portova od 10 i 100 Mbps, na primer, kada komutator ima jedan port velike brzine za povezivanje servera i nekoliko portova od 10 Mbps za povezivanje radnih stanica. U slučaju kada se saobraćaj prenosi sa porta od 10 Mbit/s na port od 100 Mbit/s, nema problema, ali ako saobraćaj ide u suprotnom smeru... Protok podataka od 100 Mbit/s

je red veličine veći od mogućnosti porta od 10 Mbps, tako da komutator mora pohraniti redundantne podatke u svoje interne bafere ako ima dovoljno memorije za to. Na primjer, recimo da je prvi port povezan sa serverom sa karticom od 100 Mbps, a drugi port je povezan sa klijentom sa karticom od 10 Mbps. Ako server pošalje klijentu 16 paketa zaredom jedan za drugim, onda zajedno iznose u prosjeku 24 KB podataka. Prenos okvira od 1,5 KB traje 122 µs u slučaju Fast Etherneta i 1220 µs u slučaju Etherneta. Dakle, prvi port će primiti deset okvira prije nego što se jedan okvir može poslati kroz drugi port, odnosno, prvi port mora imati bafer od najmanje 24 KB. Međutim, ako je tok dovoljno dugačak, tada nikakvi baferi neće biti dovoljni. Jedan od načina da se izbjegne zagušenje je upravljanje nitima. Koncept kontrole protoka (ili izbjegavanja zagušenja) uključuje izazivanje vještačke kolizije na portu velike brzine, kao rezultat čega pošiljatelj obustavlja prijenos podataka na neko vrijeme u skladu sa eksponencijalnim rezervnim algoritmom. U našem primjeru, prvi port će otkriti da je njegov bafer pun i poslati poruku o zagušenju natrag pošiljaocu. Potonji će primijetiti ovu poruku kao sudar i pauziraće prenos. Prekidač će nastaviti slati poruke o zagušenju dok se međuspremnik ne oslobodi. Ovakvu kontrolu protoka obavljaju samo prekidači sa poludupleksnim priključcima.

SWITCH MANAGEMENT

Nadgledanje performansi prekidača jedan je od najvećih izazova s ​​kojima se suočavaju i proizvođači opreme i mrežni administratori. U slučaju dijeljenih mreža, upravljanje nije posebno teško, jer se promet kroz jedan port prosljeđuje na sve ostale portove na čvorištu. U slučaju komutatora, saobraćaj između parova portova svake virtuelne veze je različit, pa je zadatak prikupljanja statističkih podataka o radu rutera mnogo komplikovaniji. Proizvođači općenito podržavaju sljedeće dvije metode prikupljanja statističkih podataka.

Jedan je da se upravljanje uključi u arhitekturu stražnje ploče prekidača. Statistike se prikupljaju o svakom paketu koji se prenosi preko magistrale i pohranjuje u kontrolnom uređaju u skladu sa njegovom MAC adresom. Program za upravljanje može pristupiti ovom uređaju za statistiku preko lokalne mreže. Jedini problem s ovom metodom je što svaki proizvođač prekidača implementira svoj vlastiti dizajn, tako da je kompatibilnost obično ograničena na SNMP statistiku.

Druga metoda je poznata kao zrcaljenje porta. U ovom slučaju, sav promet na navedenom portu se kopira na namjenski port za upravljanje. Ova luka obično se povezuje na kontrolni terminal, koji već prikuplja statistiku za svaki određena luka. Međutim, ova metoda ima ograničenje da vam ne dozvoljava da vidite šta se u ovom trenutku dešava na drugim portovima komutatora.

Neki proizvođači prekidača uključuju u svoje modele, po pravilu, vrhunske baze podataka za daljinsko praćenje (Remote Monitor MIB, RMON) kako bi prikupili statistiku o funkcionisanju svakog porta komutatora. Ali vrlo često ne uključuju sve grupe definirane standardom, a osim toga, podrška za RMON MIB značajno povećava cijenu prekidača.

RAZLIČITI PREKIDAČI

Prekidači se mogu klasificirati na različite načine. Svi se prema namjeni mogu podijeliti u dvije velike grupe - prekidači za radne grupe i prekidači za kičmu.

Karakteristična karakteristika mnogih prekidača radnih grupa je mali broj adresa podržanih na svakom portu. Svaki port djeluje kao most, tako da mora znati kojim adresama može pristupiti preko drugih portova. Takve liste mapiranja port-to-MAC adresa mogu biti prilično dugačke i zauzeti značajnu količinu skupe memorije. Stoga prekidači radnih grupa obično ne podržavaju previše MAC adresa. Neki od njih generalno pamte samo jednu adresu za svaki port - u ovom slučaju, jedan i samo jedan čvor može biti povezan na port.

Backbone prekidači odlikuju se velikim brojem portova velike brzine, uključujući full-duplex, i prisustvom dodatne funkcije upravljanje mrežom kao što su virtuelne lokalne mreže i napredno filtriranje paketa, itd. Generalno, glavni prekidač je mnogo skuplji i produktivniji od svog kolege u radnoj grupi.

PREDNOSTI PREKLANJANJA

Prebacivanje je postalo tako popularna tehnologija jer vam omogućava da povećate stvarnu propusnost koja je dostupna svakom čvoru. Kao rezultat toga, bez promjene osnovne tehnologije ili značajnog redizajniranja topologije mreže, kompanije su bile u mogućnosti da otklone saobraćajne gužve i prošire uska grla. Osim toga, omogućava vam da povećate dužinu mreže. Ova okolnost je posebno vrijedna u slučaju Fast Etherneta - na primjer, instaliranjem mosta (prekidača sa dva porta, sa stanovišta nekih proizvođača) između dva čvorišta, udaljenost između krajnjih stanica može se povećati na 400 m .

Dmitrij Ganzha je izvršni urednik LAN-a. Možete ga kontaktirati na: .

Od zajedničkih do komutiranih mreža