Razvrstitev stikal glede na zmožnosti upravljanja. Stikala delovne skupine

Splošna klasifikacija stikal

Računalnik Omrežje je skupina računalnikov, ki so med seboj povezani s komunikacijskim kanalom. Kanal zagotavlja izmenjavo podatkov znotraj omrežja, to je izmenjavo podatkov med računalniki določene skupine. Omrežje je lahko sestavljeno iz dveh ali treh računalnikov ali pa združuje več tisoč osebnih računalnikov. Fizično se lahko izmenjava podatkov med računalniki izvaja preko posebnega kabla, optičnega kabla ali prek sukani par.

Omrežna strojna in strojno-programska oprema pomagata povezati računalnike v omrežje in zagotoviti njihovo interakcijo. Ta sredstva lahko razdelimo na naslednje skupine glede na njihov glavni funkcionalni namen:

Pasivna omrežna oprema, ki povezuje konektorje, kable, patch kable, patch panele, telekomunikacijske vtičnice itd.;

Pretvorniki/adapterji aktivne omrežne opreme, modemi, repetitorji, mostovi, stikala, usmerjevalniki itd.

Trenutno se razvoj računalniških omrežij pojavlja na naslednjih področjih:

Povečanje hitrosti;

Implementacija segmentacije na osnovi preklopov;

Povezovanje omrežij z uporabo usmerjanja.

Preklapljanje sloja 2

Ob upoštevanju lastnosti druge plasti referenčnega modela ISO/OSI in njegove klasične definicije lahko vidimo, da tej ravni spada med glavne deleže dnevnih nepremičnin.

Sloj podatkovne povezave zagotavlja zanesljiv prenos podatkov po fizičnem kanalu. Zlasti obravnava vprašanja fizičnega naslavljanja (v nasprotju z omrežnim ali logičnim naslavljanjem), topologijo omrežja, disciplino linije (kako naj končni sistem uporablja omrežno povezavo), obveščanje o napakah, vrstni red podatkovnih blokov in nadzor pretoka informacij.

Pravzaprav funkcionalnost, ki jo določa sloj podatkovne povezave OSI, služi kot platforma za nekatere najmočnejše današnje tehnologije. Pomen funkcionalnosti Layer 2 je poudarjen z dejstvom, da proizvajalci strojne opreme še naprej veliko vlagajo v razvoj naprav s takšno funkcionalnostjo, to je stikal.

Preklop sloja 3

Preklapljanje sloja 3? To je usmerjanje strojne opreme. Tradicionalni usmerjevalniki izvajajo svoje funkcije z uporabo programsko nadzorovanih procesorjev, ki jih bomo imenovali programsko usmerjanje. Tradicionalni usmerjevalniki običajno posredujejo pakete s hitrostjo približno 500.000 paketov na sekundo. Stikala nivoja 3 danes delujejo s hitrostjo do 50 milijonov paketov na sekundo. Možno ga je tudi dodatno povečati, saj je vsak vmesniški modul, tako kot pri stikalu druge ravni, opremljen z lastnim procesorjem za posredovanje paketov, ki temelji na ASIC. Torej povečanje števila modulov vodi do povečanja zmogljivosti usmerjanja. Uporaba tehnologija visoke hitrosti Velika integrirana vezja po meri (ASIC) so glavna značilnost ki razlikuje stikala sloja 3 od tradicionalnih usmerjevalnikov.

Stikalo je naprava, ki deluje na drugi/tretji ravni referenčnega modela ISO/OSI in je zasnovana za združevanje omrežnih segmentov, ki delujejo na istem protokolu povezovalnega/omrežnega sloja. Stikalo usmerja promet samo skozi ena vrata, ki so potrebna za dosego cilja.

Slika (glej sliko 1) prikazuje razvrstitev stikal glede na zmožnosti upravljanja in v skladu z referenčni model ISO/OSI.

Slika 1 Razvrstitev stikala

Oglejmo si podrobneje namen in zmogljivosti posameznega tipa stikala.

Neupravljano stikalo? To je naprava, namenjena povezovanju več vozlišč računalniško omrežje znotraj enega ali več segmentov omrežja. Podatke prenaša le neposredno prejemniku, z izjemo oddajnega prometa do vseh omrežnih vozlišč. Neupravljano stikalo ne more izvajati nobenih drugih funkcij.

Upravljana stikala so bolj zapletene naprave, ki omogočajo izvajanje nabora funkcij druge in tretje ravni modela ISO/OSI. Upravljamo jih preko spletnega vmesnika, ukazna vrstica preko konzolnih vrat ali na daljavo preko SSH, kot tudi z uporabo protokola SNMP.

Nastavljiva stikala omogočajo uporabnikom, da konfigurirajo določene nastavitve z uporabo preprostih pripomočkov za upravljanje, spletnega vmesnika, poenostavljenega vmesnika ukazne vrstice in SNMP.

Stikala Layer 2 analizirajo dohodne okvire, odločajo o njihovem nadaljnjem prenosu in jih posredujejo na cilje na podlagi MAC naslovov OSI povezovalnega sloja. Glavna prednost stikal Layer 2 je preglednost za protokole višje plasti. Ker stikalo deluje na ravni 2, mu ni treba analizirati informacij iz zgornjih plasti modela OSI.

Stikala sloja 3 izvajajo preklapljanje in filtriranje na podlagi naslovov sloja povezave (plast 2) in omrežja (plast 3) modela OSI. Takšna stikala se dinamično odločijo, ali bodo preklopila (plast 2) ali usmerila (plast 3) dohodni promet. Stikala sloja 3 izvajajo preklapljanje znotraj delovna skupina in usmerjanje med različnimi podomrežji ali navideznimi lokalnimi omrežji (VLAN).

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

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

1. Razvrsti stikalos o tehnološki izvedbi

Stikala LAN so na voljo v različnih funkcijah in cenah.

Eden od razlogov za tako velike razlike je, da so namenjene reševanju različne razrede naloge. Vrhunska stikala bi morala zagotoviti visokozmogljivo in gostoto vrat ter podpirajo širok nabor funkcij upravljanja. In stikala nižjega razreda imajo običajno majhno število vrat in ne morejo podpirati funkcij upravljanja.

Ena od glavnih razlik je arhitektura, uporabljena v stikalu:

1. Na podlagi preklopne matrike (prečka);

2. S skupnim pomnilnikom z več vhodi (skupni pomnilnik);

3. Na podlagi skupnega hitrega avtobusa.

Pogosto so ti trije načini komunikacije združeni v enem stikalu.

2. Razvrstite stikala po zasnovi

1. Samostojna stikala s fiksnim številom vrat;

2. Modularna stikala na osnovi ohišja;

3. Stikala s fiksnim številom vrat, sestavljena v sklad.

3. Razvrstipreklopi po nivoju delovanja

Glede na nivo, na katerem deluje stikalo, delimo stikalo na stikalo 2., 3. in 4. stopnje.

1. Preklapljanje sloja 2 - strojna oprema. Obstajata dva glavna razloga za uporabo stikal Layer 2 - segmentacija omrežja in združevanje delovnih skupin;

2. Preklapljanje sloja 3 - odločitve se sprejemajo na podlagi informacij o omrežnem sloju in ne na podlagi naslovov MAC. Glavni namen preklapljanja na ravni 3 je doseči hitrost preklapljanja na ravni 2 in razširljivost usmerjanja;

3. Preklapljanje ravni 4 - odločitev o prenosu paketa ne temelji samo na naslovih MAC ali IP, temveč tudi na parametrih plasti 4, kot je številka vrat TCP/UDP.

4. Daj odličnoPreklopite povezavo iz zvezdišča

1. Razširljivost omrežja – V omrežju, zgrajenem na vozliščih, je pasovna širina deljena, kar omejuje pasovno širino vsakega vozlišča in zelo otežuje rast omrežja brez izgube zmogljivosti.

2. Zakasnitev - čas, ki je potreben, da paket doseže cilj. Ker mora vsako vozlišče v omrežju, zgrajenem na vozliščih, počakati na možnost prenosa podatkov, da se izogne ​​kolizijam, se lahko zamuda znatno poveča, ko se število vozlišč v omrežju poveča.

Preprosta zamenjava vozlišč s stikali omogoča znatno povečanje učinkovitosti lokalna omrežja, zamenjava ni potrebna

kabliranje oz omrežni adapterji. Stikala razdelijo omrežje na ločene logične segmente, hkrati pa ustvarijo ločene, majhne kolizijske domene na vsakih vratih. Razdelitev velikega omrežja na več avtonomnih segmentov s pomočjo stikal ima več prednosti:

1. Ker je le del prometa preusmerjen, stikala zmanjšajo promet, ki ga prejmejo naprave v vseh segmentih omrežja;

2. Vsa vozlišča, povezana s zvezdiščem, si delijo celotno pasovno širino. Stikala zagotavljajo vsakemu vozlišču (če je priključeno neposredno na vrata stikala) ločeno pasovno širino, s čimer se zmanjša verjetnost kolizij v segmentih omrežja.

Na primer, če je 10 naprav povezanih z zvezdiščem 10 Mbps, potem bo vsako vozlišče prejelo manj kot 1 Mbps prepustnost (10/N Mbps, kjer je N število delovnih postaj), tudi če vse naprave ne prenašajo podatkov. Če namesto vozlišča namestite stikalo, bo vsako vozlišče lahko delovalo s hitrostjo 10 Mbit/s.

5. Navedite glavne značilnosti stikal, ki vplivajo na delovanje

Glavni kazalniki stikala, ki označujejo njegovo delovanje, so:

1. Hitrost filtriranja okvirjev;

2. Hitrost napredovanja osebja;

3. Pasovna širina;

4. Zakasnitev prenosa okvirja.

Poleg tega obstaja več značilnosti stikala, ki imajo največji vpliv na te specifikacije delovanja. Tej vključujejo:

1. Velikost notranje naslovne tabele.

2. Velikost medpomnilnika okvirja.

3. Preklopni tip - "na letenju" ali z vmesnim shranjevanjem.

4. Zmogljivost notranjega vodila.

5. Zmogljivost procesorja ali procesorjev.

6. Opišite glavne vrste povezav z upravljanimi stikali

Preden začnete konfigurirati stikalo, morate vzpostaviti fizično povezavo med stikalom in delovno postajo. Za upravljanje stikala se uporabljata dve vrsti kablov. Prvi je prek konzolnih vrat (če jih naprava ima), drugi pa prek ethernetnih vrat (prek protokola Telnet ali prek spletnega vmesnika).

Na primer, stikala, ki jih upravlja D-Link, imajo vrata konzole, ki se povežejo s serijskimi vrati računalnika s priloženim kablom RS-232. Povezava s konzolo se včasih imenuje ` ven- od- Band"povezava. To pomeni, da konzola uporablja drugo omrežno povezavo vezje (ne uporablja pasovne širine vrat Ethernet). Uporablja se lahko za namestitev in upravljanje stikala, tudi če ni omrežne povezave.

7. Opišite glavne tri vrsteVLAN

Stikala vam omogočajo implementacijo treh vrst VLAN:

1. VLAN, ki temelji na vratih.

2. VLAN na podlagi naslovov MAC.

3. VLAN na podlagi oznak v dodatnem polju okvirja (standard IEEE 802.1q).

8 . četOznačenoeden odVLAN:

Označevanje(Oznaka paketa) -postopek dodajanja informacij o članstvu 802.1q VLAN v glavo okvirja. Vrata, na katerih je omogočeno označevanje paketov, lahko v glave vseh poslanih paketov dodajo številko VID, informacije o prioriteti itd.. Če paket prispe na vrata, ki so že označena, se ta paket ne spremeni in tako se vse informacije VLAN ohranijo med posredovanje. Označevanje paketov se uporablja predvsem za posredovanje paketov med napravami, ki podpirajo standard 802.1q VLAN.

9 . četo se zgodi paketu, ki zadene vrataNeoznačenoeden odVLAN

· Odstranjevanje oznak -Postopek pridobivanja informacij 802.1q VLAN iz glave paketa. Vrata, na katerih je omogočena ta funkcija, ekstrahirajo vse informacije, povezane z VLAN, iz glav dohodnih in odhodnih paketov, ki gredo skozi vrata. Če paket ne vsebuje oznake navideznega omrežja, potem vrata ne spremenijo takega paketa. Ta funkcija stikalo se uporablja pri prenosu paketov s stikal, ki podpirajo standard 802.1q, na naprave, ki tega standarda ne podpirajo.

10 . VklopljenoObstajata dva glavna načina za ustvarjanje zanesljivih komunikacijskih kanalov z uporabo upravljanih stikal:

Najpogostejši je ustvarjanje redundantnih povezav med stikali na podlagi dveh tehnologij:

1. Redundanca, ko ena od povezav deluje, ostale pa so v "vročem" stanju pripravljenosti, da nadomestijo neuspešno povezavo.

2. Način uravnoteženja obremenitve; v tem primeru se podatki prenašajo vzporedno po vseh alternativnih povezavah. Za izvajanje načina se uporablja združevanje vrat.

Konsolidacija (združevanje) pristanišč (Pristanišče Trunking) - je združenoepovezava več fizičnih kanalov (Povezava Združevanje) v eno logično mAgistralni.

stikalo hub komunikacija konstruktivna

11 . KaKatere vrste združevanja komunikacijskih kanalov poznate:

Podpira dve vrsti združevanja povezav: statično in dinamično.

Pri statičnem združevanju povezav (privzeto nastavljenem) se vse nastavitve na stikalih izvajajo ročno.

Dinamično združevanje povezav temelji na specifikaciji IEEE 802.3ad, ki uporablja protokol za nadzor združevanja povezav (LACP) za preverjanje konfiguracije povezave in usmerjanje paketov na vsako fizično povezavo. Poleg tega protokol LACP opisuje mehanizem za dodajanje in odstranjevanje kanalov iz ene same komunikacijske linije. Če želite to narediti, morajo biti pri konfiguraciji združenega komunikacijskega kanala na stikalih ustrezna vrata enega stikala konfigurirana kot »aktivna«, drugega stikala pa kot »pasivna«. "Aktivna" vrata LACP obdelujejo in posredujejo svoje nadzorne okvire. To omogoča napravam, ki podpirajo LACP, da se dogovorijo o skupnih nastavitvah povezave in lahko dinamično spremenijo skupino vrat, tj. dodajte ali izključite vrata iz njega. »Pasivna« vrata ne obdelujejo nadzornih okvirjev LACP.

Standard IEEE 802.3ad je uporaben za vse vrste ethernetnih kanalov in z njegovo pomočjo lahko zgradite celo večgigabitne komunikacijske linije, sestavljene iz več gigabitnih ethernetnih kanalov.

12 . Vklopljenoosnova, na kateri je izbrano korensko stikalo pri gradnji drevesa po protokoluSTP:

Algoritem STP zahteva, da se vsakemu stikalu dodeli ID. ID stikala je 8-bajtno polje, ki je sestavljeno iz dveh delov: 2-bajtne prioritete, ki jo dodeli skrbnik, in 6-bajtnega naslova MAC njegove nadzorne enote.

Vsakim vratom je znotraj stikala dodeljen tudi edinstven identifikator, običajno njegov naslov MAC. Vsakim vratom stikala je dodeljen strošek poti, ki ustreza stroškom prenosa okvirja po lokalnem omrežju prek teh vrat.

Postopek izračuna vpetega drevesa se začne z izbiro korensko stikalo (korenina stikalo), iz katerega bo zgrajeno drevo. KotTve korenskega stikala, je izbrano stikalo z najnižjo vrednostjoeID številka.(Na začetku imajo vsa stikala privzeto enako prednostno vrednost 32768. V tem primeru je korensko stikalo določeno z najnižjim naslovom MAC.) Včasih ta izbira morda ni racionalna. Če želite izbrati kot korensko stikalo določeno napravo(glede na strukturo omrežja) lahko skrbnik vpliva na postopek izbire tako, da ustreznemu stikalu ročno dodeli najnižji ID.

Druga stopnja STP je izbira korenskih vrat za vsako od preostalih stikal v omrežju.

Vrata korenskega stikala so vrata, ki imajo najkrajšo razdaljo v omrežju do korenskega stikala.

Tretji korak delovanja STP je določitev določenih vrat.

Vsak segment v komutiranem omrežju ima ena določena vrata. Ta vrata delujejo kot edina vrata na stikalu, tj. sprejema pakete iz segmenta in jih posreduje proti korenskemu stikalu prek korenskih vrat tega stikala.

Stikalo, ki vsebuje določena vrata za ta segmentAimenovano imenovano stikalo (določeno most) tega segmenta. Določena vrata na segmentu imajo najkrajšo razdaljo do korenskega stikala med vsemi vrati, povezanimi s tem segmentom.

Segment ima lahko le ena določena vrata. Na korenskem stikalu so označena vsa vrata, njihova razdalja do korena pa je nastavljena na nič. Korensko stikalo nima korenskih vrat.

Pri gradnji vpetega drevesa ima koncept razdalje pomembno vlogo. To merilo izbere ena vrata, ki povezujejo vsako stikalo s korenskim stikalom, in ena vrata, ki povezujejo vsak segment omrežja s korenskim stikalom. Vsa druga vrata so postavljena v stanje pripravljenosti, to je stanje, v katerem ne prenašajo običajnih podatkovnih okvirov. S tem izborom aktivnih vrat v omrežju so zanke odpravljene, preostale povezave pa tvorijo vpeto drevo.

Objavljeno na Allbest.ru

Podobni dokumenti

    Namen, značilnosti in funkcije stikal. Redundantne povezave in algoritem Spanning Tree. Podvojene linije (Resilient Link, LinkSafe). Port Trunking. Navidezna lokalna omrežja. Sheme za uporabo stikal v lokalnih omrežjih.

    povzetek, dodan 30.11.2010

    Koncept in princip delovanja stikal, njihove glavne značilne značilnosti od mostov. Značilnosti stikala in dejavniki, ki vplivajo na njihovo delovanje. Posebnosti blokirnih in neblokirnih tipov teh naprav.

    predstavitev, dodana 26.12.2011

    Stikala lokalnega omrežja: namen, princip delovanja, načini preklapljanja, karakteristike delovanja, filtriranje in hitrost sličic. Razvrstitev usmerjevalnikov, glavne funkcije, specifikacije omrežni sloj.

    tečajna naloga, dodana 21.07.2012

    Glavne značilnosti diskretnih kanalov. Problem njihove optimizacije. Razvrstitev prenosnih kanalov diskretne informacije po različnih kriterijih. Standardizacija karakteristik neprekinjenih komunikacijskih kanalov. Vrste prenosnih sistemov z diskretnimi kanali.

    test, dodan 01.11.2011

    Cilji nastajanja in faze oblikovanja lokala računalniško omrežje za Zvezno migracijsko službo Rusije v Tuapsu, ki je združevala 6 nadstropij in 21 delovna postaja. Izbira opreme: internetni center za povezavo preko namenske linije, stikalo, konektor, vrsta kabla.

    tečajna naloga, dodana 29.05.2013

    Zgradba in postavitev telekomunikacijskega sistema. Spremljanje delovanja opreme, linij in kanalov. Upravljanje podatkov postaj in naročnikov. Vzdrževanje integriranih mehkih stikal. Popravilo poškodb kabelskega omrežja.

    poročilo o praksi, dodano 18.01.2015

    Razvoj sheme hrbtenično omrežje sheme prenosa podatkov in lokalne izmenjave omrežij. Uporaba novih optičnih kanalov brez sprememb kabelske infrastrukture. Vgradnja usmerjevalnikov, stikal, medijskih pretvornikov, radijskih mostov v objektih.

    predmetno delo, dodano 23.10.2014

    Principi gradnje sistemov za prenos informacij. Značilnosti signalov in komunikacijskih kanalov. Metode in metode za izvajanje amplitudne modulacije. Struktura telefonskih in telekomunikacijskih omrežij. Značilnosti telegrafa, mobilnih in digitalni sistemi komunikacije.

    tečajna naloga, dodana 29.06.2010

    Projekt lokalnega računalniškega omrežja za organizacijo, ki se nahaja v dveh dvonadstropnih stavbah. Razvoj kabelskih sistemov in komponent. Izbira omrežno opremo, stikala, telekomunikacijske omare, računalniki, strežniška oprema.

    tečajna naloga, dodana 19.03.2014

    Razvrstitev daljnovodov po namenu. razlike digitalnih kanalov iz neposrednih povezav. Osnovni načini prenosa podatkov v centralno procesno postajo. Ethernet za komunikacijo med delovnimi postajami UVK in DSP ter ShNTs. Prenos podatkov v MPC sistemih preko javnih omrežij.

Kako izbrati stikalo glede na obstoječo sorto? Funkcionalnost sodobni modeli zelo različno. Kupite lahko preprosto neupravljano stikalo ali večnamensko upravljano stikalo, ki se ne razlikuje veliko od polnopravnega usmerjevalnika. Primer slednjega je Mikrotik CRS125-24G-1S-2HND-IN iz nove linije Cloud Router Switch. V skladu s tem bo cena takšnih modelov veliko višja.

Zato se morate pri izbiri stikala najprej odločiti, katere funkcije in parametre sodobnih stikal potrebujete in za katere ne bi smeli preplačati. Toda najprej malo teorije.

Vrste stikal

Če pa so se prej upravljana stikala razlikovala od neupravljanih, vključno s širšim naborom funkcij, je sedaj razlika lahko le v možnosti oz. daljinec napravo. Za ostale – tudi največ enostavni modeli Proizvajalci dodajajo dodatne funkcije, kar pogosto poveča njihove stroške.

Zato na ta trenutek Razvrstitev stikal po stopnjah je bolj informativna.

Preklopite ravni

Da bi izbrali stikalo, ki najbolj ustreza našim potrebam, moramo poznati njegovo stopnjo. Ta nastavitev je določena glede na model omrežja OSI (prenos podatkov), ki ga naprava uporablja.

  • Naprave prva stopnja, z uporabo fizično prenosa podatkov skoraj izginila s trga. Če se še kdo spomni vozlišč, je to samo primer fizični ravni ko se informacije prenašajo v neprekinjenem toku.
  • 2. stopnja. V to kategorijo spadajo skoraj vsa neupravljana stikala. Tako imenovani kanal omrežni model. Naprave razdelijo dohodne informacije v ločene pakete (okvirje), jih preverijo in pošljejo določeni prejemni napravi. Osnova za distribucijo informacij v drugonivojskih stikalih so naslovi MAC. Iz teh stikalo sestavi tabelo naslavljanja, pri čemer si zapomni, kateri naslov MAC ustreza katerim vratom. Ne razumejo naslovov IP.

  • 3. stopnja. Z izbiro takšnega stikala dobite napravo, ki že deluje z IP naslovi. Podpira tudi številne druge možnosti za delo s podatki: pretvorbo logičnih naslovov v fizične, omrežni protokoli IPv4, IPv6, IPX itd., pptp, pppoe, vpn in druge povezave. Na tretjem, omrežje ravni prenosa podatkov delujejo skoraj vsi usmerjevalniki in najbolj »napredni« del stikal.

  • 4. stopnja. Tukaj uporabljen omrežni model OSI se imenuje transport. Niti vsi usmerjevalniki niso izdani s podporo za ta model. Porazdelitev prometa poteka na inteligentni ravni - naprava lahko dela z aplikacijami in jih na podlagi glav podatkovnih paketov usmeri na želeni naslov. Poleg tega protokoli transportne plasti, kot je TCP, zagotavljajo zanesljivost dostave paketov, ohranjanje določeno zaporedje njihov prenos in so sposobni optimizirati promet.

Izberite stikalo - preberite karakteristike

Kako izbrati stikalo glede na parametre in funkcije? Poglejmo, kaj pomenijo nekateri pogosto uporabljeni simboli v specifikacijah. Osnovni parametri vključujejo:

Število vrat. Njihovo število se giblje od 5 do 48. Pri izbiri stikala je bolje zagotoviti rezervo za nadaljnjo širitev omrežja.

Osnovna hitrost prenosa podatkov. Najpogosteje vidimo oznako 10/100/1000 Mbit/s - hitrosti, ki jih podpirajo posamezna vrata naprave. To pomeni, da lahko izbrano stikalo deluje s hitrostjo 10 Mbit/s, 100 Mbit/s ali 1000 Mbit/s. Obstaja kar nekaj modelov, ki so opremljeni tako z gigabitnimi kot 10/100 Mb/s priključki. Večina sodobnih stikal deluje v skladu s standardom IEEE 802.3 Nway in samodejno zaznava hitrost vrat.

Pasovna širina in notranja pasovna širina. Prva vrednost, imenovana tudi preklopna matrika, je največja količina prometa, ki se lahko prenese skozi stikalo na časovno enoto. Izračuna se zelo preprosto: število vrat x hitrost vrat x 2 (dupleks). Na primer, 8-portno gigabitno stikalo ima prepustnost 16 Gbps.
Notranji pretok običajno navede proizvajalec in je potreben le za primerjavo s prejšnjo vrednostjo. Če je deklarirana notranja pasovna širina manjša od največje, se naprava ne bo dobro spopadla z velikimi obremenitvami, se bo upočasnila in zamrznila.

Samodejno zaznavanje MDI/MDI-X. To je samodejno zaznavanje in podpora za oba standarda, po katerih je bila zvita parica, brez potrebe po ročnem nadzoru povezav.

Razširitvene reže. Možnost priključitve dodatnih vmesnikov, na primer optičnega.

Velikost tabele naslovov MAC. Za izbiro stikala je pomembno vnaprej izračunati velikost mize, ki jo potrebujete, po možnosti ob upoštevanju prihodnje širitve omrežja. Če v tabeli ni dovolj vnosov, bo stikalo namesto starih zapisalo nove, kar bo upočasnilo prenos podatkov.

Faktor oblike. Stikala so na voljo v dveh vrstah ohišij: namizno/stensko in v stojalo. V slednjem primeru je standardna velikost naprave 19 palcev. Posebna ušesa za montažo na stojalo so lahko odstranljiva.

Izberemo stikalo s funkcijami, ki jih potrebujemo za delo s prometom

Nadzor toka ( Nadzor toka, protokol IEEE 802.3x). Zagotavlja koordinacijo pošiljanja in prejemanja podatkov med pošiljajočo napravo in stikalom pri visokih obremenitvah, da se prepreči izguba paketov. Funkcijo podpira skoraj vsako stikalo.

Jumbo okvir- povečani paketi. Uporablja se za hitrosti od 1 Gbit/s in več, omogoča pa pospešitev prenosa podatkov z zmanjšanjem števila paketov in časa za njihovo obdelavo. Funkcijo najdemo v skoraj vsakem stikalu.

Načina Full-duplex in Half-duplex. Skoraj vsa sodobna stikala podpirajo samodejno pogajanje med poldupleksom in polnim dupleksom (prenos podatkov samo v eno smer, prenos podatkov v obe smeri hkrati), da se izognete težavam v omrežju.

Določanje prednosti prometa (standard IEEE 802.1p)- naprava zna prepoznati pomembnejše pakete (na primer VoIP) in jih prva poslati. Ko izbirate stikalo za omrežje, kjer bo pomemben del prometa avdio ali video, bodite pozorni na to funkcijo

Podpora VLAN(standardno IEEE 802.1q). VLAN je priročno orodje za razmejitev posameznih območij: interno omrežje podjetij in omrežij običajna uporaba za naročnike, različne oddelke itd.

Za zagotavljanje varnosti v omrežju, nadzor ali preverjanje delovanja omrežne opreme se lahko uporablja zrcaljenje (podvajanje prometa). Na primer, vse dohodne informacije so poslane na ena vrata za preverjanje ali snemanje z določeno programsko opremo.

Posredovanje vrat. To funkcijo boste morda potrebovali za namestitev strežnika z dostopom do interneta ali za spletne igre.

Zaščita zanke - funkciji STP in LBD. Še posebej pomembno pri izbiri neupravljanih stikal. Skoraj nemogoče je odkriti nastalo zanko v njih - zankast odsek omrežja, vzrok številnih napak in zamrznitev. LoopBack Detection samodejno blokira vrata, kjer je prišlo do zanke. Protokol STP (IEEE 802.1d) in njegovi naprednejši potomci - IEEE 802.1w, IEEE 802.1s - delujejo nekoliko drugače in optimizirajo omrežje za drevesno strukturo. Sprva struktura predvideva rezervne veje z zankami. Privzeto so onemogočeni, stikalo pa jih zažene samo, ko pride do izgube na nekaterih glavnih linijah.

Združevanje povezav (IEEE 802.3ad). Poveča prepustnost kanala z združevanjem več fizičnih vrat v eno logično. Največja prepustnost po standardu je 8 Gbit/s.

Zlaganje. Vsak proizvajalec ima svojo zasnovo zlaganja, vendar se na splošno ta funkcija nanaša na virtualno kombinacijo več stikal v eno logično enoto. Namen zlaganja je dobiti velika količina vrata, kot je to mogoče pri uporabi fizičnega stikala.

Preklopite funkcije za spremljanje in odpravljanje težav

Številna stikala zaznajo napačno kabelsko povezavo, običajno ob vklopu naprave, pa tudi vrsto okvare – pretrgana žica, kratek stik ipd. Na primer, D-Link ponuja posebne indikatorje na ohišju:

Zaščita pred virusnim prometom (Safeguard Engine). Tehnika izboljša stabilnost delovanja in ščiti procesor zaradi preobremenitev z "junk" prometom virusnih programov.

Power Features

Varčevanje z energijo.Kako izbrati stikalo, ki vam bo prihranilo energijo? Bodite pozornie za prisotnost funkcij za varčevanje z energijo. Nekateri proizvajalci, kot je D-Link, proizvajajo stikala z regulacijo porabe energije. Na primer, pametno stikalo nadzoruje naprave, ki so nanj povezane, in če katera od njih trenutno ne deluje, se ustrezna vrata preklopijo v »način mirovanja«.

Napajanje prek Etherneta (PoE, standard IEEE 802.af). Stikalo, ki uporablja to tehnologijo, lahko napaja naprave, ki so nanj povezane prek kablov s prepletenimi paricami.

Vgrajena zaščita pred strelo. Zelo zahtevana funkcija, vendar ne smemo pozabiti, da morajo biti takšna stikala ozemljena, sicer zaščita ne bo delovala.


Spletna stran

Že v prvi številki revije LAN smo v rubriki »Prve lekcije« objavili članek S. Steinkeja »Ethernet switching« o osnovah te tehnologije in pri izbiri se nismo zmotili: v naslednjih treh letih, Ethernetno preklapljanje je postalo ena "najbolj vročih" tehnologij. Kasneje smo se k tej temi vrnili več kot enkrat (glej zlasti članek D. Ganzhija "Stikala v lokalnih omrežjih" v izdaji LAN aprila 1997). Prvi članek se je pojavil v času, ko se je Fast Ethernet še boril za mesto pod soncem s 100VG-AnyLAN, izid boja pa je bil daleč od jasnega, zato je bil posvečen predvsem 10 Mbit/s komutaciji. Drugi od teh člankov je obravnaval predvsem splošne vidike zamenjave. Upoštevajoč zgoraj navedene okoliščine, pa tudi pomen komutacije kot take, se nam je zdelo možno in celo potrebno, da se k tej temi še enkrat vrnemo, še posebej zato, ker serija člankov o Ethernetu brez njene obravnave ne bi bila popolna.

KAJ JE STIKALO?

Stikalo je v bistvu večvratni most, tako kot most sprejema dohodne pakete, jih začasno shrani in nato posreduje drugim vratom glede na ciljni naslov tega paketa. Stikala je mogoče uporabiti za povezovanje različnih omrežij LAN, za segmentacijo LAN (to je zmanjšanje števila vozlišč, ki tekmujejo za medije v isti domeni trkov) in za premagovanje omejitev premera segmenta. Slednja uporaba je še posebej pomembna v primeru omrežij Fast Ethernet, kjer premer segmenta ne sme preseči 205 m pri kablu s prepleteno parico.

Stikala uporabljajo koncept " virtualna povezava" za organizacijo začasne povezave med pošiljateljem in prejemnikom. Po prenosu paketa se navidezna povezava prekine. Stikalo vodi tabelo, v kateri si zapomni, katere postaje (natančneje, kateri naslovi MAC) so povezane na katera fizična vrata. V Na sliki 1 naročnik z naslovom A pošlje paket prejemniku z naslovom D. S pomočjo tabele stikalo ugotovi, da je postaja z naslovom A povezana na vrata 1, postaja z naslovom D pa na vrata 4. Na podlagi na teh podatkih vzpostavi virtualno povezavo za prenos sporočila med vrati 1 in 4.

Slika 1.
Na podlagi naslova prejemnika stikalo določi, na katera vrata posreduje dohodni paket.

V ethernetnem stikalu se lahko prenos podatkov med ločenima paroma vrat zgodi istočasno. Na primer, gostitelj A morda pošilja paket gostitelju D hkrati, ko gostitelj B pošilja paket gostitelju C. Oba pogovora potekata hkrati, tako da je v primeru Etherneta skupna prepustnost stikala v naš primer je 20 Mbps. Določi se tako, da sešteje razpoložljivo pasovno širino za vsako povezavo; na primer v primeru 12-portnega Ethernet stikala je teoretično enaka 60 Mbps. Za primerjavo, ethernetni repetitor ima vedno enako skupno prepustnost 10 Mbps, ne glede na število vrat. Poleg tega je lahko dejanska prepustnost zvezdišča veliko manjša, če več naprav tekmuje za dostop do prenosnega medija. Vendar pa je lahko dejanska skupna prepustnost stikala manjša od teoretično izračunane zaradi pomanjkljivosti v zasnovi stikala, na primer zaradi neustrezne notranje prepustnosti vodila. V tem primeru naj bi imelo stikalo blokirno arhitekturo.

ARHITEKTURA STIKALA

Arhitekturo stikala določajo štirje glavni dejavniki - vrsta vrat, velikosti vmesnega pomnilnika, mehanizem za posredovanje paketov in notranje vodilo (glejte sliko 2).

Slika 2.
Ob vsej raznolikosti zasnov stikal osnovno arhitekturo teh naprav določajo štiri komponente: vrata, medpomnilniki, notranje vodilo in mehanizem za posredovanje paketov.

Vrata imajo lahko hitrosti 10 in 100 Mbit/s in delujejo v poldupleksnem in polnodupleksnem načinu. Veliko vrhunskih modelov lahko vsebuje tudi vrata FDDI, ATM, Gigabit Ethernet itd., vendar se te teme tukaj ne bomo dotikali, še posebej, ker smo jo že prej na kratko pregledali.

Prisotnost medpomnilnikov zadostne zmogljivosti ima velik pomen za preklapljanje, zlasti v primeru uporabe protokolov z drsečim oknom v omrežju, ko naročnik potrdi prejem ne vsakega paketa, temveč serije paketov. Na splošno velja, da večja kot je vmesna kapaciteta, tem bolje, vendar je dražje. Zato morajo razvijalci izbirati med zmogljivostjo in ceno. Vendar imajo še eno rešitev - nadzor niti (glej spodaj).

Mehanizem za posredovanje paketov je lahko eden od naslednjih treh: preklapljanje med shranjevanjem in posredovanjem, preklopno preklapljanje in hibridno preklapljanje. Ogledali smo si jih že večkrat, zato naj vas le spomnimo, kaj so. V prvem primeru je paket v celoti shranjen v medpomnilniku, preden se pošlje naprej, torej ta metoda uvaja največjo zamudo, vendar tudi ne dovoljuje, da bi napačni paketi zapustili segment. V drugem primeru, ko je prebral naslov prejemnika, stikalo takoj pošlje okvir naprej. Kot je lahko razumeti, ima ravno nasprotne prednosti in slabosti - nizko zakasnitev in pomanjkanje ustreznega preverjanja okvirja.

V tretjem primeru stikalo prebere prvih 64 bajtov paketa, preden ga posreduje naprej. Tako deluje kot stikalo za medpomnilnik naprej glede na kratke okvirje in kot preklapljanje za dolge okvirje. Načini napredovanja kadrov so prikazani na sliki 3.

(1x1)

Slika 3.
Mehanizmi za posredovanje paketov se razlikujejo glede na točko, na kateri je paket posredovan.

Arhitektura notranjega vodila določa, kako se okvirji prenašajo iz enih vrat v druga z uporabo notranje elektronike stikala. Za učinkovitost stikala je ključnega pomena: proizvajalec lahko trdi, da ima interno vodilo prepustnost 1-2 Gbps, hkrati pa zamolči, da je dosežena samo z določeno vrsto prometa. Na primer, stikalo z vmesnimi pomnilniki z nizko zmogljivostjo lahko deluje najbolje le, če vsa vrata delujejo z enako hitrostjo in je promet enakomerno porazdeljen po vseh vratih.

Vodilo lahko servisira vrata ciklično ali po prioriteti. Med cikličnim vzdrževanjem so vrata v mirovanju preskočena. Ta arhitektura je najbolj primerna za situacije, kjer je promet na vseh vratih približno enak. Pri prednostnem servisiranju aktivna vrata tekmujejo med seboj za notranje vodilo. Ta vrsta arhitekture je najbolj primerna pri delu s stikali, katerih vrata imajo drugačna hitrost. Nekateri proizvajalci ponujajo stikala z možnostjo spreminjanja tipa arhitekture vodila.

FULL DUPLEX ETHERNET

Običajni ethernet (in hitri ethernet) je prenosni medij v skupni rabi in vsa omrežja v skupni rabi so po definiciji poldupleksna: v danem trenutku ima samo ena postaja pravico do oddajanja, vsi ostali pa jo morajo poslušati. Ali, povedano drugače, postaja lahko izvaja sprejemanje ali oddajanje, ne pa obojega hkrati.

Široko sprejetje ožičenja s štirimi pari je odprlo temeljno možnost prenosa in sprejemanja podatkov po ločenih poteh (različni pari), kar ni obstajalo, ko je bil fizični prenosni medij koaksialni kabel.

V primeru, ko je na posamezna vrata stikala priključeno samo eno vozlišče (poudarjamo, eno), ni spora za dostop do prenosnega medija, zato načeloma ne more priti do kolizij in shema večkratnega dostopa CSMA/CD ni dlje potrebno.

Torej, če sta dve vozlišči povezani neposredno na vrata stikala, potem lahko sprejemata in prenašata podatke hkrati na različnih parih, kar ima za posledico teoretično prepustnost takšne povezave 20 Mbit/s v primeru Etherneta in 200 Mbit/s v primeru Fast Ethernet. Poleg tega je realna povprečna prepustnost povezave zaradi odsotnosti konkurence blizu nominalne in znaša nad 80 % zgornjih vrednosti.

AVTOMATSKA POGAJANJA

Nekatera stikala imajo vrata 10 Mb/s in 100 Mb/s (glejte razdelek »Preprečevanje prezasedenosti« za informacije o tem, kakšne težave lahko povzroči to). Poleg tega lahko samodejno določijo, s kakšno hitrostjo delujejo z njim povezane postaje, vozlišča itd.. Končno, če je samo eno vozlišče priključeno na vrata stikala, potem lahko obe strani izbereta način delovanja v polnem dupleksu (pod pogojem, da podpirata oba ).

Isti standardni priključek RJ-45 lahko prenaša signale 10BaseT, 10BaseT full duplex, 100BaseTX, 100BaseTX full duplex in 100BaseT4. Zato je IEEE predlagal shemo za samodejno pogajanje o načinu, imenovano nWAY, da bi ugotovil, na katerem standardu deluje naprava na drugem koncu kabla. Prednostni vrstni red načinov delovanja je naslednji:

  • polni dupleks 100BaseTX;
  • 100BaseT4;
  • 100BaseTX;
  • polni dupleks 10BaseT;
  • 10BaseT.

Pri samodejnem pogajanju »pogodbeni stranki« uporabljata 10BaseT analog impulzov Integrity povezave, imenovan Fast Link Pulse. Takšne impulze pošiljata obe napravi in ​​vsaka od njiju jih uporablja za določitev načina prenosa, v katerem lahko deluje druga stran.

Veliko stikal podpira vseh pet možnih načinov, tako da tudi če povezani gostitelj nima samodejnega pogajanja, bodo vrata stikala z njim komunicirala na tem največja hitrost ki jih je sposoben. Poleg tega je izvajanje te funkcije zelo preprosto in ne vodi do opaznega povečanja stroškov opreme. Končno standard zagotavlja možnost onemogočanja samodejnega pogajanja, tako da lahko uporabnik nastavi želeni način ročni menjalnik, če je potrebno.

PREPREČEVANJE PREOBREMENITEV

Stikala morajo pogosto delovati kot most med 10 in 100 Mbps vrati, na primer, ko ima stikalo ena hitra vrata za povezovanje strežnika in več 10 Mbps vrat za povezovanje delovnih postaj. V primeru, da se promet prenaša iz 10 Mbit/s priključka na 100 Mbit/s priključek, ni težav, če pa gre promet v nasprotni smeri ... Pretok podatkov 100 Mbit/s

je za red velikosti večja od zmogljivosti vrat 10 Mb/s, zato mora stikalo shranjevati odvečne podatke v svojih notranjih medpomnilnikih, če ima za to dovolj pomnilnika. Recimo, da so prva vrata povezana s strežnikom s kartico 100 Mb/s, druga vrata pa so povezana z odjemalcem s kartico 10 Mb/s. Če strežnik odjemalcu enega za drugim pošlje 16 paketov zaporedoma, potem ti skupaj v povprečju znesejo 24 KB podatkov. Prenos 1,5 KB okvirja traja 122 µs v primeru Fast Ethernet in 1220 µs v primeru Etherneta. Tako bodo prva vrata prejela deset okvirjev, preden bo en okvir lahko poslan skozi druga vrata, tj. prva vrata morajo imeti medpomnilnik vsaj 24 KB. Vendar, če je tok dovolj dolg, noben medpomnilnik ne bo dovolj. Eden od načinov, kako se izogniti zastojem, je upravljanje niti. Koncept nadzora pretoka (ali izogibanja zastojem) vključuje povzročitev umetnega trka na hitrem pristanišču, zaradi česar pošiljatelj za nekaj časa prekine prenos podatkov v skladu z eksponentnim algoritmom rezerve. V našem primeru bodo prva vrata zaznala, da je njihov medpomnilnik poln, in pošiljatelju poslala sporočilo o zastoju. Slednji bo zaznal to sporočilo kot trk in bo prekinil prenos. Stikalo bo še naprej pošiljalo sporočila o zastoju, dokler se medpomnilnik ne sprosti. Tovrsten nadzor pretoka izvajajo samo stikala s poldupleksnimi vrati.

UPRAVLJANJE STIKALA

Spremljanje delovanja stikal je eden največjih izzivov, s katerimi se srečujejo tako proizvajalci opreme kot skrbniki omrežja. V primeru skupnih omrežij upravljanje ni posebej težavno, saj se promet prek enih vrat posreduje na vsa druga vrata na vozlišču. Pri stikalu je promet med pari vrat posamezne virtualne povezave drugačen, zato je naloga zbiranja statističnih podatkov o delovanju usmerjevalnika veliko bolj zapletena. Proizvajalci na splošno podpirajo naslednji dve metodi zbiranja statističnih podatkov.

Ena je vključitev upravljanja v arhitekturo hrbtne plošče stikala. O vsakem paketu, poslanem po vodilu, se zbirajo statistični podatki in se hranijo v krmilni napravi v skladu z njegovim naslovom MAC. Program za upravljanje lahko dostopa do te naprave za statistiko prek lokalnega omrežja. Edina težava pri tej metodi je, da vsak proizvajalec stikala izvaja svojo zasnovo, zato je združljivost običajno omejena na statistiko SNMP.

Druga metoda je znana kot zrcaljenje vrat. V tem primeru se ves promet na navedenih vratih kopira v namenska vrata za upravljanje. To pristanišče se običajno poveže s kontrolnim terminalom, ki že zbira statistiko za vsakega določeno pristanišče. Vendar ima ta metoda omejitev, da vam ne omogoča, da vidite, kaj se trenutno dogaja na drugih vratih stikala.

Nekateri proizvajalci stikal v svoje modele praviloma vključujejo vrhunske podatkovne baze za daljinsko spremljanje (Remote Monitor MIB, RMON) za zbiranje statističnih podatkov o delovanju posameznih vrat stikala. Vendar zelo pogosto ne vključujejo vseh skupin, ki jih določa standard, poleg tega pa podpora za RMON MIB bistveno poveča stroške stikala.

RAZLIČNE STIKALA

Stikala lahko razvrstimo na različne načine. Glede na namen jih lahko vse razdelimo v dve veliki skupini - stikala za delovne skupine in stikala za hrbtenico.

Posebnost številnih stikal za delovne skupine je majhno število naslovov, podprtih na posameznih vratih. Vsaka vrata delujejo kot most, zato mora vedeti, do katerih naslovov lahko dostopa prek drugih vrat. Takšni seznami preslikav naslovov vrat v MAC so lahko precej dolgi in zavzamejo veliko količino dragega pomnilnika. Zato stikala za delovne skupine običajno ne podpirajo preveč naslovov MAC. Nekateri si na splošno zapomnijo le en naslov za posamezna vrata - v tem primeru je na vrata lahko priključeno eno in samo eno vozlišče.

Hrbtenična stikala odlikuje veliko število hitrih vrat, vključno s polnim dupleksom, in prisotnost dodatne funkcije upravljanje omrežij, kot so navidezna lokalna omrežja in napredno filtriranje paketov itd. Na splošno je hrbtenično stikalo veliko dražje in bolj produktivno kot njegov primerek za delovno skupino.

PREDNOSTI PREKLOPOV

Preklapljanje je postalo tako priljubljena tehnologija, ker vam omogoča povečanje dejanske pasovne širine, ki je na voljo vsakemu vozlišču. Posledično so podjetja lahko odpravila prometne zastoje in razširila ozka grla, ne da bi spremenila osnovno tehnologijo ali bistveno preoblikovala topologijo omrežja. Poleg tega vam omogoča povečanje dolžine omrežja. Ta okoliščina je še posebej dragocena v primeru Fast Ethernet - na primer, z namestitvijo mostu (dvoportnega stikala, z vidika nekaterih proizvajalcev) med dvema vozliščema se lahko razdalja med končnima postajama poveča na 400 m. .

Dmitry Ganzha je izvršni urednik LAN. Kontaktiran je na: .


Od skupnih do komutiranih omrežij