Ethernet kapcsoló osztályok. A hálózati eszközök összehasonlítása. Kapcsolók műszaki paraméterei Kapcsolók összehasonlítása

teljesítmény, vannak:
  • keretszűrési sebesség;
  • a személyzet előrehaladásának sebessége;
  • áteresztőképesség;
  • átviteli késleltetés keret.

Ezenkívül számos kapcsolójellemző van, amelyek a legnagyobb hatással vannak ezekre a teljesítményspecifikációkra. Ezek tartalmazzák:

  • kapcsolási típus;
  • keretpuffer(ek) mérete;
  • a kapcsolási mátrix teljesítménye;
  • a processzor vagy processzorok teljesítménye;
  • méret kapcsolótáblák.

Szűrési sebesség és keret előrehaladási sebessége

A keretszűrés és a továbbítási sebesség a kapcsolók két fő teljesítményjellemzője. Ezek a jellemzők integrált mutatók, és nem függenek a kapcsoló műszaki megvalósításától.

Szűrési sebesség

  • a keret fogadása a pufferbe;
  • egy keret elvetése, ha hibát észlel benne (az ellenőrző összeg nem egyezik, vagy a keret 64 bájtnál kisebb vagy 1518 bájtnál nagyobb);
  • keret ledobása a hurkok megszüntetésére a hálózatban;
  • a keret eldobása a porton konfigurált szűrőknek megfelelően;
  • nézegetése kapcsolótáblák hogy a keret vevőjének MAC-címe alapján megtalálja a célportot, és eldobja a keretet, ha a keret küldő és fogadó csomópontja ugyanahhoz a porthoz csatlakozik.

Szinte minden kapcsoló szűrési sebessége nem blokkoló – a kapcsoló képes eldobni a képkockákat olyan ütemben, ahogyan azok megérkeznek.

Továbbítási sebesség meghatározza, hogy a kapcsoló milyen sebességgel hajtja végre a következő keretfeldolgozási lépéseket:

  • a keret fogadása a pufferbe;
  • nézegetése kapcsolótáblák a célport megtalálása céljából a keret címzettjének MAC-címe alapján;
  • a keret átvitele a hálózatba a finden keresztül kapcsolóasztal uticél kikötője.

Mind a szűrési, mind a továbbítási sebességet általában képkocka per másodpercben mérik. Ha a kapcsoló jellemzői nem határozzák meg, hogy melyik protokollhoz és milyen keretmérethez adják meg a szűrési és továbbítási sebességet, akkor alapértelmezés szerint ezek a mutatók az Ethernet protokollra és a minimális méretű keretekre vannak megadva, azaz 64 bájt hosszú keretek (preambulum nélkül), 46 bájt adatmezővel. A minimális hosszúságú keretek, mint a kapcsoló feldolgozási sebességének fő mutatójaként való felhasználása azzal magyarázható, hogy az ilyen keretek mindig a legnehezebb működési módot hozzák létre a kapcsoló számára, összehasonlítva más formátumú keretekkel, amelyekben az átvitt felhasználói adatok átvitele azonos. Ezért egy kapcsoló tesztelésekor a minimális kerethosszúságot használják a legnehezebb tesztként, amely igazolja, hogy a kapcsoló képes-e működni a forgalmi paraméterek legrosszabb kombinációja mellett.

Átbocsátóképesség váltása a portokon keresztül időegység alatt továbbított felhasználói adatok mennyiségével mérve (megabitben vagy gigabitben másodpercenként). Mivel a switch az adatkapcsolati rétegen működik, felhasználói adatai azok az adatok, amelyek az adatkapcsolati réteg protokoll kereteinek adatmezőjébe kerülnek - Ethernet, Fast Ethernet stb. maximális hossz, mivel amikor Ebben az esetben a keretszolgáltatás információival kapcsolatos általános költségek aránya jóval alacsonyabb, mint a minimális hosszúságú kereteknél, és lényegesen kevesebb az az idő, amikor a kapcsoló a felhasználói információ bájtjánként végrehajtja a keretfeldolgozási műveleteket. Ezért egy kapcsoló blokkolhatja a minimális hosszúságú kereteket, de még mindig nagyon jó az áteresztőképessége.

Keret átviteli késleltetés (további késleltetés) a keret első bájtjának a kapcsoló bemeneti portjához való megérkezésétől addig eltelt időként mérik, amíg ez a bájt megjelenik a kimeneti portján. A késleltetés a keret byte-ok pufferelésével, valamint a keret kapcsoló általi feldolgozásával, azaz megtekintésével eltöltött időből áll. kapcsolótáblák, továbbítási döntések meghozatala és hozzáférés a kimeneti port környezethez.

A kapcsoló által bevezetett késleltetés mértéke az általa használt kapcsolási módtól függ. Ha a kapcsolást pufferelés nélkül hajtják végre, akkor a késleltetések általában kicsik és 5-40 μs, teljes keret puffereléssel pedig 50-200 μs (minimális hosszúságú képkockák esetén).

Az asztal méretének váltása

Maximum kapacitás kapcsolótáblák meghatározza a kapcsoló által egyidejűleg működtethető MAC-címek számának korlátját. BAN BEN kapcsolóasztal Minden porthoz mind a dinamikusan tanult MAC-címek, mind a hálózati rendszergazda által létrehozott statikus MAC-címek tárolhatók.

A tárolható MAC-címek maximális száma kapcsolóasztal, a kapcsoló alkalmazásától függ. A D-Link munkacsoportos és kis irodai kapcsolók általában támogatják az 1K–8K MAC-címtáblázatokat. A nagy munkacsoportos kapcsolók támogatják a 8 000 és 16 000 közötti kapacitású MAC-címtáblázatot, a hálózati gerinckapcsolók pedig általában 16 000 és 64 000 közötti vagy több címet támogatnak.

Elégtelen kapacitás kapcsolótáblák a váltás lelassulását és a hálózat eltömődését okozhatja a túlzott forgalom miatt. Ha a kapcsolótábla teljesen megtelt, és a port új forrás MAC-címet talál egy bejövő keretben, a kapcsoló nem tudja bevinni azt a táblázatba. Ebben az esetben az erre a MAC-címre küldött válaszkeret az összes porton (kivéve a forrásportot) keresztül kerül elküldésre, pl. lavinaátvitelt fog okozni.

Keretpuffer kapacitás

A keretek ideiglenes tárolásának biztosítására olyan esetekben, amikor azokat nem lehet azonnal továbbítani a kimeneti portra, a kapcsolók a megvalósított architektúrától függően pufferekkel vannak felszerelve a bemeneti és kimeneti portokon, vagy közös pufferrel minden porthoz. A puffer mérete mind a keretátviteli késleltetést, mind a csomagvesztési arányt befolyásolja. Ezért minél nagyobb a puffermemória, annál kevésbé valószínű a keretvesztés.

Általában a hálózat kritikus részein való működésre tervezett kapcsolók portonként több tíz vagy több száz kilobájt puffermemóriával rendelkeznek. Az összes portra közös puffer általában több megabájt kapacitású.

Hogyan válasszunk kapcsolót a meglévő változatosság alapján? A modern modellek funkcionalitása nagyon eltérő. Vásárolhat egy egyszerű unmanaged switchet vagy egy multifunkcionális menedzselt switchet, ami nem sokban különbözik egy teljes értékű routertől. Ez utóbbira példa a Mikrotik CRS125-24G-1S-2HND-IN az új Cloud Router Switch vonalból. Ennek megfelelően az ilyen modellek ára sokkal magasabb lesz.

Ezért a kapcsoló kiválasztásakor mindenekelőtt el kell döntenie, hogy a modern kapcsolók melyik funkciójára és paraméterére van szüksége, és melyek azok, amelyekért nem szabad túlfizetni. De először egy kis elmélet.

A kapcsolók típusai

Ha azonban a korábban felügyelt kapcsolók különböztek a nem menedzselt switchektől, beleértve a funkciók szélesebb körét, akkor most már csak a távoli eszközkezelés lehetőségében vagy lehetetlenségében lehet a különbség. Ami a többit illeti, a gyártók a legegyszerűbb modellekhez is további funkciókat adnak, gyakran növelve azok költségeit.

Ezért jelenleg a kapcsolók szint szerinti osztályozása informatívabb.

Váltson szintet

Ahhoz, hogy az igényeinknek leginkább megfelelő kapcsolót válasszuk, ismernünk kell annak szintjét. Ezt a beállítást az eszköz által használt OSI (adatátviteli) hálózati modell határozza meg.

  • Eszközök első szint, segítségével fizikai az adatátvitel szinte eltűnt a piacról. Ha valaki más is emlékszik a hubokra, akkor ez csak egy példa a fizikai szintre, amikor az információt folyamatos folyamban továbbítják.
  • 2. szint. Szinte minden nem felügyelt kapcsoló ebbe a kategóriába tartozik. Az úgynevezett csatorna hálózati modell. Az eszközök külön csomagokra (keretekre) osztják a beérkező információkat, ellenőrzik és elküldik egy adott fogadó eszközre. A második szintű kapcsolókban az információelosztás alapja a MAC-cím. Ezekből a kapcsoló összeállít egy címzési táblázatot, megjegyzi, hogy melyik MAC-cím melyik portnak felel meg. Nem értik az IP-címeket.

  • 3. szint. Egy ilyen kapcsoló kiválasztásával olyan eszközt kap, amely már IP-címekkel működik. Támogatja az adatokkal való munka sok más lehetőségét is: logikai címek konvertálása fizikai címekké, hálózati protokollok IPv4, IPv6, IPX stb., pptp, pppoe, vpn kapcsolatok és mások. A harmadikon hálózat szintű adatátvitel, szinte minden router és a switchek legfejlettebb része működik.

  • 4. szint. Az itt használt OSI hálózati modell ún szállítás. Még csak nem is minden útválasztót adnak ki ehhez a modellhez. A forgalom elosztása intelligens szinten történik - a készülék képes együttműködni az alkalmazásokkal, és az adatcsomagok fejlécei alapján a kívánt címre irányítani azokat. Ezenkívül a szállítási réteg protokolljai, például a TCP, garantálják a csomagok kézbesítésének megbízhatóságát, bizonyos átviteli sorrendet tartanak fenn, és képesek optimalizálni a forgalmat.

Válasszon ki egy kapcsolót – olvassa el a jellemzőket

Hogyan válasszunk kapcsolót a paraméterek és funkciók alapján? Nézzük meg, mit jelentenek a specifikációkban gyakran használt szimbólumok. Az alapvető paraméterek a következők:

Portok száma. Számuk 5-től 48-ig változik. A kapcsoló kiválasztásakor jobb tartalékot képezni a további hálózatbővítéshez.

Alap adatátviteli sebesség. Leggyakrabban a 10/100/1000 Mbit/s megjelölést látjuk - ez a sebesség, amelyet az eszköz egyes portjai támogatnak. Vagyis a kiválasztott kapcsoló 10 Mbit/s, 100 Mbit/s vagy 1000 Mbit/s sebességgel működhet. Elég sok olyan modell létezik, amely gigabites és 10/100 Mb/s-os porttal is fel van szerelve. A legtöbb modern switch az IEEE 802.3 Nway szabvány szerint működik, és automatikusan érzékeli a port sebességét.

Sávszélesség és belső sávszélesség. Az első érték, amelyet kapcsolási mátrixnak is neveznek, a kapcsolón időegység alatt áthaladó maximális forgalom mennyisége. Kiszámítása nagyon egyszerű: portok száma x port sebessége x 2 (duplex). Például egy 8 portos gigabites switch átviteli sebessége 16 Gbps.
A belső áteresztőképességet általában a gyártó jelzi, és csak az előző értékkel való összehasonlításhoz szükséges. Ha a deklarált belső sávszélesség kisebb, mint a maximális, az eszköz nem fog jól megbirkózni a nagy terhelésekkel, lelassul és lefagy.

Automatikus MDI/MDI-X felismerés. Ez az automatikus felismerés és mindkét szabvány támogatása, amellyel a csavart érpárt préselték, anélkül, hogy a csatlakozások kézi vezérlésére lenne szükség.

Bővítőhelyek. További interfészek csatlakoztatásának lehetősége, például optikai.

MAC cím táblázat mérete. A kapcsoló kiválasztásához fontos előre kiszámítani a szükséges táblázat méretét, lehetőleg figyelembe véve a jövőbeli hálózatbővítést. Ha nincs elég bejegyzés a táblázatban, akkor a kapcsoló újakat ír a régiek fölé, és ez lelassítja az adatátvitelt.

Forma tényező. A kapcsolók kétféle házzal kaphatók: asztali/falra szerelhető és rackbe szerelhető. Ez utóbbi esetben a szabványos eszközméret 19 hüvelyk. Speciális fülek az állványra szereléshez levehetők.

Kiválasztunk egy kapcsolót a forgalommal való munkához szükséges funkciókkal

Áramlásszabályozás ( Flow Control, IEEE 802.3x protokoll). Biztosítja az adatküldés és -vétel koordinációját a küldő eszköz és a kapcsoló között nagy terhelés mellett, a csomagvesztés elkerülése érdekében. A funkciót szinte minden kapcsoló támogatja.

Jumbo Frame- megnövelt csomagok. 1 Gbit/s és nagyobb sebességhez használják, lehetővé teszi az adatátvitel felgyorsítását a csomagok számának és feldolgozási idejének csökkentésével. A funkció szinte minden kapcsolóban megtalálható.

Full-duplex és Half-duplex módok. Szinte az összes modern kapcsoló támogatja a félduplex és a full-duplex közötti automatikus egyeztetést (csak egy irányban továbbít adatot, egyidejűleg mindkét irányba továbbítja az adatokat), hogy elkerülje a hálózati problémákat.

Forgalom prioritása (IEEE 802.1p szabvány)- a készülék képes azonosítani a fontosabb csomagokat (például VoIP), és először elküldi azokat. Ha olyan hálózathoz választ kapcsolót, ahol a forgalom jelentős része hang vagy videó lesz, figyeljen erre a funkcióra.

Támogatás VLAN(alapértelmezett IEEE 802.1q). A VLAN kényelmes eszköz a különálló szakaszok elhatárolására: a vállalat belső hálózata és a nyilvános hálózat az ügyfelek, különböző részlegek stb.

A hálózaton belüli biztonság, a hálózati berendezések teljesítményének vezérlése vagy ellenőrzése érdekében tükrözés (forgalomduplikáció) használható. Például az összes bejövő információ egy portra kerül, hogy bizonyos szoftverek ellenőrizzék vagy rögzítsék.

Port Forwarding. Erre a funkcióra szüksége lehet egy internet-hozzáféréssel rendelkező szerver üzembe helyezéséhez vagy online játékokhoz.

Hurokvédelem - STP és LBD funkciók. Különösen fontos a nem kezelt kapcsolók kiválasztásakor. Szinte lehetetlen észlelni bennük a kialakult hurkot - a hálózat hurkolt szakaszát, amely számos hiba és lefagyás oka. A LoopBack Detection automatikusan blokkolja azt a portot, ahol hurok történt. Az STP protokoll (IEEE 802.1d) és fejlettebb leszármazottai – IEEE 802.1w, IEEE 802.1s – egy kicsit másképp működnek, optimalizálva a hálózatot egy fastruktúrához. Kezdetben a szerkezet tartalék, hurkolt ágakat biztosít. Alapértelmezés szerint le vannak tiltva, és a kapcsoló csak akkor indítja el őket, ha néhány fő vonalon veszteség van.

Linkösszesítés (IEEE 802.3ad). Növeli a csatorna átviteli sebességét több fizikai port egyetlen logikai porttá kombinálásával. A szabvány szerinti maximális átviteli sebesség 8 Gbit/sec.

Halmozás. Minden gyártónak megvan a maga halmozási kialakítása, de általában ez a funkció több kapcsoló virtuális kombinációját jelenti egyetlen logikai egységben. A halmozás célja, hogy nagyobb számú portot kapjunk, mint amennyi egy fizikai kapcsolóval lehetséges.

Kapcsoló funkciók figyeléshez és hibaelhárításhoz

Sok kapcsoló észleli a hibás kábelcsatlakozást, általában a készülék bekapcsolásakor, valamint a hiba típusát - vezetékszakadás, rövidzárlat stb. Például a D-Link speciális indikátorokat biztosít a testen:

Vírusforgalom elleni védelem (Safeguard Engine). A technika lehetővé teszi a működési stabilitás növelését és a központi processzor védelmét a vírusprogramok „szemét” forgalmával szembeni túlterheléstől.

Teljesítmény jellemzők

Energiatakarékos.Hogyan válasszunk olyan kapcsolót, amely energiát takarít meg? Figyelje az energiatakarékos funkciók meglétére. Egyes gyártók, mint például a D-Link, energiafogyasztás-szabályozással rendelkező kapcsolókat gyártanak. Például egy intelligens kapcsoló figyeli a hozzá csatlakoztatott eszközöket, és ha éppen valamelyik nem működik, a megfelelő port „alvó módba” kerül.

Tápellátás Etherneten keresztül (PoE, IEEE 802.af szabvány). Az ezt a technológiát használó kapcsoló a hozzá csavart érpáron keresztül csatlakoztatott eszközöket táplálhatja.

Beépített villámvédelem. Nagyon szükséges funkció, de emlékeznünk kell arra, hogy az ilyen kapcsolókat földelni kell, különben a védelem nem fog működni.


weboldal- 42,52 KB

    230106

    (szakkód)

TANFOLYAM MUNKA

fegyelem szerint

    Tantárgy:

    SGPEC 230106.11.15.

Diákcsoport: TO3A08, Korchagin A. G.

      Tanár: Chirochkin E.I.

      Védekezés dátuma: ___________________________ Értékelés__________

Saransk

2011

Az Orosz Föderáció Oktatási és Tudományos Minisztériuma

FGOU SPO "Saransk Állami Ipari és Gazdasági Főiskola"

    230106

    (szakkód)

    FELADAT TANFOLYAMOS MUNKÁRA

    fegyelem szerint Számítógépes hálózatok és távközlés

    a TO3A08 csoport diákja, Korchagin A. G.

    Tantárgy: Kapcsolók: jellemzők és specifikációk

A tanfolyami munka 28 lapon készült, és a következő részekből áll:

Bevezetés

1 A hálózati kapcsoló jellemzői

2 A modern kapcsolók osztályozása

3 A kapcsoló jellemzői

Következtetés

A felhasznált források listája

Kiállítás kelte: ________________ Vezető osztály: __________________

Határidő: ____________ Tanár: _______________

Bevezetés……………………………………………………………………………………5

  1. A hálózati kapcsoló jellemzői……………………………………………………………………… 10
    1. A kapcsoló és szerepe a hálózat strukturálásában…………………………………………………………………………………………………
    2. Működési elv……………………………………………………………………
  2. A modern kapcsolók osztályozása……………………………………….. 14
    1. A személyi előléptetés módja szerint………………………………………………………………………
      1. Menet közben………………………………………………………………………………… ....14
      2. Köztes tárolással…………………………………………………………..14
    1. A működési elvi algoritmus szerint……………………………………………………………….15
      1. Átlátszó kapcsolók……………………………………………………………………… 15
      1. A forrásútválasztási algoritmust megvalósító kapcsolók…………………………………………………………………………….15
      1. A feszítőfa algoritmust megvalósító kapcsolók…………16
    1. A belső logikai architektúra szerint………………………………………… 16
      1. Kapcsolók kapcsolási mátrixszal…………………………………16
      2. Átkapcsolás közös busszal………………………………………………..17
      3. Megosztott memória kapcsolók………………………………………18
      4. Kombinált kapcsolók…………………………………………….19
    1. Alkalmazási terület szerint………………………………………………………………..20
      1. Kapcsolók rögzített számú porttal……………………………………………………………………………………………………………………
      2. Moduláris kapcsolók………………………………………………………………….20
      3. Halmozott kapcsolók…………………………………………………………………………….21
    1. Kapcsoló technológiák…………………………………………………………..21
      1. Ethernet kapcsolók………………………………………………………….. .21
      2. Token Ring kapcsolók……………………………………………………………….22
      3. FDDI kapcsolók………………………………………………………………23
  1. A kapcsolók jellemzői…………………………………………………………………………24
    1. Sávszélesség……………………………………………………………………………24
    2. Képkocka átviteli késleltetés……………………………………………………….24
    3. A hálózaton áthaladó keretek sebessége…………………………………………
    4. Szűrési sebesség………………………………………………………………..25

Következtetés………………………………………………………………………………….26

A felhasznált források listája………………………………………………………………. ..27

Bevezetés

Amikor a helyzet megváltozott a 80-as évek végén - a 90-es évek elején - a gyors protokollok, a nagy teljesítményű személyi számítógépek, a multimédiás információk megjelenése és a hálózat nagyszámú szegmensre osztása - a klasszikus hidak már nem tudtak megbirkózni a feladattal. A keretfolyamok ma már több port közötti kiszolgálása egyetlen feldolgozó egységgel jelentős processzorsebesség-növekedést igényelt, és ez meglehetősen költséges megoldás. Hatékonyabbnak bizonyult a switcheket „szülõ” megoldás (1. ábra): az egyes portokra érkező áramlás kiszolgálására portonként külön speciális processzorokat telepítettek a készülékbe, amelyek megvalósították a hídalgoritmust.

1. ábra Kapcsoló

A switch lényegében egy többprocesszoros híd, amely egyszerre képes kereteket továbbítani az összes portja között. De ha a processzoregységek hozzáadásakor a számítógépet nem hagyták abba számítógépnek nevezni, hanem csak a „többprocesszoros” jelzőt adták hozzá, akkor a többprocesszoros hidakkal metamorfózis történt - kapcsolókká váltak. Ezt elősegítette a kapcsoló egyes processzorai közötti kommunikációs módszer - kapcsolómátrix segítségével kapcsolták össze őket, hasonlóan a többprocesszoros számítógépek processzorokat memóriablokkokkal összekötő mátrixaihoz. Fokozatosan a switchek felváltották a helyi hálózatok klasszikus egyprocesszoros hidait. Ennek fő oka az a nagyon nagy teljesítmény, amellyel a switchek kereteket továbbítanak a hálózati szegmensek között. Ha a hidak akár le is lassíthatnák a hálózatot, amikor teljesítményük kisebb volt, mint a szegmensek közötti keretáramlás intenzitása, akkor a switcheket mindig olyan portprocesszorokkal szabadítják fel, amelyek a protokoll által tervezett maximális sebességgel képesek továbbítani a kereteket. Ehhez járul még a portok közötti párhuzamos keretátvitel, ami a kapcsolók teljesítményét több nagyságrenddel magasabbra tette, mint a hidaké - a switchek akár több millió képkocka átvitelére is képesek másodpercenként, míg a hidak jellemzően 3-5 ezer képkocka/mp-et dolgoztak fel. adj egy percet. Ez előre meghatározta a hidak és kapcsolók sorsát. A közös kábelrendszer sok számítógép általi együttes használata a hálózati teljesítmény jelentős csökkenéséhez vezet nagy forgalom mellett. A megosztott környezet már nem tud megbirkózni a továbbított keretek áramlásával, és a hálózaton számítógépek sora jelenik meg, amelyek hozzáférésre várnak. Ez a probléma megoldható a hálózat logikai strukturálásával egy switch segítségével (2. ábra). A logikai hálózati strukturálás egy közös megosztott környezet logikai szegmensekre való felosztását jelenti, az egyes hálózati szegmensek forgalmának lokalizálása érdekében. Ebben az esetben az egyes hálózati szegmenseket eszközök, például kapcsolók kötik össze. A logikai szegmensekre osztott hálózat nagyobb teljesítménnyel és megbízhatósággal rendelkezik. A megosztott környezet logikai szegmensekre való felosztásának előnyei:

A hálózati topológia egyszerűsége, amely lehetővé teszi a csomópontok számának egyszerű bővítését;

Nincs keretvesztés a kommunikációs eszközök puffereinek túlcsordulása miatt, mivel az új keret nem kerül továbbításra a hálózatba, amíg az előző meg nem érkezik - a közepes felosztási rendszer maga szabályozza a keretek áramlását, és felfüggeszti a túl gyakran képkockákat generáló állomásokat, kényszerítve őket várni a hozzáférést;

A protokollok egyszerűsége, amely biztosítja a berendezések alacsony költségét.

2. ábra Logikai hálózati struktúra kapcsoló segítségével

Mivel a hálózat számítógépcsoportokat tartalmaz, amelyek elsősorban egymással cserélnek információt, a hálózat logikai szegmensekre bontása javítja a hálózati teljesítményt - a forgalom lokalizálódik a csoportokon belül, és jelentősen csökken a megosztott kábelezési rendszereik terhelése.

Relevancia A választott kutatási témát egyrészt a helyi hálózatok gyors belépése határozza meg az információs tevékenység szinte minden területén. A hálózati teljesítményt javító hálózati eszközök pedig a helyi hálózatok szerves részét képezik. A helyi hálózatok hálózati berendezéseket használó szervezése a nagy hálózatok tervezése során megszokottá vált. Ez a norma felváltotta a kizárólag olyan kábelszakaszokra épülő hálózatokat, amelyeket a hálózaton lévő számítógépek információtovábbításra használnak.

Másodszor, az elmúlt néhány évben (2006 óta) a kapcsolók elkezdték észrevehetően kiszorítani a routereket a szilárdan rögzített pozícióikból. Az épülethálózatban központi helyet foglaltak el a routerek, az emeleti hálózat szintjén pedig a switchek kaptak helyet. Ezenkívül általában kevés volt a kapcsoló – csak nagyon forgalmas hálózati szegmensekre vagy nagy teljesítményű szerverek csatlakoztatására telepítették őket. A kapcsolók elkezdték kiszorítani az útválasztókat a hálózat közepéről a perifériára, ahol a helyi hálózat és a globális hálózat összekapcsolására használták őket. Az épület hálózatában a központi helyet egy moduláris felépítésű vállalati kapcsoló foglalta el, amely belső, nagyon produktív gerincén egyesítette az emeletek és részlegek összes hálózatát. A kapcsolók a routereket váltották fel, mert ár/teljesítmény arányuk jóval alacsonyabbnak bizonyult, mint egy routeré. Természetesen a kapcsolók szerepének növekedése a helyi hálózatokban nem abszolút. Az útválasztóknak pedig még mindig vannak olyan alkalmazásaik, ahol a használatuk ésszerűbb, mint a switchek. Az útválasztók nélkülözhetetlenek maradnak a helyi hálózat és a globális hálózat összekapcsolásakor.

A munka célja– feltárja a kapcsoló működési elvének lényegét, jellemzőit, jellemzőit, és mérlegeli alkalmazási körét is.

Feladatok kutatómunka:

Ismertesse a kapcsoló fogalmát, a működési elv lényegét, használatának célját, szerepét a helyi hálózatok működésében!

Vegye figyelembe ennek az eszköznek a különböző osztályozásait és jellemzőit;

Elemezze a kapcsolók használatának relevanciáját és kilátásait a helyi hálózatok szervezésében.

A vizsgálat tárgya A switch az egyik legígéretesebb hálózati eszköz a helyi hálózatok szervezésében.

A kutatás tárgya a kapcsolók jellemzői és jellemzői.

Munka szerkezete.

Az első fejezet ismerteti a hálózati kapcsoló tulajdonságait, fogalmát, szerepét a hálózat felépítésében és működési elvét.

A második fejezet a modern kapcsolók osztályozását írja le:

Személyzeti előléptetés módszerével;

A működési elv algoritmusa szerint;

Belső logikai architektúrával;

Alkalmazási terület szerint;

Kapcsoló technológiák.

A harmadik fejezet a kapcsolók jellemzőit ismerteti.

1 A hálózati kapcsoló jellemzői

Ebben a fejezetben áttekintjük a kapcsoló fogalmát, használatának célját és működési elvét.

    1. A kapcsoló és szerepe a hálózat strukturálásában

A kapcsoló vagy kapcsoló olyan eszköz, amelyet arra terveztek, hogy egy szegmensen belül egy számítógépes hálózat több csomópontját összekapcsolja. A kapcsoló csak közvetlenül továbbítja az adatokat a címzettnek. Ez javítja a hálózat teljesítményét és biztonságát azáltal, hogy megszabadítja más hálózati szegmenseket attól, hogy olyan adatokat kelljen feldolgozniuk (és képesek legyenek is) feldolgozni, amelyeket nem nekik szántak. A switch képes egyesíteni a gazdagépeket ugyanazon a hálózaton MAC-címeik alapján. A kapcsoló a teljes adatátviteli közeget logikai szegmensekre osztja. Egy logikai szegmens több fizikai szegmens (kábelszakasz) kombinálásával jön létre. Mindegyik logikai szegmens külön kapcsolóporthoz csatlakozik (3. ábra). Ha valamelyik portra keret érkezik, a kapcsoló csak azon a porton ismétli meg ezt a keretet, amelyhez a szegmens csatlakozik. A kapcsoló párhuzamosan továbbítja a kereteket. Tartalom

Bevezetés……………………………………………………………………………………5
A hálózati kapcsoló tulajdonságai………………………………………………………………10
A kapcsoló és szerepe a hálózat strukturálásában…………………………………………………………………………………………………
Működési elv……………………………………………………………………………………..11
A modern kapcsolók osztályozása……………………………………..14
A személyi előléptetés módja szerint………………………………………………………………………
Menet közben…………………………………………………………………………………….14
Köztes tárolással…………………………………………………………..14
A működési elvi algoritmus szerint……………………………………………………………….15
Átlátszó kapcsolók………………………………………………………………15
A forrásútválasztási algoritmust megvalósító kapcsolók…………………………………………………………………………………………….15
A feszítőfa algoritmust megvalósító kapcsolók…………16
A belső logikai architektúráról………………………………………16
Kapcsolók kapcsolási mátrixszal…………………………………16
Átkapcsolás közös busszal………………………………………………..17
Megosztott memória kapcsolók………………………………………18
Kombinált kapcsolók…………………………………………….19
Alkalmazási terület szerint………………………………………………………..20
Kapcsolók rögzített számú porttal……………………………………………………………………………………………………………………
Moduláris kapcsolók………………………………………………………………….20
Halmozott kapcsolók……………………………………………………….21
Kapcsoló technológiák……………………………………………………………..21
Ethernet kapcsolók……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Token Ring kapcsolók……………………………………………………………….22
FDDI kapcsolók………………………………………………………………23
A kapcsolók jellemzői…………………………………………………………24
Sávszélesség……………………………………………………… 24
Képkocka átviteli késleltetés……………………………………………………….24
A hálózaton áthaladó keretek sebessége…………………………………………
Szűrési sebesség………………………………………………………………..25
Következtetés………………………………………………………………………………….26
A felhasznált források listája…………………………………………………………………27

A gigabites hozzáférés témája egyre aktuálisabb, különösen most, amikor a verseny erősödik, az ARPU csökken, és a 100 Mbit-es tarifák sem lepnek meg senkit. Régóta fontolgatjuk a gigabites hozzáférésre való átállás kérdését. Engem elriaszt a berendezés ára és a kereskedelmi megvalósíthatóság. De a versenytársak nem alszanak, és amikor még a Rostelecom is elkezdett 100 Mbit-nél nagyobb tarifákat kínálni, rájöttünk, hogy nem várhatunk tovább. Ráadásul a gigabites port ára jelentősen csökkent, és egyszerűen veszteségessé vált egy FastEthernet switch telepítése, amelyet pár éven belül még gigabitesre kell cserélni. Ezért kezdtünk gigabites kapcsolót választani a hozzáférési szinten való használatra.

Megnéztük a gigabites kapcsolók különféle modelljeit, és két olyan mellett döntöttünk, amelyek a paraméterek szempontjából a legalkalmasabbak, és egyben megfeleltek a költségvetési elvárásoknak. Ezek a Dlink DGS-1210-28ME és .

Keret


Az SNR teste vastag, strapabíró fémből készült, ami miatt nehezebb „versenytársánál”. A D-link vékony acélból készült, ami súlyelőnyt biztosít. Azonban kisebb szilárdsága miatt érzékenyebbé teszi a külső hatásokra.

A D-link kompaktabb: mélysége 14 cm, míg az SNRé 23 cm.Az SNR tápcsatlakozó az előlapon kapott helyet, ami kétségtelenül megkönnyíti a telepítést.

Áramforrás


D-link tápegység


Tápegység SNR

Annak ellenére, hogy a tápegységek nagyon hasonlóak, mégis találtunk különbségeket. A D-link tápegység gazdaságosan, talán túlságosan is gazdaságosan készült - a táblán nincs lakkbevonat, a bemeneti és kimeneti interferencia elleni védelem minimális. Emiatt a Dlink szerint aggodalomra ad okot, hogy ezek az árnyalatok befolyásolják a kapcsoló túlfeszültség-érzékenységét, valamint a változó páratartalom és poros körülmények közötti működést.

Kapcsolótábla





Mindkét tábla gondosan készül, a beépítésre nem lehet panasz, az SNR azonban jobb minőségű textolittal rendelkezik, a tábla ólommentes forrasztási technológiával készül. A lényeg persze nem az, hogy az SNR kevesebb ólmot tartalmaz (ami Oroszországban senkit nem riaszt el), hanem az, hogy ezeket a kapcsolókat modernebb vonalon gyártják.

Ezen kívül ismét, mint a tápegységeknél, a lakkbevonaton mentett D-link. Az SNR táblán lakkbevonat található.

Nyilvánvalóan feltételezik, hogy a D-link hozzáférési kapcsolók működési feltételeinek eleve kiválónak kell lenniük - tiszta, száraz, hűvös... nos, mint mindenki más. ;)

Hűtés

Mindkét kapcsoló passzív hűtőrendszerrel rendelkezik. A D-link nagyobb radiátorokkal rendelkezik, és ez egy határozott plusz. Az SNR-nek azonban szabad helye van a tábla és a hátsó fal között, ami pozitív hatással van a hőelvezetésre. További árnyalat a chip alatt található hőleadó lemezek jelenléte, amelyek hőt adnak át a kapcsolótestnek.

Elvégeztünk egy kis tesztet - normál körülmények között mértük a hűtőborda hőmérsékletét a chipen:

  • A kapcsolót egy asztalra helyezzük szobahőmérsékleten 22 C,
  • 2 SFP modul telepítve,
  • Várunk 8-10 percet.

A teszteredmények meglepőek voltak - a D-link 72 C-ig melegedett, míg az SNR - csak 63 C-ig. Arra jobb nem gondolni, hogy mi lesz a D-linkdel egy szorosan összecsomagolt dobozban a nyári melegben.



Hőmérséklet a D-linken 72 fok



SNR 61 C-on a repülés normális

Villámvédelem

A kapcsolók különféle villámvédelmi rendszerekkel vannak felszerelve. A D-link gázkisüléseket használ. Az SNR varisztorral rendelkezik. Mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. A varisztorok válaszideje azonban jobb, és ez jobban védi magát a kapcsolót és a hozzá kapcsolódó előfizetői eszközöket.

Összegzés

A D-link minden alkatrészen – a tápegységen, az alaplapon, a házon – megtakarítási érzést hagy maga után. Ezért ebben az esetben számunkra előnyösebb terméknek tűnik.

A keretszűrés és a továbbítási sebesség a kapcsolók két fő teljesítményjellemzője. Ezek a jellemzők szervesek, nem függenek a kapcsoló műszaki megvalósításától.

A szűrési sebesség az a sebesség, amellyel a kapcsoló a következő keretfeldolgozási lépéseket hajtja végre:

1. Fogadja a keretet a pufferbe.

3. Frame destruction, mivel a célportja és a forrásportja egyetlen logikai szegmenshez tartozik.

Szinte az összes kapcsoló szűrési sebessége nem blokkoló tényező - a kapcsoló képes eldobni a képkockákat olyan sebességgel, ahogyan azok megérkeznek.

A továbbítási sebesség az a sebesség, amellyel a kapcsoló végrehajtja a keretfeldolgozás következő szakaszait.

1. Fogadja a keretet a pufferbe.

2. Nézze át a címtáblázatot, és keresse meg a keret célcímének portját.

3. A keret továbbítása a hálózatba a címtáblázatban található célporton keresztül.

Mind a szűrési, mind a továbbítási sebességet általában képkocka per másodpercben mérik. Ha a kapcsoló jellemzői nem határozzák meg, hogy melyik protokollhoz és milyen keretmérethez adják meg a szűrési és továbbítási sebességet, akkor alapértelmezés szerint ezek a mutatók az Ethernet protokollra és a minimális méretű keretekre vannak megadva, azaz 64 bájt hosszú keretek. Amint azt már tárgyaltuk, a minimális kerethossz módot használják a legnehezebb tesztként annak ellenőrzésére, hogy a kapcsoló képes-e működni a forgalmi viszonyok legrosszabb kombinációja mellett.

A keretátviteli késleltetés mértéke az az idő, amely attól a pillanattól telt el, amikor a keret első bájtja megérkezik a kapcsoló bemeneti portjához, és addig a pillanatig, amikor ez a bájt megjelenik a kimeneti portján. A késleltetés a keret bájtjainak pufferelésével és a keret kapcsoló általi feldolgozásával - a címtáblázat áttekintésével, szűrési vagy továbbítási döntések meghozatalával, a kilépési port környezethez való hozzáféréssel - eltöltött idő összege. A kapcsoló által bevezetett késleltetés mértéke az üzemmódtól függ. Ha a kapcsolást „menet közben” hajtják végre, akkor a késleltetések általában kicsik és 5 és 40 μs között mozognak, teljes képkocka puffereléssel pedig 50 és 200 μs között minimális hosszúságú képkockák esetén 10 Mbit/ átviteli sebességgel. s. Az Ethernet gyorsabb verzióit támogató kapcsolók kevesebb késleltetést okoznak a kerettovábbítási folyamatban.

A switch teljesítményét a portjain keresztül egységnyi idő alatt továbbított felhasználói adatok mennyisége határozza meg, és megabit per másodpercben (Mbps) mérik. Mivel a switch az adatkapcsolati rétegen működik, felhasználói adatai az Ethernet keretek adatmezőjében lévő adatok.

A kapcsolóteljesítmény maximális értéke mindig a maximális hosszúságú kereteken érhető el, mivel ebben az esetben a keret rezsi költségének aránya minimális. A switch egy többportos eszköz, ezért szokás úgy jellemezni, hogy maximális összteljesítményű, miközben egyidejűleg továbbítja a forgalmat az összes portján.

Az egyes portok műveleteinek végrehajtásához a switchek leggyakrabban egy dedikált, saját memóriával rendelkező feldolgozó egységet használnak a címtábla saját másolatának tárolására. Minden port csak azokat a címkészleteket tárolja, amelyekkel nemrégiben dolgozott, így a különböző processzormodulok címtáblázatának másolatai általában nem egyeznek.

A portprocesszor által megjegyezhető MAC-címek maximális száma a kapcsoló alkalmazásától függ. A munkacsoport-kapcsolók általában csak néhány címet támogatnak portonként, mivel mikroszegmensek kialakítására tervezték őket. A részlegkapcsolóknak több száz címet, a hálózati gerinckapcsolóknak pedig akár több ezret (általában 4000-8000 címet) kell támogatniuk.

A címtábla elégtelen kapacitása a váltás lelassulását és a hálózat eltömődését okozhatja a túlzott forgalom miatt. Ha a portprocesszor címtáblája teljesen megtelt, és egy bejövő keretben új forráscímmel találkozik, a processzornak el kell távolítania minden régi címet a táblából, és újat kell helyeznie a helyére. Ez a művelet maga a processzor idejének egy részét lefoglalja, de a fő teljesítményveszteség akkor figyelhető meg, amikor egy keret olyan célcímmel érkezik, amelyet el kellett távolítani a címtáblázatból. Mivel a keret célcíme ismeretlen, a kapcsolónak továbbítania kell a keretet az összes többi portra. Egyes kapcsológyártók úgy oldják meg ezt a problémát, hogy megváltoztatják az ismeretlen célcímű keretek kezelési algoritmusát. Az egyik kapcsolóport fővonali portként van konfigurálva, amelyre alapértelmezés szerint minden ismeretlen címmel rendelkező keret elküldésre kerül. A rendszer egy keretet továbbít egy trönk portra, feltéve, hogy ez a port egy magasabb szintű kapcsolóhoz csatlakozik (nagy hálózat kapcsolóinak hierarchikus kapcsolatában), amely elegendő címtábla-kapacitással rendelkezik, és „tudja”, hogy hol helyezhető el bármely keret. küldött.



Kapcsolódó kiadványok