Ethernet-svitsjklasser. Sammenligning av nettverksenheter. Tekniske parametere for brytere Sammenligning av brytere
- ramme filtrering hastighet;
- hastigheten på personell fremgang;
- gjennomstrømning;
- overføringsforsinkelse ramme.
I tillegg er det flere bryteregenskaper som har størst innvirkning på disse ytelsesspesifikasjonene. Disse inkluderer:
- bytte type;
- rammebuffer(e) størrelse;
- ytelsen til byttematrisen;
- ytelsen til prosessoren eller prosessorene;
- størrelse bytte bord.
Filtreringshastighet og framføringshastighet for bilder
Rammefiltrering og videresendingshastighet er to viktige ytelsesegenskaper for en bryter. Disse egenskapene er integrerte indikatorer og avhenger ikke av hvordan bryteren er teknisk implementert.
Filtreringshastighet
- motta rammen i bufferen din;
- forkaste en ramme hvis det oppdages en feil i den (sjekksummen stemmer ikke overens, eller rammen er mindre enn 64 byte eller mer enn 1518 byte);
- rammeslipp for å eliminere løkker i nettverket;
- forkaste rammen i samsvar med filtrene konfigurert på porten;
- visning bytte bord for å finne destinasjonsporten basert på MAC-adressen til rammens mottaker og forkaste rammen hvis sender- og mottaksnodene til rammen er koblet til samme port.
Filtreringshastigheten til nesten alle brytere er ikke-blokkerende - bryteren klarer å forkaste rammer med den hastigheten de ankommer.
Fremsendingshastighet bestemmer hastigheten som bryteren utfører følgende rammebehandlingstrinn:
- motta rammen i bufferen din;
- visning bytte bord for det formål å finne destinasjonsporten basert på MAC-adressen til rammemottakeren;
- overføring av rammen til nettverket via funnet bytte bord ankomsthavn.
Både filtreringshastighet og fremsendingshastighet måles vanligvis i bilder per sekund. Hvis egenskapene til bryteren ikke spesifiserer for hvilken protokoll og for hvilken rammestørrelse filtrerings- og videresendingshastighetene er gitt, antas det som standard at disse indikatorene er gitt for Ethernet-protokollen og rammer med minimumsstørrelsen, det vil si, rammer 64 byte lange (uten innledning) med datafelt på 46 byte. Bruken av rammer med minimum lengde som hovedindikator for prosesseringshastigheten til en bryter forklares av det faktum at slike rammer alltid skaper den vanskeligste driftsmodusen for bryteren sammenlignet med rammer i andre formater med lik gjennomstrømming av overførte brukerdata. Derfor, når du tester en bryter, brukes minimumsrammelengdemodusen som den vanskeligste testen, som skal verifisere bryterens evne til å operere under den dårligste kombinasjonen av trafikkparametere.
Bytt gjennomstrømning målt ved mengden brukerdata (i megabit eller gigabit per sekund) som sendes per tidsenhet gjennom portene. Siden svitsjen opererer på datalinklaget, er brukerdataene dens data som overføres til datafeltet til datalink layer protokollrammer - Ethernet, Fast Ethernet, osv. Maksimalverdien av switchgjennomstrømningen oppnås alltid på rammer av maksimal lengde, siden når I dette tilfellet er andelen overheadkostnader for rammetjenesteinformasjon mye lavere enn for rammer med minimal lengde, og tiden svitsjen utfører rammebehandlingsoperasjoner per byte med brukerinformasjon er betydelig mindre. Derfor kan en bryter være blokkerende for rammer med minimum lengde, men likevel ha svært god gjennomstrømning.
Frame overføringsforsinkelse (fremoverforsinkelse) måles som tiden som har gått fra det øyeblikket den første byten i rammen ankommer inngangsporten til svitsjen til det øyeblikket denne byten dukker opp ved utgangsporten. Forsinkelsen består av tiden brukt på å bufre rammebytene, samt tiden brukt på å behandle rammen av bryteren, nemlig visning bytte bord, ta en videresendingsbeslutning og få tilgang til utgangsportmiljøet.
Mengden latens som introduseres av en bryter, avhenger av byttemetoden den bruker. Hvis svitsjingen utføres uten bufring, er forsinkelsene vanligvis små og varierer fra 5 til 40 μs, og med full rammebuffering - fra 50 til 200 μs (for rammer med minimumslengde).
Bytt bordstørrelse
Maks kapasitet bytte bord definerer grensen for antall MAC-adresser som bryteren kan betjene samtidig. I bytte bord For hver port kan både dynamisk lærte MAC-adresser og statiske MAC-adresser som ble opprettet av nettverksadministratoren lagres.
Maksimalt antall MAC-adresser som kan lagres i bytte bord, avhenger av bruken av bryteren. D-Link arbeidsgruppe- og småkontorsvitsjer støtter vanligvis 1K til 8K MAC-adressetabeller. Store arbeidsgruppesvitsjer støtter en MAC-adressetabell med en kapasitet på 8K til 16K, og nettverkssvitsjer støtter vanligvis 16K til 64K adresser eller mer.
Utilstrekkelig kapasitet bytte bord kan føre til at svitsjen går langsommere og nettverket blir tilstoppet med overflødig trafikk. Hvis svitsjtabellen er helt full og porten møter en ny kilde MAC-adresse i en innkommende ramme, vil svitsjen ikke kunne legge den inn i tabellen. I dette tilfellet vil svarrammen til denne MAC-adressen sendes gjennom alle porter (unntatt kildeporten), dvs. vil forårsake skredoverføring.
Rammebufferkapasitet
For å gi midlertidig lagring av rammer i tilfeller der de ikke umiddelbart kan overføres til utgangsporten, er brytere, avhengig av implementert arkitektur, utstyrt med buffere på inngangs- og utgangsporter eller en felles buffer for alle porter. Bufferstørrelsen påvirker både rammeoverføringsforsinkelsen og pakketapsraten. Derfor, jo større bufferminnet er, jo mindre sannsynlig er rammetap.
Vanligvis har brytere designet for å operere i kritiske deler av nettverket et bufferminne på flere titalls eller hundrevis av kilobyte per port. Bufferen felles for alle porter har vanligvis en kapasitet på flere megabyte.
Hvordan velge en bryter gitt den eksisterende variasjonen? Funksjonaliteten til moderne modeller er veldig forskjellig. Du kan kjøpe enten en enkel uadministrert svitsj eller en multifunksjonell administrert svitsj, som ikke er mye forskjellig fra en fullverdig ruter. Et eksempel på sistnevnte er Mikrotik CRS125-24G-1S-2HND-IN fra den nye Cloud Router Switch-linjen. Følgelig vil prisen på slike modeller være mye høyere.
Derfor, når du velger en bryter, må du først og fremst bestemme hvilken av funksjonene og parameterne til moderne brytere du trenger, og hvilke du ikke bør betale for mye for. Men først en liten teori.
Typer brytere
Men hvis tidligere administrerte brytere skilte seg fra uadministrerte brytere, inkludert et bredere spekter av funksjoner, kan forskjellen nå bare ligge i muligheten eller umuligheten av ekstern enhetsadministrasjon. Når det gjelder resten, legger produsentene tilleggsfunksjonalitet til selv de enkleste modellene, og øker ofte kostnadene.
Derfor, for øyeblikket, er klassifiseringen av brytere etter nivå mer informativ.
Bytt nivåer
For å velge en bryter som passer best for våre behov, må vi vite nivået. Denne innstillingen bestemmes basert på hvilken OSI-nettverksmodell (dataoverføring) enheten bruker.
- Enheter første nivå, ved hjelp av fysisk dataoverføring har nesten forsvunnet fra markedet. Hvis noen andre husker huber, så er dette bare et eksempel på et fysisk nivå når informasjon overføres i en kontinuerlig strøm.
- Nivå 2. Nesten alle uadministrerte brytere faller inn i denne kategorien. Den såkalte kanal nettverksmodell. Enheter deler innkommende informasjon i separate pakker (rammer), kontrollerer dem og sender dem til en bestemt mottakerenhet. Grunnlaget for informasjonsdistribusjon i andrenivåsvitsjer er MAC-adresser. Fra disse kompilerer svitsjen en adresseringstabell, og husker hvilken port som tilsvarer hvilken MAC-adresse. De forstår ikke IP-adresser.
- Nivå 3. Ved å velge en slik bryter får du en enhet som allerede fungerer med IP-adresser. Den støtter også mange andre muligheter for å jobbe med data: konvertering av logiske adresser til fysiske adresser, nettverksprotokoller IPv4, IPv6, IPX, etc., pptp, pppoe, vpn-tilkoblinger og andre. På den tredje, Nettverk nivå av dataoverføring, nesten alle rutere og den mest "avanserte" delen av brytere fungerer.
- Nivå 4. OSI-nettverksmodellen som brukes her kalles transportere. Ikke engang alle rutere er utgitt med støtte for denne modellen. Trafikkdistribusjon skjer på et intelligent nivå - enheten kan jobbe med applikasjoner og, basert på overskriftene til datapakker, dirigere dem til ønsket adresse. I tillegg garanterer transportlagsprotokoller, for eksempel TCP, påliteligheten til pakkelevering, opprettholder en viss sekvens av overføringen og er i stand til å optimalisere trafikken.
Velg en bryter - les egenskapene
Hvordan velge en bryter basert på parametere og funksjoner? La oss se på hva som menes med noen av de ofte brukte symbolene i spesifikasjoner. Grunnleggende parametere inkluderer:
Antall porter. Antallet deres varierer fra 5 til 48. Når du velger en svitsj, er det bedre å gi en reserve for ytterligere nettverksutvidelse.
Grunnleggende datahastighet. Oftest ser vi betegnelsen 10/100/1000 Mbit/s - hastighetene som hver port på enheten støtter. Det vil si at den valgte bryteren kan operere med en hastighet på 10 Mbit/s, 100 Mbit/s eller 1000 Mbit/s. Det er ganske mange modeller som er utstyrt med både gigabit- og 10/100 Mb/s-porter. De fleste moderne brytere fungerer i henhold til IEEE 802.3 Nway-standarden, og oppdager automatisk porthastigheter.
Båndbredde og intern båndbredde. Den første verdien, også kalt byttematrisen, er den maksimale mengden trafikk som kan sendes gjennom bryteren per tidsenhet. Det beregnes veldig enkelt: antall porter x porthastighet x 2 (dupleks). For eksempel har en 8-ports gigabit-svitsj en gjennomstrømning på 16 Gbps.
Intern gjennomstrømning angis vanligvis av produsenten og er kun nødvendig for sammenligning med forrige verdi. Hvis den deklarerte interne båndbredden er mindre enn maksimum, vil enheten ikke takle tung belastning, bremse og fryse.
Automatisk MDI/MDI-X-deteksjon. Dette er automatisk deteksjon og støtte for begge standardene som det tvunnede paret ble krympet etter, uten behov for manuell kontroll av tilkoblinger.
Utvidelsesspor. Mulighet for å koble til ekstra grensesnitt, for eksempel optisk.
MAC-adressetabellstørrelse. For å velge en svitsj er det viktig å på forhånd beregne størrelsen på bordet du trenger, gjerne med tanke på fremtidig nettverksutvidelse. Hvis det ikke er nok oppføringer i tabellen, vil bryteren skrive nye over de gamle, og dette vil bremse dataoverføringen.
Formfaktor. Bryterne er tilgjengelige i to typer hus: stasjonær/veggmontert og rackmontert. I sistnevnte tilfelle er standard enhetsstørrelse 19 tommer. Spesialører for stativmontering kan tas av.
Vi velger en bryter med de funksjonene vi trenger for å jobbe med trafikk
Flytkontroll ( Flytkontroll, IEEE 802.3x-protokoll). Gir koordinering av datasending og mottak mellom senderenheten og svitsjen under høy belastning, for å unngå pakketap. Funksjonen støttes av nesten alle brytere.
Jumbo ramme- økte pakker. Brukt for hastigheter fra 1 Gbit/sek og høyere, lar den deg fremskynde dataoverføringen ved å redusere antall pakker og behandlingstiden. Funksjonen finnes i nesten alle brytere.
Full-dupleks og Halv-dupleks-moduser. Nesten alle moderne brytere støtter automatisk forhandling mellom halv-dupleks og full-dupleks (overføring av data kun i én retning, overføring av data i begge retninger samtidig) for å unngå problemer i nettverket.
Trafikkprioritering (IEEE 802.1p-standard)- enheten kan identifisere viktigere pakker (for eksempel VoIP) og sende dem først. Når du velger en svitsj for et nettverk der en betydelig del av trafikken vil være lyd eller video, bør du være oppmerksom på denne funksjonen
Brukerstøtte VLAN(standard IEEE 802.1q).
VLAN er et praktisk middel for å avgrense separate seksjoner: det interne nettverket til en bedrift og det offentlige nettverket for klienter, ulike avdelinger, etc.
For å sikre sikkerhet i nettverket, kontrollere eller kontrollere ytelsen til nettverksutstyr, kan speiling (trafikkduplikering) brukes. For eksempel sendes all innkommende informasjon til én port for kontroll eller opptak av en viss programvare.
Port Forwarding. Du kan trenge denne funksjonen for å distribuere en server med Internett-tilgang, eller for nettspill.
Sløyfebeskyttelse - STP- og LBD-funksjoner. Spesielt viktig når du velger uadministrerte brytere. Det er nesten umulig å oppdage den dannede løkken i dem - en løkket del av nettverket, årsaken til mange feil og fryser. LoopBack Detection blokkerer automatisk porten der en sløyfe har oppstått. STP-protokollen (IEEE 802.1d) og dens mer avanserte etterkommere - IEEE 802.1w, IEEE 802.1s - fungerer litt annerledes, og optimerer nettverket for en trestruktur. I utgangspunktet sørger strukturen for ekstra, løkkede grener. De er deaktivert som standard, og bryteren starter dem bare når det er tap på noen av hovedlinjene.
Linkaggregering (IEEE 802.3ad). Øker kanalgjennomstrømning ved å kombinere flere fysiske porter til én logisk. Maksimal gjennomstrømning i henhold til standarden er 8 Gbit/sek.
Stabling. Hver produsent har sin egen stabledesign, men generelt refererer denne funksjonen til den virtuelle kombinasjonen av flere brytere til en logisk enhet. Hensikten med stabling er å oppnå et større antall porter enn det som er mulig med en fysisk svitsj.
Bryterfunksjoner for overvåking og feilsøking
Mange brytere oppdager en feil kabeltilkobling, vanligvis når enheten er slått på, samt type feil - brutt ledning, kortslutning, etc. For eksempel gir D-Link spesielle indikatorer på kroppen:
Beskyttelse mot virustrafikk (Safeguard Engine). Teknikken lar deg øke driftsstabiliteten og beskytte sentralprosessoren mot overbelastning med "søppel" trafikk av virusprogrammer.
Strømfunksjoner
Energisparing.Hvordan velge en bryter som vil spare deg for energi? Følg mede for tilstedeværelsen av energisparefunksjoner. Noen produsenter, som D-Link, produserer brytere med strømforbruksregulering. For eksempel overvåker en smart bryter enhetene som er koblet til den, og hvis noen av dem ikke fungerer for øyeblikket, settes den tilsvarende porten i "hvilemodus".
Power over Ethernet (PoE, IEEE 802.af standard). En bryter som bruker denne teknologien kan drive enheter som er koblet til den over tvunnet par kabler.
Innebygd lynbeskyttelse. En veldig nødvendig funksjon, men vi må huske at slike brytere må jordes, ellers vil ikke beskyttelsen fungere.
nettsted- 42,52 KB
230106
(spesialkode)
KURSARBEID
ved disiplin
Emne:
SGPEC 230106.11.15.
Studentgruppe: TO3A08, Korchagin A.G.
Lærer: Chirochkin E.I.
Dato for forsvar: ____________________ Evaluering__________
Saransk
2011
Utdannings- og vitenskapsdepartementet i Den russiske føderasjonen
FGOU SPO "Saransk State Industrial and Economic College"
230106
(spesialkode)
OPPDRAG TIL KURSARBEID
ved disiplin Datanettverk og telekommunikasjon
student av gruppe TO3A08, Korchagin A.G.
Emne: Brytere: funksjoner og spesifikasjoner
Kursarbeidet er gjennomført på 28 ark og inkluderer følgende deler:
Introduksjon
1 Funksjoner til en nettverkssvitsj
2 Klassifisering av moderne brytere
3 Bryteregenskaper
Konklusjon
Liste over kilder som er brukt
Utstedelsesdato: ________________ Leder avdeling: ______________
Frist: ____________ Lærer: _______________
Introduksjon………………………………………………………………………………………...5
- Funksjoner på nettverkssvitsjen……………………………………………………………………………… 10
- Switch og dens rolle i nettverksstrukturering…………………………………………10
- Driftsprinsipp……………………………………………………………… …..11
- Klassifisering av moderne brytere……………………………………….. 14
- I henhold til metoden for personalfremme………………………………………………………...14
- På farten……………………………………………………………………………………… ....14
- Med mellomlager………………………………………………………………..14
- I henhold til driftsprinsippalgoritmen………………………………………………………………………….15
- Gjennomsiktige brytere……………………………………………………………………………… 15
- Brytere som implementerer kilderutingsalgoritmen……………………………………………………………………………………….15
- Brytere som implementerer overspenningstreet-algoritmen…………16
- I henhold til den interne logiske arkitekturen………………………………………………... 16
- Brytere med brytermatrise………………………………………16
- Brytere med felles buss…………………………………………………..17
- Brytere for delt minne………………………………………18
- Kombinerte brytere……………………………………………….19
- Etter bruksområde………………………………………………………………………..20
- Brytere med et fast antall porter…………………………20
- Modulære brytere……………………………………………………………………….20
- Stablede brytere………………………………………………………………………………… ….21
- Bytteteknologier……………………………………………… ………..21
- Ethernet-svitsjer……………………………………………………………….. .21
- Token Ring-brytere……………………………………………………………………….22
- FDDI-brytere………………………………………………………………...23
- Egenskaper for brytere……………………………………………………………………… ………24
- Båndbredde……………………………………………………………………… ………24
- Rammeoverføringsforsinkelse……………………………………………………………….24
- Hastigheten for bilder som beveger seg gjennom nettverket………………………………………….25
- Filtreringshastighet………………………………………………………………………..25
Konklusjon……………………………………………………………………………………….26
Liste over kilder som er brukt………………………………………………………………………. ..27
Introduksjon
Da situasjonen endret seg på slutten av 80-tallet - begynnelsen av 90-tallet - bruken av raske protokoller, høyytelses personlige datamaskiner, multimediainformasjon og oppdelingen av nettverket i et stort antall segmenter - klarte ikke klassiske broer lenger å takle jobben. Å betjene rammestrømmer mellom nå flere porter ved bruk av en enkelt prosesseringsenhet krevde en betydelig økning i prosessorhastighet, og dette er en ganske dyr løsning. Løsningen som "fødte" brytere viste seg å være mer effektiv (fig. 1): For å betjene strømmen som ankom hver port, ble separate spesialiserte prosessorer installert i enheten for hver av portene, som implementerte broalgoritmen.
Figur 1 Bryter
I hovedsak er en svitsj en multiprosessorbro som er i stand til samtidig å videresende rammer mellom alle parene av portene samtidig. Men hvis, når prosessorenheter ble lagt til, datamaskinen ikke ble sluttet å bli kalt en datamaskin, men bare adjektivet "multiprosessor" ble lagt til, så skjedde en metamorfose med multiprosessorbroer - de ble til brytere. Dette ble tilrettelagt av metoden for kommunikasjon mellom de individuelle prosessorene til svitsjen - de ble koblet sammen med en svitsjingsmatrise, lik matrisene til multiprosessordatamaskiner som koblet prosessorer med minneblokker. Gradvis erstattet switcher klassiske enkeltprosessorbroer fra lokale nettverk. Hovedårsaken til dette er den svært høye ytelsen som brytere overfører rammer mellom nettverkssegmenter med. Hvis broer til og med kunne bremse nettverket når ytelsen deres var mindre enn intensiteten til intersegment-rammeflyten, frigjøres alltid brytere med portprosessorer som kan overføre rammer med den maksimale hastigheten som protokollen er designet for. I tillegg til dette gjorde den parallelle overføringen av rammer mellom porter ytelsen til switcher flere størrelsesordener høyere enn broer - switcher kan overføre opptil flere millioner bilder per sekund, mens broer vanligvis behandlet 3-5 tusen bilder per sekund. gi meg et øyeblikk. Dette forutbestemte skjebnen til broer og sporveksler. Den kollektive bruken av et felles kabelsystem av mange datamaskiner fører til en betydelig reduksjon i nettverksytelsen under stor trafikk. Det delte miljøet kan ikke lenger takle strømmen av overførte rammer og en kø med datamaskiner dukker opp på nettverket som venter på tilgang. Dette problemet kan løses ved logisk strukturering av nettverket ved hjelp av en svitsj (fig. 2). Logisk nettverksstrukturering refererer til inndelingen av et felles delt miljø i logiske segmenter for å lokalisere trafikken til hvert enkelt nettverkssegment. I dette tilfellet er individuelle nettverkssegmenter koblet sammen med enheter som brytere. Et nettverk delt inn i logiske segmenter har høyere ytelse og pålitelighet. Fordelene ved å dele opp det delte miljøet i logiske segmenter:
Enkelhet av nettverkstopologien, som muliggjør enkel utvidelse av antall noder;
Ingen rammetap på grunn av overløp av buffere for kommunikasjonsenheter, siden en ny ramme ikke overføres til nettverket før den forrige er mottatt - selve mediumdelingssystemet regulerer flyten av rammer og suspenderer stasjoner som genererer rammer for ofte, og tvinger dem å vente på tilgang;
Enkelhet av protokoller, sikrer lave kostnader for bytte av utstyr.
Figur 2 Logisk nettverksstruktur ved bruk av en svitsj
Siden nettverket inneholder grupper av datamaskiner som primært utveksler informasjon med hverandre, forbedrer inndeling av nettverket i logiske segmenter nettverksytelsen - trafikken er lokalisert innenfor gruppene, og belastningen på deres delte kablingssystem reduseres betydelig.
Relevans Det valgte forskningstemaet bestemmes for det første av lokale nettverks raske inntreden i nesten alle aspekter av informasjonsaktivitet. Og nettverksenheter som forbedrer nettverksytelsen er en integrert del av lokale nettverk. Organiseringen av lokale nettverk ved bruk av nettverksutstyr har blitt normen når man designer store nettverk. Denne normen har erstattet nettverk bygget utelukkende på kabelsegmenter som datamaskiner på nettverket bruker til å overføre informasjon.
For det andre, i løpet av de siste årene (siden 2006), har brytere begynt å skyve rutere merkbart ut av sine fast etablerte posisjoner. Rutere inntok en sentral plass i bygningsnettet, og brytere ble tildelt plass på gulvnettnivå. I tillegg var det vanligvis få brytere - de ble installert bare i svært travle nettverkssegmenter eller for å koble til høyytelsesservere. Svitsjer begynte å forskyve rutere fra midten av nettverket til periferien hvor de ble brukt til å koble det lokale nettverket til det globale. Den sentrale plassen i bygningens nettverk ble okkupert av en modulær bedriftssvitsj, som forente alle nettverk av etasjer og avdelinger på sin interne, meget produktive ryggrad. Brytere har erstattet rutere fordi forholdet mellom pris og ytelse viste seg å være mye lavere enn for en ruter. Naturligvis er trenden mot å øke svitsjenes rolle i lokale nettverk ikke absolutt. Og rutere har fortsatt sine applikasjoner der bruken er mer rasjonell enn svitsjer. Rutere forblir uunnværlige når du kobler et lokalt nettverk til et globalt.
Målet med arbeidet– avslør essensen av driftsprinsippet til bryteren, dens funksjoner og egenskaper, og vurder også omfanget av dens bruk.
Oppgaver forskningsarbeid:
Forklar konseptet med en svitsj, essensen av driftsprinsippet, formålet og rollen til bruken av den i driften av lokale nettverk;
Vurder de ulike klassifiseringene og egenskapene til denne enheten;
Analyser relevansen og utsiktene for bruk av switcher i organisering av lokale nettverk.
Studieobjekt Svitsjen er en av de mest lovende nettverksenhetene som brukes til å organisere lokale nettverk.
Gjenstand for forskning er funksjonene og egenskapene til bryterne.
Arbeidsstruktur.
Det første kapittelet beskriver funksjonene til en nettverkssvitsj, dens konsept, rolle i nettverksstrukturering og driftsprinsipp.
Det andre kapittelet beskriver klassifiseringen av moderne brytere:
Ved metoden for personell forfremmelse;
I henhold til driftsprinsippets algoritme;
Ved intern logisk arkitektur;
Etter bruksområde;
Bytt teknologi.
Det tredje kapittelet beskriver egenskapene til brytere.
1 Funksjoner til en nettverkssvitsj
I dette kapittelet skal vi se på konseptet med en bryter, formålet med bruken og driftsprinsippet.
- Switch og dens rolle i nettverksstrukturering
En svitsj eller svitsj er en enhet designet for å koble sammen flere noder i et datanettverk innenfor ett segment. Switchen overfører kun data direkte til mottakeren. Dette forbedrer nettverksytelsen og sikkerheten ved å frigjøre andre nettverkssegmenter fra å måtte (og kunne) behandle data som ikke var ment for dem. Svitsjen kan forene verter på samme nettverk ved deres MAC-adresser. Bryteren deler det totale dataoverføringsmediet i logiske segmenter. Et logisk segment dannes ved å kombinere flere fysiske segmenter (kabelseksjoner). Hvert logisk segment er koblet til en separat svitsjport (fig. 3). Når en ramme kommer til noen av portene, gjentar bryteren denne rammen bare på porten som segmentet er koblet til. Bryteren overfører rammer parallelt. Innhold
Introduksjon………………………………………………………………………………………...5
Funksjoner på nettverkssvitsjen………………………………………………………………………………10
Switch og dens rolle i nettverksstrukturering…………………………………………10
Driftsprinsipp…………………………………………………………………………………………..11
Klassifisering av moderne brytere…………………………………………..14
I henhold til metoden for personalfremme………………………………………………………...14
På farten………………………………………………………………………………………....14
Med mellomlager………………………………………………………………..14
I henhold til driftsprinsippalgoritmen………………………………………………………………………….15
Gjennomsiktige brytere………………………………………………………………………15
Brytere som implementerer kilderutingsalgoritmen……………………………………………………………………………………………………….15
Brytere som implementerer overspenningstreet-algoritmen…………16
Om intern logisk arkitektur…………………………………………...16
Brytere med brytermatrise………………………………………16
Brytere med felles buss…………………………………………………..17
Brytere for delt minne………………………………………18
Kombinerte brytere……………………………………………….19
Etter bruksområde………………………………………………………………..20
Brytere med et fast antall porter…………………………20
Modulære brytere……………………………………………………………………….20
Stablede brytere………………………………………………………….21
Bytteteknologi…………………………………………………………..21
Ethernet-svitsjer……………………………………………………………… 21
Token Ring-brytere……………………………………………………………………….22
FDDI-brytere………………………………………………………………...23
Egenskaper for brytere………………………………………………………………24
Båndbredde………………………………………………………………24
Rammeoverføringsforsinkelse……………………………………………………………….24
Hastigheten for bilder som beveger seg gjennom nettverket………………………………………….25
Filtreringshastighet………………………………………………………………………..25
Konklusjon……………………………………………………………………………………….26
Liste over kilder som er brukt………………………………………………………………………...27
Temaet gigabit-tilgang blir mer og mer aktuelt, spesielt nå, når konkurransen vokser, ARPU faller, og tariffer på til og med 100 Mbit vil ikke overraske noen. Vi har vurdert spørsmålet om å bytte til gigabit-tilgang i lang tid. Jeg ble skremt av prisen på utstyret og kommersiell gjennomførbarhet. Men konkurrentene sover ikke, og da til og med Rostelecom begynte å gi tariffer på mer enn 100 Mbit, innså vi at vi ikke kunne vente lenger. I tillegg har prisen for en gigabit-port sunket betraktelig og å installere en FastEthernet-svitsj, som om et par år fortsatt må byttes ut med en gigabit, har rett og slett blitt ulønnsomt. Derfor begynte vi å velge en gigabit-svitsj for bruk på tilgangsnivå.
Vi så på ulike modeller av gigabit-svitsjer og slo til på to som var best egnet med tanke på parametere, og som samtidig oppfylte våre budsjettforventninger. Disse er Dlink DGS-1210-28ME og .
Ramme
SNR-kroppen er laget av tykt, slitesterkt metall, som gjør den tyngre enn "konkurrenten". D-lenken er laget av tynt stål, noe som gir den en vektfordel. Det gjør den imidlertid mer utsatt for ytre påvirkninger på grunn av dens lavere styrke.
D-link er mer kompakt: dybden er 14 cm, mens SNR er 23 cm. SNR-strømkontakten er plassert på forsiden, noe som utvilsomt letter installasjonen.
Strømforsyninger
D-link strømforsyning
Strømforsyning SNR
Til tross for at strømforsyningene er veldig like, fant vi likevel forskjeller. D-link-strømforsyningen er laget økonomisk, kanskje til og med for økonomisk - det er ingen lakkbelegg på brettet, og beskyttelsen mot forstyrrelser ved inngang og utgang er minimal. Som et resultat, ifølge Dlink, er det bekymring for at disse nyansene vil påvirke følsomheten til bryteren for strømstøt, og drift ved variabel luftfuktighet og under støvete forhold.
Bytt bord
Begge platene er laget med omhu, det er ingen klager på installasjonen, men SNR har en høyere kvalitet tekstolitt, og brettet er laget med blyfri loddeteknologi. Poenget er selvfølgelig ikke at SNR inneholder mindre bly (som ikke vil skremme noen i Russland), men at disse bryterne er produsert på en mer moderne linje.
I tillegg, igjen, som i tilfelle av strømforsyninger, sparte D-link på lakkbelegget. SNR har lakkbelegg på brettet.
Tilsynelatende antas det at driftsforholdene til D-link-tilgangsbrytere bør være a priori utmerket - rent, tørt, kjølig ... vel, som alle andre. ;)
Avkjøling
Begge bryterne har et passivt kjølesystem. D-link har større radiatorer, og dette er et klart pluss. SNR har imidlertid ledig plass mellom platen og bakveggen, noe som har en positiv effekt på varmeavledningen. En ekstra nyanse er tilstedeværelsen av varmeavledende plater plassert under brikken, som overfører varme til bryterlegemet.
Vi gjennomførte en liten test - vi målte temperaturen på kjøleribben på brikken under normale forhold:
- Bryteren plasseres på et bord ved romtemperatur 22C,
- 2 SFP-moduler installert,
- Vi venter 8-10 minutter.
Testresultatene var overraskende - D-link varmes opp til 72C, mens SNR - bare opp til 63C. Det er bedre å ikke tenke på hva som vil skje med D-link i en tettpakket boks i sommervarmen.
Temperatur på D-link 72 grader
Ved SNR 61 C er flyturen normal
Lynnedslagsbeskyttelse
Bryterne er utstyrt med ulike lynbeskyttelsessystemer. D-link bruker gassutladere. SNR har varistorer. Hver av dem har sine fordeler og ulemper. Responstiden til varistorer er imidlertid bedre, og dette gir bedre beskyttelse for selve bryteren og abonnentenhetene som er koblet til den.
Sammendrag
D-link etterlater en følelse av besparelser på alle komponenter - på strømforsyningen, kortet, etuiet. Derfor virker det i dette tilfellet som et mer foretrukket produkt for oss.
Rammefiltrering og videresendingshastigheter er to viktige ytelsesegenskaper for en bryter. Disse egenskapene er integrerte; de avhenger ikke av hvordan bryteren er teknisk implementert.
Filtreringshastigheten er hastigheten som bryteren utfører følgende rammebehandlingstrinn:
1. Ta inn rammen i bufferen.
3. Rammedestruksjon, siden destinasjonsporten og kildeporten tilhører et enkelt logisk segment.
Filtreringshastigheten til nesten alle brytere er ikke en blokkeringsfaktor - bryteren klarer å forkaste rammer med den hastigheten de ankommer.
Videresendingshastigheten er hastigheten som bryteren utfører de neste stadiene av rammebehandling.
1. Ta inn rammen i bufferen.
2. Se gjennom adressetabellen for å finne porten for rammens destinasjonsadresse.
3. Overføring av rammen til nettverket gjennom målporten i adressetabellen.
Både filtreringshastighet og fremsendingshastighet måles vanligvis i bilder per sekund. Hvis egenskapene til bryteren ikke spesifiserer for hvilken protokoll og for hvilken rammestørrelse filtrerings- og videresendingshastighetene er gitt, antas det som standard at disse indikatorene er gitt for Ethernet-protokollen og rammer med minimumsstørrelsen, det vil si, rammer 64 byte lange. Som vi allerede har diskutert, brukes minimumsrammelengdemodusen som den vanskeligste testen for å verifisere bryterens evne til å operere under den verste kombinasjonen av trafikkforhold.
Rammeoverføringslatens måles som tiden som har gått fra det øyeblikket den første byten i rammen ankommer inngangsporten til svitsjen til det øyeblikket denne byten vises ved utgangsporten. Latency er summen av tiden brukt på å bufre bytene til rammen og tiden brukt på å behandle rammen av svitsjen - se gjennom adressetabellen, ta filtrerings- eller videresendingsbeslutninger, få tilgang til egress-portmiljøet. Mengden forsinkelse introdusert av bryteren avhenger av driftsmodusen. Hvis bytte utføres "on the fly", er forsinkelsene vanligvis små og varierer fra 5 til 40 μs, og med full rammebuffering - fra 50 til 200 μs for rammer med minimum lengde ved overføring med en hastighet på 10 Mbit/ s. Brytere som støtter raskere versjoner av Ethernet introduserer mindre ventetid i framevideresendingsprosessen.
Ytelsen til en svitsj bestemmes av mengden brukerdata som overføres per tidsenhet gjennom portene, og måles i megabit per sekund (Mbps). Siden svitsjen opererer på datalinklaget, er brukerdataene dens data som bæres i datafeltet til Ethernet-rammer.
Maksimal verdi av bryterytelse oppnås alltid på rammer med maksimal lengde, siden i dette tilfellet er andelen overheadkostnader for rammeoverhead minimal. En svitsj er en multiport-enhet, så det er vanlig å karakterisere den som å ha maksimal ytelse samtidig som den overfører trafikk på tvers av alle portene.
For å utføre operasjonene til hver port bruker switcher oftest en dedikert prosesseringsenhet med eget minne for å lagre sin egen kopi av adressetabellen. Hver port lagrer bare de settene med adresser som den nylig har jobbet med, så kopiene av adressetabellen til forskjellige prosessormoduler stemmer som regel ikke overens.
Det maksimale antallet MAC-adresser som portprosessoren kan huske, avhenger av bruken av svitsjen. Arbeidsgruppesvitsjer støtter vanligvis bare noen få adresser per port fordi de er designet for å danne mikrosegmenter. Avdelingssvitsjer må støtte flere hundre adresser, og nettverkssvitsjer må støtte opptil flere tusen (vanligvis 4000-8000 adresser).
Utilstrekkelig adressetabellkapasitet kan føre til at svitsjen reduseres og nettverket blir tilstoppet med overflødig trafikk. Hvis portprosessorens adressetabell er helt full og den støter på en ny kildeadresse i en innkommende ramme, må prosessoren fjerne enhver gammel adresse fra tabellen og plassere en ny i stedet. Denne operasjonen i seg selv tar opp noe av prosessorens tid, men det viktigste ytelsestapet observeres når en ramme kommer med en destinasjonsadresse som måtte fjernes fra adressetabellen. Siden rammens destinasjonsadresse er ukjent, må svitsjen videresende rammen til alle andre porter. Noen bryterprodusenter løser dette problemet ved å endre algoritmen for håndtering av rammer med en ukjent destinasjonsadresse. En av svitsjportene er konfigurert som en trunkport, som alle rammer med ukjent adresse sendes til som standard. En ramme overføres til en trunkport under forutsetning av at denne porten er koblet til en svitsj på høyere nivå (i en hierarkisk kobling av svitsjer i et stort nettverk), som har tilstrekkelig adressetabellkapasitet og "vet" hvor en hvilken som helst ramme kan være sendt.
