Klasy przełączników Ethernet. Porównanie urządzeń sieciowych. Parametry techniczne przełączników Porównanie przełączników

wydajność, Czy:
  • szybkość filtrowania ramek;
  • szybkość awansu personelu;
  • wydajność;
  • opóźnienie transmisji rama.

Ponadto istnieje kilka cech przełącznika, które mają największy wpływ na specyfikacje wydajności. Obejmują one:

  • typ przełączania;
  • rozmiar buforów ramki;
  • wydajność matrycy przełączającej;
  • wydajność procesora lub procesorów;
  • rozmiar przełączanie tabel.

Szybkość filtrowania i prędkość przewijania klatek

Filtrowanie ramek i prędkość przekazywania to dwie kluczowe cechy wydajności przełącznika. Cechy te są wskaźnikami integralnymi i nie zależą od technicznego wykonania przełącznika.

Szybkość filtracji

  • odbieranie ramki do bufora;
  • odrzucanie ramki w przypadku wykrycia w niej błędu (suma kontrolna nie pasuje lub ramka ma mniej niż 64 bajty lub więcej niż 1518 bajtów);
  • pomijanie klatek w celu wyeliminowania pętli w sieci;
  • odrzucanie ramki zgodnie z filtrami skonfigurowanymi na porcie;
  • oglądanie przełączanie tabel aby znaleźć port docelowy na podstawie adresu MAC odbiornika ramki i odrzucić ramkę, jeśli węzły wysyłające i odbierające ramkę są podłączone do tego samego portu.

Szybkość filtrowania prawie wszystkich przełączników jest nieblokująca - przełącznikowi udaje się odrzucać ramki z szybkością, z jaką docierają.

Prędkość przesyłania określa szybkość, z jaką przełącznik wykonuje następujące kroki przetwarzania ramki:

  • odbieranie ramki do bufora;
  • oglądanie przełączanie tabel w celu znalezienia portu docelowego na podstawie adresu MAC odbiorcy ramki;
  • transmisja ramki do sieci poprzez found tabela przełączania Port przeznaczenia.

Zarówno prędkość filtrowania, jak i prędkość przesyłania są zwykle mierzone w klatkach na sekundę. Jeżeli w charakterystyce przełącznika nie określono, dla jakiego protokołu i dla jakiego rozmiaru ramki podawane są prędkości filtrowania i przesyłania, to domyślnie przyjmuje się, że te wskaźniki podawane są dla protokołu Ethernet i ramek o minimalnej wielkości, czyli ramki o długości 64 bajtów (bez preambuły) z polem danych o wielkości 46 bajtów. Zastosowanie ramek o minimalnej długości jako głównego wskaźnika szybkości przetwarzania przełącznika tłumaczy się tym, że takie ramki zawsze tworzą najtrudniejszy tryb pracy dla przełącznika w porównaniu z ramkami innych formatów o równej przepustowości przesyłanych danych użytkownika. Dlatego przy testowaniu przełącznika stosuje się tryb minimalnej długości ramki, jako najtrudniejszy test, który powinien sprawdzić zdolność przełącznika do pracy w najgorszej kombinacji parametrów ruchu.

Przepustowość przełącznika mierzona ilością danych użytkownika (w megabitach lub gigabitach na sekundę) przesyłanych w jednostce czasu przez jego porty. Ponieważ przełącznik pracuje w warstwie łącza danych, jego danymi użytkowymi są dane przesyłane do pola danych ramek protokołu warstwy łącza danych - Ethernet, Fast Ethernet itp. Maksymalna wartość przepustowości przełącznika jest zawsze osiągana na ramkach o maksymalna długość, ponieważ w tym przypadku udział kosztów ogólnych informacji o usłudze ramki jest znacznie niższy niż w przypadku ramek o minimalnej długości, a czas, w którym przełącznik wykonuje operacje przetwarzania ramek na bajt informacji użytkownika, jest znacznie krótszy. Dlatego przełącznik może blokować ramki o minimalnej długości, ale nadal mieć bardzo dobrą przepustowość.

Opóźnienie transmisji ramki (opóźnienie w przód) mierzony jest jako czas, który upłynął od momentu dotarcia pierwszego bajtu ramki do portu wejściowego przełącznika do momentu pojawienia się tego bajtu na jego porcie wyjściowym. Na opóźnienie składa się czas spędzony na buforowaniu bajtów ramki, a także czas spędzony na przetwarzaniu ramki przez przełącznik, czyli przeglądaniu przełączanie tabel, podejmowanie decyzji o przekazywaniu i uzyskiwanie dostępu do środowiska portu wyjściowego.

Wielkość opóźnienia wprowadzanego przez przełącznik zależy od stosowanej przez niego metody przełączania. Jeśli przełączanie odbywa się bez buforowania, to opóźnienia są zwykle małe i wynoszą od 5 do 40 μs, a przy buforowaniu pełnej klatki - od 50 do 200 μs (dla klatek o minimalnej długości).

Zmień rozmiar tabeli

Maksymalna pojemność przełączanie tabel określa limit liczby adresów MAC, które przełącznik może jednocześnie obsługiwać. W tabela przełączania Dla każdego portu można przechowywać zarówno dynamicznie poznane adresy MAC, jak i statyczne adresy MAC utworzone przez administratora sieci.

Maksymalna liczba adresów MAC, w których można przechowywać tabela przełączania, zależy od zastosowania przełącznika. Przełączniki D-Link dla grup roboczych i małych biur zazwyczaj obsługują tabele adresów MAC o wielkości od 1 tys. do 8 tys. Duże przełączniki dla grup roboczych obsługują tablicę adresów MAC o pojemności od 8 tys. do 16 tys., a przełączniki szkieletu sieci zazwyczaj obsługują adresy o wielkości od 16 tys. do 64 tys. lub więcej.

Niewystarczająca pojemność przełączanie tabel może spowodować spowolnienie przełącznika i zapchanie sieci nadmiernym ruchem. Jeśli tablica przełączników jest całkowicie zapełniona, a port napotka w przychodzącej ramce nowy źródłowy adres MAC, przełącznik nie będzie mógł wprowadzić go do tablicy. W takim przypadku ramka odpowiedzi na ten adres MAC zostanie wysłana przez wszystkie porty (z wyjątkiem portu źródłowego), tj. spowoduje transmisję lawinową.

Pojemność bufora ramki

Aby zapewnić tymczasowe przechowywanie ramek w przypadku, gdy nie można ich natychmiast przesłać do portu wyjściowego, przełączniki, w zależności od zaimplementowanej architektury, wyposaża się w bufory na portach wejściowych i wyjściowych lub bufor wspólny dla wszystkich portów. Rozmiar bufora wpływa zarówno na opóźnienie transmisji ramki, jak i współczynnik utraty pakietów. Dlatego im większy bufor pamięci, tym mniejsze prawdopodobieństwo utraty ramki.

Zazwyczaj przełączniki zaprojektowane do pracy w krytycznych częściach sieci mają bufor pamięci o wielkości kilkudziesięciu lub kilkuset kilobajtów na port. Bufor wspólny dla wszystkich portów ma zazwyczaj pojemność kilku megabajtów.

Jak wybrać przełącznik, biorąc pod uwagę istniejącą odmianę? Funkcjonalność nowoczesnych modeli jest bardzo różna. Możesz kupić prosty przełącznik niezarządzany lub wielofunkcyjny przełącznik zarządzany, który niewiele różni się od pełnoprawnego routera. Przykładem tego ostatniego jest Mikrotik CRS125-24G-1S-2HND-IN z nowej linii Cloud Router Switch. W związku z tym cena takich modeli będzie znacznie wyższa.

Dlatego wybierając przełącznik, należy przede wszystkim zdecydować, jakich funkcji i parametrów nowoczesnych przełączników potrzebujesz, a za które nie warto przepłacać. Ale najpierw trochę teorii.

Rodzaje przełączników

Jeśli jednak wcześniej przełączniki zarządzane różniły się od przełączników niezarządzalnych m.in. szerszym zakresem funkcji, to teraz różnica może polegać jedynie na możliwości lub niemożności zdalnego zarządzania urządzeniami. Co do reszty, producenci nawet najprostszych modeli dodają dodatkowe funkcjonalności, często zwiększając ich koszt.

Dlatego w tej chwili klasyfikacja przełączników według poziomu jest bardziej informacyjna.

Przełącz poziomy

Aby wybrać przełącznik najlepiej odpowiadający naszym potrzebom, musimy znać jego poziom. To ustawienie jest określane na podstawie modelu sieci OSI (transferu danych), z którego korzysta urządzenie.

  • Urządzenia pierwszy poziom, za pomocą fizyczny transmisji danych niemal zniknęły z rynku. Jeśli ktoś jeszcze pamięta koncentratory, to jest to tylko przykład poziomu fizycznego, gdy informacje są przesyłane w ciągłym strumieniu.
  • Poziom 2. Prawie wszystkie przełączniki niezarządzalne należą do tej kategorii. Tak zwany kanał model sieciowy. Urządzenia dzielą przychodzące informacje na osobne pakiety (ramki), sprawdzają je i wysyłają do konkretnego urządzenia odbiorcy. Podstawą dystrybucji informacji w przełącznikach drugiego poziomu są adresy MAC. Na ich podstawie przełącznik tworzy tablicę adresowania, zapamiętując, który port odpowiada któremu adresowi MAC. Nie rozumieją adresów IP.

  • Poziom 3. Wybierając taki przełącznik otrzymujesz urządzenie, które współpracuje już z adresami IP. Obsługuje także wiele innych możliwości pracy z danymi: konwersję adresów logicznych na fizyczne, protokoły sieciowe IPv4, IPv6, IPX itp., połączenia pptp, pppoe, VPN i inne. Na trzecim, sieć poziom transmisji danych, działają prawie wszystkie routery i najbardziej „zaawansowana” część przełączników.

  • Poziom 4. Stosowany tutaj model sieci OSI nazywa się transport. Nawet nie wszystkie routery są wypuszczane z obsługą tego modelu. Dystrybucja ruchu odbywa się na poziomie inteligentnym – urządzenie może współpracować z aplikacjami i na podstawie nagłówków pakietów danych kierować je pod żądany adres. Ponadto protokoły warstwy transportowej, np. TCP, gwarantują niezawodność dostarczania pakietów, zachowują określoną kolejność ich transmisji i są w stanie optymalizować ruch.

Wybierz przełącznik - przeczytaj charakterystykę

Jak wybrać przełącznik na podstawie parametrów i funkcji? Przyjrzyjmy się, co oznaczają niektóre powszechnie używane symbole w specyfikacjach. Podstawowe parametry obejmują:

Liczba portów. Ich liczba waha się od 5 do 48. Wybierając przełącznik, lepiej zapewnić rezerwę na dalszą rozbudowę sieci.

Podstawowa szybkość transmisji danych. Najczęściej widzimy oznaczenie 10/100/1000 Mbit/s – prędkości jakie obsługuje każdy port urządzenia. Oznacza to, że wybrany przełącznik może pracować z prędkością 10 Mbit/s, 100 Mbit/s lub 1000 Mbit/s. Modeli wyposażonych zarówno w porty gigabitowe, jak i 10/100 Mb/s jest całkiem sporo. Większość nowoczesnych przełączników działa zgodnie ze standardem IEEE 802.3 Nway, automatycznie wykrywając prędkość portów.

Przepustowość i przepustowość wewnętrzna. Pierwsza wartość, zwana także macierzą przełączania, to maksymalna ilość ruchu, który może przejść przez przełącznik w jednostce czasu. Oblicza się to bardzo prosto: liczba portów x prędkość portu x 2 (dupleks). Na przykład 8-portowy przełącznik gigabitowy ma przepustowość 16 Gb/s.
Przepustowość wewnętrzna jest zwykle wskazywana przez producenta i jest potrzebna jedynie do porównania z poprzednią wartością. Jeśli zadeklarowana przepustowość wewnętrzna będzie mniejsza niż maksymalna, urządzenie nie poradzi sobie dobrze z dużymi obciążeniami, spowolni i zawiesi się.

Automatyczne wykrywanie MDI/MDI-X. Jest to automatyczne wykrywanie i obsługa obu standardów, według których skrętka została zaciśnięta, bez konieczności ręcznej kontroli połączeń.

Gniazda rozszerzeń. Możliwość podłączenia dodatkowych interfejsów np. optycznych.

Rozmiar tabeli adresów MAC. Aby wybrać przełącznik, ważne jest, aby wcześniej obliczyć potrzebną wielkość stołu, najlepiej biorąc pod uwagę przyszłą rozbudowę sieci. Jeśli w tabeli nie będzie wystarczającej liczby wpisów, przełącznik zapisze nowe na stare, co spowolni transfer danych.

Współczynnik kształtu. Przełączniki dostępne są w dwóch rodzajach obudów: do montażu na biurku/na ścianie oraz do montażu w stojaku. W tym drugim przypadku standardowy rozmiar urządzenia to 19 cali. Specjalne uszy do montażu w stojaku można zdejmować.

Wybieramy przełącznik z funkcjami, których potrzebujemy do pracy z ruchem

Kontrola przepływu ( Kontrola przepływu, protokół IEEE 802.3x). Zapewnia koordynację wysyłania i odbierania danych pomiędzy urządzeniem wysyłającym a przełącznikiem przy dużych obciążeniach, aby uniknąć utraty pakietów. Funkcję tę obsługuje niemal każdy przełącznik.

Jumbo Rama- zwiększone pakiety. Stosowany dla prędkości od 1 Gbit/s i wyższych, pozwala przyspieszyć przesyłanie danych poprzez zmniejszenie liczby pakietów i czasu ich przetwarzania. Funkcję tę można znaleźć w prawie każdym przełączniku.

Tryby pełnego i półdupleksu. Prawie wszystkie nowoczesne przełączniki obsługują automatyczną negocjację pomiędzy half-duplex i full-duplex (transmisja danych tylko w jednym kierunku, przesyłanie danych w obu kierunkach jednocześnie), aby uniknąć problemów w sieci.

Priorytetyzacja ruchu (standard IEEE 802.1p)- urządzenie może identyfikować ważniejsze pakiety (np. VoIP) i wysyłać je jako pierwsze. Wybierając przełącznik do sieci, w której znaczną część ruchu będzie stanowić sygnał audio lub wideo, należy zwrócić uwagę na tę funkcję

Wsparcie VLAN(standard IEEE 802.1q). VLAN to wygodny sposób na wydzielenie oddzielnych sekcji: sieci wewnętrznej przedsiębiorstwa i sieci publicznej dla klientów, różnych działów itp.

Aby zapewnić bezpieczeństwo w sieci, kontrolować lub sprawdzać wydajność sprzętu sieciowego, można zastosować tworzenie kopii lustrzanych (duplikowanie ruchu). Na przykład wszystkie przychodzące informacje są wysyłane do jednego portu w celu sprawdzenia lub zarejestrowania przez określone oprogramowanie.

Przekierowanie portów. Ta funkcja może być potrzebna do wdrożenia serwera z dostępem do Internetu lub do gier online.

Zabezpieczenie pętli - funkcje STP i LBD. Szczególnie ważne przy wyborze przełączników niezarządzalnych. Wykrycie w nich utworzonej pętli jest prawie niemożliwe - zapętlony odcinek sieci, przyczyna wielu usterek i zawieszeń. Funkcja LoopBack Detection automatycznie blokuje port, na którym wystąpiła pętla. Protokół STP (IEEE 802.1d) i jego bardziej zaawansowani potomkowie - IEEE 802.1w, IEEE 802.1s - działają nieco inaczej, optymalizując sieć pod kątem struktury drzewiastej. Początkowo konstrukcja zapewnia zapasowe, zapętlone gałęzie. Domyślnie są one wyłączone, a przełącznik uruchamia je tylko w przypadku utraty na niektórych głównych liniach.

Agregacja łączy (IEEE 802.3ad). Zwiększa przepustowość kanału poprzez połączenie wielu portów fizycznych w jeden logiczny. Maksymalna przepustowość zgodnie ze standardem wynosi 8 Gbit/s.

Układanie. Każdy producent ma swój własny projekt układania stosów, ale ogólnie ta funkcja odnosi się do wirtualnego połączenia wielu przełączników w jedną jednostkę logiczną. Celem układania stosów jest uzyskanie większej liczby portów niż jest to możliwe w przypadku przełącznika fizycznego.

Funkcje przełączania do monitorowania i rozwiązywania problemów

Wiele przełączników wykrywa wadliwe połączenie kablowe, zwykle po włączeniu urządzenia, a także rodzaj usterki - przerwany przewód, zwarcie itp. Na przykład D-Link zapewnia specjalne wskaźniki na ciele:

Ochrona przed ruchem wirusowym (Safeguard Engine). Technika ta pozwala zwiększyć stabilność działania i chronić centralny procesor przed przeciążeniami „śmieciowym” ruchem programów wirusowych.

Funkcje zasilania

Oszczędzanie energii.Jak wybrać wyłącznik, który pozwoli zaoszczędzić energię? Zwróć uwagęe dla obecności funkcji oszczędzania energii. Niektórzy producenci, np. D-Link, produkują przełączniki z regulacją zużycia energii. Przykładowo inteligentny przełącznik monitoruje podłączone do niego urządzenia i jeśli któreś z nich w danej chwili nie działa, odpowiedni port przechodzi w „tryb uśpienia”.

Zasilanie przez Ethernet (PoE, standard IEEE 802.af). Przełącznik wykorzystujący tę technologię może zasilać podłączone do niego urządzenia za pomocą skrętki komputerowej.

Wbudowana ochrona odgromowa. Bardzo potrzebna funkcja, ale musimy pamiętać, że takie przełączniki muszą być uziemione, w przeciwnym razie zabezpieczenie nie zadziała.


strona internetowa- 42,52 Kb

    230106

    (kod specjalny)

PRACA KURSOWA

przez dyscyplinę

    Temat:

    SGPEC 230106.11.15.

Grupa studencka: TO3A08, Korchagin A.G.

      Nauczyciel: Chirochkin E.I.

      Data obrony: ________________________ Ocena__________

Sarańsk

2011

Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej

FGOU SPO „Państwowa Szkoła Przemysłowo-Ekonomiczna w Sarańsku”

    230106

    (kod specjalny)

    ZADANIE DO PRACY KURSOWEJ

    przez dyscyplinę Sieci komputerowe i telekomunikacja

    uczeń grupy TO3A08, Korchagin A. G.

    Temat: Przełączniki: funkcje i specyfikacje

Kurs zawiera 28 arkuszy i obejmuje następujące sekcje:

Wstęp

1 Cechy przełącznika sieciowego

2 Klasyfikacja nowoczesnych przełączników

3 Charakterystyka przełącznika

Wniosek

Lista wykorzystanych źródeł

Data wydania: ________________ Kierownik dział: ______________

Termin: ____________ Nauczyciel: _______________

Wprowadzenie……………………………………………………………………………...5

  1. Cechy przełącznika sieciowego………………………………………………………………… 10
    1. Przełącznik i jego rola w strukturyzacji sieci…………………………………10
    2. Zasada działania…………………………………………………………… …..11
  2. Klasyfikacja nowoczesnych przełączników………………………………….. 14
    1. Według metody awansu personelu……………………………………………...14
      1. W locie…………………………………………………………………………… ....14
      2. Z magazynowaniem pośrednim…………………………………………………..14
    1. Zgodnie z zasadą działania algorytm…………………………………………………………….15
      1. Przełączniki przezroczyste………………………………………………………………… 15
      1. Przełączniki realizujące algorytm routingu źródłowego……………………………………………………………………….15
      1. Przełączniki implementujące algorytm drzewa opinającego………16
    1. Zgodnie z wewnętrzną architekturą logiczną…………………………………... 16
      1. Przełączniki z matrycą przełączającą……………………………...16
      2. Rozjazdy ze wspólną magistralą………………………………………..17
      3. Przełączniki pamięci współdzielonej…………………………………18
      4. Łączniki kombinowane……………………………………….19
    1. Według obszaru zastosowania………………………………………………………..20
      1. Przełączniki ze stałą liczbą portów………………………20
      2. Przełączniki modułowe…………………………………………………………….20
      3. Przełączniki piętrowe………………………………………………………………… ….21
    1. Technologie przełączające…………………………………………… ………..21
      1. Przełączniki Ethernet………………………………………………….. .21
      2. Przełączniki Token Ring…………………………………………………………….22
      3. Przełączniki FDDI………………………………………………………...23
  1. Charakterystyka przełączników…………………………………………………………… ………24
    1. Przepustowość…………………………………………………………… ………24
    2. Opóźnienie transmisji ramki………………………………………………….24
    3. Szybkość ramek przesyłanych w sieci………………………………….25
    4. Szybkość filtracji………………………………………………………..25

Zakończenie…………………………………………………………………………….26

Wykaz wykorzystanych źródeł……………………………………………………………. ..27

Wstęp

Kiedy na przełomie lat 80. i 90. sytuacja uległa zmianie, wraz z pojawieniem się szybkich protokołów, komputerów osobistych o dużej wydajności, informacji multimedialnych i podziału sieci na dużą liczbę segmentów, klasyczne mosty nie były już w stanie sprostać temu zadaniu. Obsługa strumieni ramek pomiędzy wieloma obecnie portami przy użyciu jednej jednostki przetwarzającej wymagała znacznego zwiększenia szybkości procesora, a jest to dość drogie rozwiązanie. Bardziej efektywne okazało się rozwiązanie, które „rodziło” przełączniki (rys. 1): do obsługi przepływu docierającego do każdego portu w urządzeniu dla każdego z portów instalowano osobne, wyspecjalizowane procesory, które implementowały algorytm mostu.

Rysunek 1 Przełącznik

Zasadniczo przełącznik jest mostem wieloprocesorowym zdolnym do jednoczesnego przekazywania ramek pomiędzy wszystkimi parami swoich portów na raz. Ale jeśli po dodaniu jednostek procesorowych komputer nie przestał być nazywany komputerem, a jedynie dodano przymiotnik „wieloprocesorowy”, wówczas nastąpiła metamorfoza mostów wieloprocesorowych - zamieniły się one w przełączniki. Ułatwił to sposób komunikacji pomiędzy poszczególnymi procesorami przełącznika - zostały one połączone matrycą przełączającą, podobną do matryc komputerów wieloprocesorowych łączących procesory z blokami pamięci. Stopniowo przełączniki zastąpiły klasyczne mosty jednoprocesorowe z sieci lokalnych. Głównym tego powodem jest bardzo wysoka wydajność, z jaką przełączniki przesyłają ramki pomiędzy segmentami sieci. Jeśli mosty mogłyby nawet spowolnić sieć, gdy ich wydajność była mniejsza niż intensywność przepływu ramek międzysegmentowych, wówczas przełączniki są zawsze wydawane z procesorami portowymi, które mogą przesyłać ramki z maksymalną szybkością, dla której zaprojektowano protokół. Dodając do tego równoległy transfer ramek pomiędzy portami, wydajność przełączników była o kilka rzędów wielkości wyższa niż mostów - przełączniki mogą przesyłać do kilku milionów klatek na sekundę, podczas gdy mosty przetwarzały zazwyczaj 3-5 tysięcy klatek na sekundę. daj mi sekundę. To z góry określiło los mostów i zwrotnic. Zbiorowe wykorzystanie wspólnego systemu kablowego przez wiele komputerów prowadzi do znacznego spadku wydajności sieci przy dużym natężeniu ruchu. Współdzielone środowisko nie radzi sobie już z natłokiem przesyłanych ramek i w sieci pojawia się kolejka komputerów oczekujących na dostęp. Problem ten można rozwiązać poprzez logiczne zorganizowanie sieci za pomocą przełącznika (rys. 2). Logiczna struktura sieci odnosi się do podziału wspólnego środowiska współdzielonego na logiczne segmenty w celu zlokalizowania ruchu w każdym indywidualnym segmencie sieci. W tym przypadku poszczególne segmenty sieci łączone są za pomocą urządzeń takich jak przełączniki. Sieć podzielona na logiczne segmenty charakteryzuje się wyższą wydajnością i niezawodnością. Korzyści z podziału środowiska współdzielonego na logiczne segmenty:

Prostota topologii sieci, pozwalająca na łatwą rozbudowę liczby węzłów;

Brak utraty ramek na skutek przepełnienia buforów urządzeń komunikacyjnych, ponieważ nowa ramka nie jest przesyłana do sieci, dopóki nie zostanie odebrana poprzednia - sam system podziału medium reguluje przepływ ramek i wstrzymuje stacje, które zbyt często generują ramki, wymuszając je czekać na dostęp;

Prostota protokołów zapewniająca niski koszt sprzętu przełączającego.

Rysunek 2 Struktura sieci logicznej wykorzystująca przełącznik

Ponieważ sieć składa się z grup komputerów, które przede wszystkim wymieniają między sobą informacje, podział sieci na logiczne segmenty poprawia wydajność sieci - ruch jest lokalizowany wewnątrz grup, a obciążenie współdzielonych systemów okablowania jest znacznie zmniejszone.

Znaczenie O wybranym temacie badawczym decyduje przede wszystkim szybkie wkroczenie sieci lokalnych w niemal wszystkie aspekty działalności informacyjnej. Urządzenia sieciowe poprawiające wydajność sieci stanowią integralną część sieci lokalnych. Organizacja sieci lokalnych przy użyciu sprzętu sieciowego stała się normą przy projektowaniu dużych sieci. Norma ta zastąpiła sieci zbudowane wyłącznie na odcinkach kabli, których komputery w sieci używają do przesyłania informacji.

Po drugie, w ciągu ostatnich kilku lat (od 2006 roku) przełączniki zaczęły zauważalnie wypychać routery z ugruntowanej pozycji. Routery zajmowały centralne miejsce w sieci budynku, a przełącznikom przydzielono miejsce na poziomie sieci pięter. Ponadto przełączników było zwykle niewiele - instalowano je tylko w bardzo obciążonych segmentach sieci lub w celu podłączenia serwerów o dużej wydajności. Przełączniki zaczęły wypierać routery z centrum sieci na peryferie, gdzie służyły do ​​łączenia sieci lokalnej z globalną. Centralne miejsce w sieci budynku zajmował modułowy przełącznik korporacyjny, który jednoczył wszystkie sieci pięter i działów na swoim wewnętrznym, bardzo produktywnym szkielecie. Przełączniki zastąpiły routery, ponieważ ich stosunek ceny do wydajności okazał się znacznie niższy niż w przypadku routera. Naturalnie tendencja do zwiększania roli przełączników w sieciach lokalnych nie jest absolutna. A routery nadal mają swoje zastosowania, gdzie ich użycie jest bardziej racjonalne niż przełączniki. Routery pozostają niezastąpione przy łączeniu sieci lokalnej z siecią globalną.

Cel pracy– poznać istotę zasady działania wyłącznika, jego cechy i właściwości, a także rozważyć zakres jego zastosowania.

Zadania Praca badawcza:

Wyjaśnić pojęcie przełącznika, istotę zasady działania, cel i rolę jego zastosowania w działaniu sieci lokalnych;

Rozważ różne klasyfikacje i cechy tego urządzenia;

Przeanalizuj znaczenie i perspektywy wykorzystania przełączników w organizacji sieci lokalnych.

Przedmiot badań Przełącznik jest jednym z najbardziej obiecujących urządzeń sieciowych stosowanych w organizacji sieci lokalnych.

Przedmiot badań to cechy i właściwości przełączników.

Struktura pracy.

W pierwszym rozdziale opisano cechy przełącznika sieciowego, jego koncepcję, rolę w strukturze sieci i zasadę działania.

W drugim rozdziale opisano klasyfikację nowoczesnych przełączników:

Metodą awansu personelu;

Zgodnie z algorytmem zasady działania;

Według wewnętrznej architektury logicznej;

Według obszaru zastosowania;

Przełącz technologie.

W trzecim rozdziale opisano charakterystykę przełączników.

1 Cechy przełącznika sieciowego

W tym rozdziale przyjrzymy się pojęciu przełącznika, celowi jego użycia i zasadzie działania.

    1. Switch i jego rola w strukturyzacji sieci

Przełącznik lub przełącznik to urządzenie przeznaczone do łączenia kilku węzłów sieci komputerowej w jednym segmencie. Przełącznik przesyła dane wyłącznie bezpośrednio do odbiorcy. Poprawia to wydajność i bezpieczeństwo sieci, uwalniając inne segmenty sieci od konieczności (i możliwości) przetwarzania danych, które nie były dla nich przeznaczone. Przełącznik może łączyć hosty w tej samej sieci według ich adresów MAC. Przełącznik dzieli całe medium transmisji danych na logiczne segmenty. Segment logiczny powstaje poprzez połączenie kilku segmentów fizycznych (odcinków kablowych). Każdy segment logiczny jest podłączony do osobnego portu przełącznika (rys. 3). Gdy ramka dotrze do dowolnego portu, przełącznik powtarza tę ramkę tylko na porcie, do którego podłączony jest segment. Przełącznik przesyła ramki równolegle. Treść

Wprowadzenie……………………………………………………………………………...5
Cechy przełącznika sieciowego……………………………………………………………10
Przełącznik i jego rola w strukturyzacji sieci…………………………………10
Zasada działania……………………………………………………………………………..11
Klasyfikacja nowoczesnych przełączników…………………………………..14
Według metody awansu personelu……………………………………………...14
W locie……………………………………………………………………………....14
Z magazynowaniem pośrednim…………………………………………………..14
Zgodnie z zasadą działania algorytm…………………………………………………………….15
Przełączniki przezroczyste……………………………………………………………15
Przełączniki realizujące algorytm routingu źródłowego……………………………………………………………………………………….15
Przełączniki implementujące algorytm drzewa opinającego………16
O wewnętrznej architekturze logicznej…………………………………...16
Przełączniki z matrycą przełączającą……………………………...16
Rozjazdy ze wspólną magistralą………………………………………..17
Przełączniki pamięci współdzielonej…………………………………18
Łączniki kombinowane……………………………………….19
Według obszaru zastosowania…………………………………………………..20
Przełączniki ze stałą liczbą portów………………………20
Przełączniki modułowe…………………………………………………………….20
Przełączniki piętrowe………………………………………………….21
Technologie przełączające…………………………………………………..21
Przełączniki Ethernet…………………………………………………...21
Przełączniki Token Ring…………………………………………………………….22
Przełączniki FDDI………………………………………………………...23
Charakterystyka przełączników………………………………………………………24
Przepustowość…………………………………………………24
Opóźnienie transmisji ramki………………………………………………….24
Szybkość ramek przesyłanych w sieci………………………………….25
Szybkość filtracji………………………………………………………..25
Zakończenie…………………………………………………………………………….26
Wykaz wykorzystanych źródeł……………………………………………………………...27

Temat gigabitowego dostępu staje się coraz bardziej aktualny, szczególnie teraz, gdy rośnie konkurencja, spada ARPU, a taryfy nawet za 100 Mbit nikogo nie zdziwią. Nad kwestią przejścia na dostęp gigabitowy zastanawialiśmy się już od dłuższego czasu. Odstraszyła mnie cena sprzętu i komercyjna wykonalność. Ale konkurenci nie śpią, a kiedy nawet Rostelecom zaczął oferować taryfy powyżej 100 Mbit, zdaliśmy sobie sprawę, że nie możemy dłużej czekać. Poza tym cena za port gigabitowy znacząco spadła, a instalacja przełącznika FastEthernet, który za kilka lat i tak trzeba będzie wymienić na gigabitowy, stała się po prostu nieopłacalna. Dlatego zaczęliśmy wybierać przełącznik gigabitowy do stosowania na poziomie dostępu.

Przyjrzeliśmy się różnym modelom przełączników gigabitowych i zdecydowaliśmy się na dwa, które były najbardziej odpowiednie pod względem parametrów, a jednocześnie spełniały nasze oczekiwania budżetowe. Są to Dlink DGS-1210-28ME i .

Rama


Korpus SNR wykonany jest z grubego, wytrzymałego metalu, przez co jest cięższy od „konkurenta”. Łącznik D jest wykonany z cienkiej stali, co zapewnia mu przewagę wagową. Jednak czyni go bardziej podatnym na wpływy zewnętrzne ze względu na mniejszą wytrzymałość.

D-link jest bardziej kompaktowy: jego głębokość wynosi 14 cm, natomiast SNR 23 cm, złącze zasilania SNR znajduje się z przodu, co niewątpliwie ułatwia montaż.

Zasilacze


Zasilacz typu D


Zasilanie SNR

Pomimo tego, że zasilacze są bardzo podobne, nadal znaleźliśmy różnice. Zasilacz D-link wykonany jest ekonomicznie, może nawet zbyt oszczędnie – na płytce nie ma powłoki lakierniczej, a ochrona przed zakłóceniami na wejściu i wyjściu jest minimalna. W rezultacie, zdaniem Dlinka, istnieją obawy, że te niuanse będą miały wpływ na czułość przełącznika na skoki napięcia, pracę w zmiennej wilgotności i zapyleniu.

Tablica rozdzielcza





Obie płytki wykonane są starannie, nie ma żadnych zastrzeżeń co do montażu, jednakże SNR posiada wyższej jakości tekstolit, a płytka wykonana jest w technologii lutowania bezołowiowego. Nie chodzi oczywiście o to, że SNR zawiera mniej ołowiu (co w Rosji nikogo nie przestraszy), ale o to, że te przełączniki produkowane są na nowocześniejszej linii.

Dodatkowo, podobnie jak w przypadku zasilaczy, D-link zaoszczędził na powłoce lakierniczej. SNR posiada powłokę lakierniczą na płycie.

Podobno wychodzi się z założenia, że ​​warunki pracy przełączników dostępowych D-link powinny być a priori doskonałe – czyste, suche, chłodne… no cóż, jak wszyscy. ;)

Chłodzenie

Obydwa przełączniki posiadają pasywny układ chłodzenia. D-link ma większe radiatory, a to zdecydowany plus. Jednakże SNR posiada wolną przestrzeń pomiędzy płytą a tylną ścianą, co pozytywnie wpływa na odprowadzanie ciepła. Dodatkowym niuansem jest obecność płytek rozpraszających ciepło umieszczonych pod chipem, które przenoszą ciepło do korpusu przełącznika.

Przeprowadziliśmy mały test - zmierzyliśmy temperaturę radiatora na chipie w normalnych warunkach:

  • Przełącznik ustawia się na stole w temperaturze pokojowej 22C,
  • Zainstalowane 2 moduły SFP,
  • Czekamy 8-10 minut.

Wyniki testów były zaskakujące – D-link nagrzał się do 72°C, natomiast SNR – tylko do 63°C. Lepiej nie myśleć o tym, co stanie się z D-linkiem w szczelnie zapakowanym pudełku w letnie upały.



Temperatura na łączu D 72 stopnie



Przy SNR 61 C lot jest normalny

Ochrona przed piorunami

Wyłączniki wyposażone są w różne systemy ochrony odgromowej. D-link wykorzystuje rozładowarki gazowe. SNR ma warystory. Każdy z nich ma swoje zalety i wady. Lepszy jest jednak czas reakcji warystorów, co zapewnia lepszą ochronę samego przełącznika i podłączonych do niego urządzeń abonenckich.

Streszczenie

D-link pozostawia poczucie oszczędności na wszystkich komponentach - na zasilaczu, płycie głównej, obudowie. Dlatego w tym przypadku wydaje się to dla nas bardziej preferowanym produktem.

Filtrowanie ramek i prędkość przekazywania to dwie kluczowe cechy wydajności przełącznika. Cechy te są integralne i nie zależą od technicznego wykonania przełącznika.

Szybkość filtrowania to szybkość, z jaką przełącznik wykonuje następujące etapy przetwarzania ramki:

1. Odbierz ramkę do swojego bufora.

3. Zniszczenie ramki, ponieważ jej port docelowy i źródłowy należą do jednego segmentu logicznego.

Szybkość filtrowania prawie wszystkich przełączników nie jest czynnikiem blokującym - przełącznikowi udaje się odrzucać ramki z szybkością, z jaką docierają.

Szybkość przesyłania to prędkość, z jaką przełącznik wykonuje kolejne etapy przetwarzania ramki.

1. Odbierz ramkę do swojego bufora.

2. Przejrzyj tabelę adresów, aby znaleźć port dla adresu docelowego ramki.

3. Przesłanie ramki do sieci poprzez port docelowy podany w tablicy adresów.

Zarówno prędkość filtrowania, jak i prędkość przesyłania są zwykle mierzone w klatkach na sekundę. Jeżeli w charakterystyce przełącznika nie określono, dla jakiego protokołu i dla jakiego rozmiaru ramki podawane są prędkości filtrowania i przesyłania, to domyślnie przyjmuje się, że te wskaźniki podawane są dla protokołu Ethernet i ramek o minimalnej wielkości, czyli ramki o długości 64 bajtów. Jak już omówiliśmy, tryb minimalnej długości ramki jest najtrudniejszym testem sprawdzającym zdolność przełącznika do działania w najgorszej kombinacji warunków ruchu.

Opóźnienie transmisji ramki mierzone jest jako czas, jaki upłynął od momentu dotarcia pierwszego bajtu ramki na port wejściowy przełącznika do momentu pojawienia się tego bajtu na jego porcie wyjściowym. Opóźnienie to suma czasu spędzonego na buforowaniu bajtów ramki i czasu spędzonego na przetwarzaniu ramki przez przełącznik - przeglądaniu tablicy adresów, podejmowaniu decyzji dotyczących filtrowania lub przekazywania, uzyskiwaniu dostępu do środowiska portu wyjściowego. Wielkość opóźnienia wprowadzanego przez przełącznik zależy od jego trybu pracy. Jeżeli przełączanie odbywa się „w locie”, to opóźnienia są zazwyczaj niewielkie i wynoszą od 5 do 40 μs, a przy buforowaniu pełnoklatkowym – od 50 do 200 μs dla ramek o minimalnej długości przy transmisji z szybkością 10 Mbit/s. S. Przełączniki obsługujące szybsze wersje Ethernetu wprowadzają mniejsze opóźnienia w procesie przekazywania ramek.

Wydajność przełącznika zależy od ilości danych użytkownika przesyłanych w jednostce czasu przez jego porty i jest mierzona w megabitach na sekundę (Mbps). Ponieważ przełącznik działa w warstwie łącza danych, jego danymi użytkownika są dane przenoszone w polu danych ramek Ethernet.

Maksymalna wartość wydajności przełącznika jest zawsze osiągana na ramkach o maksymalnej długości, ponieważ w tym przypadku udział kosztów ogólnych w narzucie ramy jest minimalny. Przełącznik jest urządzeniem wieloportowym, dlatego zwyczajowo określa się go jako charakteryzujący się maksymalną ogólną wydajnością przy jednoczesnym przesyłaniu ruchu przez wszystkie swoje porty.

Aby wykonać operacje na każdym porcie, przełączniki najczęściej wykorzystują dedykowaną jednostkę przetwarzającą z własną pamięcią do przechowywania własnej kopii tablicy adresów. Każdy port przechowuje tylko te zestawy adresów, z którymi ostatnio współpracował, więc kopie tablicy adresów różnych modułów procesora z reguły się nie zgadzają.

Maksymalna liczba adresów MAC, jakie może zapamiętać procesor portu, zależy od zastosowania przełącznika. Przełączniki dla grup roboczych zazwyczaj obsługują tylko kilka adresów na port, ponieważ są zaprojektowane tak, aby tworzyły mikrosegmenty. Przełączniki wydziałowe muszą obsługiwać kilkaset adresów, a przełączniki szkieletu sieci muszą obsługiwać do kilku tysięcy (zwykle 4000-8000 adresów).

Niewystarczająca pojemność tablicy adresów może spowodować spowolnienie przełącznika i zapchanie sieci nadmiernym ruchem. Jeżeli tablica adresów procesora portu jest całkowicie zapełniona i w przychodzącej ramce napotka on nowy adres źródłowy, procesor musi usunąć z tablicy wszelki stary adres i umieścić w jego miejsce nowy. Sama ta operacja zajmuje trochę czasu procesora, ale główny spadek wydajności obserwuje się, gdy nadchodzi ramka z adresem docelowym, który musiał zostać usunięty z tablicy adresów. Ponieważ adres docelowy ramki jest nieznany, przełącznik musi przekazać ramkę do wszystkich pozostałych portów. Niektórzy producenci przełączników rozwiązują ten problem zmieniając algorytm obsługi ramek o nieznanym adresie docelowym. Jeden z portów przełącznika skonfigurowany jest jako port trunk, do którego domyślnie wysyłane są wszystkie ramki o nieznanym adresie. Ramka przesyłana jest do portu trunk przy założeniu, że port ten jest podłączony do przełącznika wyższego poziomu (w hierarchicznym połączeniu przełączników w dużej sieci), który ma wystarczającą pojemność tablicy adresowej i „wie”, gdzie może znajdować się dowolna ramka wysłano.



Powiązane publikacje