Acasă Editori

Clase de comutatoare Ethernet. Comparația dispozitivelor de rețea. Parametrii tehnici ai întrerupătoarelor Comparația întrerupătoarelor

performanţă, sunt:

viteza de filtrare a cadrelor;
viteza de avansare a personalului;
debit;
întârziere de transmisie cadru.

În plus, există câteva caracteristici ale comutatorului care au cel mai mare impact asupra acestor specificații de performanță. Acestea includ:

tip de comutare;
dimensiunea cadru-tampon(e);
performanța matricei de comutare;
performanța procesorului sau procesoarelor;
mărimea mese de comutare.

Viteza de filtrare și viteza de avansare a cadrului

Filtrarea cadrelor și viteza de redirecționare sunt două caracteristici cheie de performanță ale unui comutator. Aceste caracteristici sunt indicatori integrali și nu depind de modul în care este implementat tehnic comutatorul.

Viteza de filtrare

primirea cadrului în buffer-ul tău;
eliminarea unui cadru dacă este detectată o eroare în el (suma de control nu se potrivește sau cadrul are mai puțin de 64 de octeți sau mai mult de 1518 de octeți);
scăderea cadrelor pentru a elimina buclele din rețea;
aruncarea cadrului în conformitate cu filtrele configurate pe port;
vizionare mese de comutare pentru a găsi portul de destinație pe baza adresei MAC a receptorului cadrului și a elimina cadrul dacă nodurile de trimitere și de primire ale cadrului sunt conectate la același port.

Viteza de filtrare a aproape tuturor comutatoarelor este neblocantă - comutatorul reușește să elimine cadrele la rata la care ajung.

Viteza de redirecționare determină rata la care comutatorul efectuează următorii pași de procesare a cadrelor:

primirea cadrului în buffer-ul tău;
vizionare mese de comutareîn scopul găsirii portului de destinație pe baza adresei MAC a destinatarului cadrului;
transmiterea cadrului către rețea prin intermediul find masa de comutare portul de destinație.

Atât viteza de filtrare, cât și viteza de redirecționare sunt de obicei măsurate în cadre pe secundă. Dacă caracteristicile comutatorului nu specifică pentru ce protocol și pentru ce dimensiune a cadrului sunt date vitezele de filtrare și redirecționare, atunci se presupune că acești indicatori sunt dați pentru protocolul Ethernet și cadrele de dimensiune minimă, adică, cadre de 64 de octeți (fără preambul) cu câmp de date de 46 de octeți. Utilizarea cadrelor de lungime minimă ca indicator principal al vitezei de procesare a unui comutator se explică prin faptul că astfel de cadre creează întotdeauna cel mai dificil mod de operare pentru comutator în comparație cu cadrele din alte formate cu un debit egal al datelor de utilizator transmise. Prin urmare, atunci când se testează un comutator, modul de lungime minimă a cadrului este utilizat ca cel mai dificil test, care ar trebui să verifice capacitatea comutatorului de a funcționa în cea mai proastă combinație de parametri de trafic.

Comutați debitul măsurată prin cantitatea de date utilizator (în megabiți sau gigabiți pe secundă) transmise pe unitatea de timp prin porturile sale. Deoarece comutatorul funcționează la nivelul de legătură de date, datele sale de utilizator sunt datele care sunt transferate în câmpul de date al cadrelor de protocol ale stratului de legătură de date - Ethernet, Fast Ethernet etc. Valoarea maximă a debitului comutatorului este întotdeauna atinsă pe cadre de lungime maximă, deoarece atunci când În acest caz, ponderea costurilor generale pentru informațiile serviciului de cadru este mult mai mică decât pentru cadrele de lungime minimă, iar timpul în care comutatorul efectuează operațiuni de procesare a cadrelor pe octet de informații despre utilizator este semnificativ mai mic. Prin urmare, un comutator poate fi blocant pentru cadre de o lungime minimă, dar totuși au un randament foarte bun.

Întârziere de transmisie a cadrelor (întârziere înainte) este măsurat ca timpul scurs din momentul în care primul octet al cadrului ajunge la portul de intrare al comutatorului până în momentul în care acest octet apare la portul său de ieșire. Întârzierea constă în timpul petrecut în tamponarea octeților de cadre, precum și în timpul petrecut procesând cadrul de către comutator, și anume vizualizarea mese de comutare, luând o decizie de redirecționare și obținând acces la mediul portului de ieșire.

Cantitatea de latență introdusă de un comutator depinde de metoda de comutare pe care o folosește. Dacă comutarea se efectuează fără tamponare, atunci întârzierile sunt de obicei mici și variază de la 5 la 40 μs, iar cu tamponarea cadru complet - de la 50 la 200 μs (pentru cadre de lungime minimă).

Schimbați dimensiunea mesei

Capacitate maximă mese de comutare definește limita numărului de adrese MAC pe care comutatorul le poate opera simultan. ÎN masa de comutare Pentru fiecare port, pot fi stocate atât adresele MAC învățate dinamic, cât și adresele MAC statice care au fost create de administratorul de rețea.

Numărul maxim de adrese MAC care pot fi stocate masa de comutare, depinde de aplicarea comutatorului. Switch-urile pentru grupuri de lucru și birouri mici D-Link acceptă de obicei tabele de adrese MAC de la 1K la 8K. Switch-urile pentru grupuri de lucru mari acceptă un tabel de adrese MAC cu o capacitate de la 8K la 16K, iar comutatoarele backbone de rețea acceptă de obicei adrese de la 16K la 64K sau mai mult.

Capacitate insuficientă mese de comutare poate cauza încetinirea comutatorului și blocarea rețelei de trafic în exces. Dacă tabelul de comutare este complet plin și portul întâlnește o nouă adresă MAC sursă într-un cadru de intrare, comutatorul nu o va putea introduce în tabel. În acest caz, cadrul de răspuns la această adresă MAC va fi trimis prin toate porturile (cu excepția portului sursă), adică. va provoca o transmitere de avalanșă.

Capacitate cadru tampon

Pentru a asigura stocarea temporară a cadrelor în cazurile în care acestea nu pot fi transmise imediat la portul de ieșire, comutatoarele, în funcție de arhitectura implementată, sunt echipate cu buffere pe porturile de intrare și de ieșire sau un buffer comun pentru toate porturile. Dimensiunea bufferului afectează atât întârzierea de transmisie a cadrelor, cât și rata de pierdere a pachetelor. Prin urmare, cu cât memoria tampon este mai mare, cu atât este mai puțin probabilă pierderea cadrelor.

În mod obișnuit, comutatoarele concepute să funcționeze în părți critice ale rețelei au o memorie tampon de câteva zeci sau sute de kiloocteți per port. Bufferul comun pentru toate porturile are de obicei o capacitate de câțiva megaocteți.

Cum să alegi un comutator având în vedere varietatea existentă? Funcționalitatea modelelor moderne este foarte diferită. Puteți achiziționa fie un comutator simplu neadministrat, fie un comutator gestionat multifuncțional, care nu este mult diferit de un router cu drepturi depline. Un exemplu al acestuia din urmă este Mikrotik CRS125-24G-1S-2HND-IN de la noua linie Cloud Router Switch. În consecință, prețul unor astfel de modele va fi mult mai mare.

Prin urmare, atunci când alegeți un comutator, în primul rând, trebuie să decideți care dintre funcțiile și parametrii comutatoarelor moderne aveți nevoie și pentru care nu ar trebui să plătiți în exces. Dar mai întâi, puțină teorie.

Tipuri de comutatoare

Cu toate acestea, dacă comutatoarele administrate anterior diferă de comutatoarele neadministrate, inclusiv o gamă mai largă de funcții, acum diferența poate fi doar în posibilitatea sau imposibilitatea gestionării dispozitivelor de la distanță. În rest, producătorii adaugă funcționalitate suplimentară chiar și celor mai simple modele, crescându-le adesea costul.

Prin urmare, în acest moment, clasificarea comutatoarelor după nivel este mai informativă.

Schimbați nivelurile

Pentru a alege un comutator care se potrivește cel mai bine nevoilor noastre, trebuie să-i cunoaștem nivelul. Această setare este determinată în funcție de modelul de rețea OSI (transfer de date) utilizat de dispozitiv.

Dispozitive primul nivel, folosind fizic transmisia de date aproape că a dispărut de pe piață. Dacă altcineva își amintește hub-urile, atunci acesta este doar un exemplu de nivel fizic când informațiile sunt transmise într-un flux continuu.
Nivelul 2. Aproape toate comutatoarele negestionate se încadrează în această categorie. Asa numitul canal model de rețea. Dispozitivele împart informațiile primite în pachete (cadre) separate, le verifică și le trimit către un anumit dispozitiv destinatar. Baza pentru distribuirea informațiilor în comutatoarele de nivel al doilea sunt adresele MAC. Din acestea, comutatorul alcătuiește un tabel de adrese, amintindu-și ce port corespunde cărei adrese MAC. Ei nu înțeleg adresele IP.

Nivelul 3. Alegând un astfel de comutator, obțineți un dispozitiv care funcționează deja cu adrese IP. De asemenea, suportă multe alte posibilități de lucru cu date: conversia adreselor logice în cele fizice, protocoale de rețea IPv4, IPv6, IPX etc., pptp, pppoe, conexiuni vpn și altele. Pe al treilea, reţea nivel de transmisie a datelor, aproape toate routerele și cea mai „avansată” parte a comutatoarelor funcționează.

Nivelul 4. Modelul de rețea OSI folosit aici se numește transport. Nici măcar toate routerele nu sunt lansate cu suport pentru acest model. Distribuția traficului are loc la un nivel inteligent - dispozitivul poate funcționa cu aplicații și, pe baza antetelor pachetelor de date, le poate direcționa către adresa dorită. În plus, protocoalele de nivel de transport, de exemplu TCP, garantează fiabilitatea livrării pachetelor, mențin o anumită secvență a transmisiei lor și sunt capabile să optimizeze traficul.

Selectați un comutator - citiți caracteristicile

Cum să alegi un comutator pe baza parametrilor și funcțiilor? Să ne uităm la ce se înțelege prin unele dintre simbolurile utilizate în mod obișnuit în specificații. Parametrii de bază includ:

Numărul de porturi. Numărul lor variază de la 5 la 48. Atunci când alegeți un comutator, este mai bine să oferiți o rezervă pentru extinderea ulterioară a rețelei.

Rata de date de bază. Cel mai adesea vedem denumirea 10/100/1000 Mbit/s - vitezele pe care le suportă fiecare port al dispozitivului. Adică comutatorul selectat poate funcționa la o viteză de 10 Mbit/s, 100 Mbit/s sau 1000 Mbit/s. Există destul de multe modele care sunt echipate atât cu porturi gigabit, cât și 10/100 Mb/s. Cele mai multe switch-uri moderne funcționează conform standardului IEEE 802.3 Nway, detectând automat vitezele portului.

Lățimea de bandă și lățimea de bandă internă. Prima valoare, numită și matricea de comutare, este cantitatea maximă de trafic care poate fi trecută prin comutator pe unitatea de timp. Se calculează foarte simplu: număr de porturi x viteza portului x 2 (duplex). De exemplu, un comutator gigabit cu 8 porturi are un debit de 16 Gbps.
Debitul intern este de obicei indicat de producător și este necesar doar pentru comparație cu valoarea anterioară. Dacă lățimea de bandă internă declarată este mai mică decât cea maximă, dispozitivul nu va face față bine sarcinilor grele, va încetini și va îngheța.

Detectare automată MDI/MDI-X. Aceasta este auto-detecție și suport pentru ambele standarde prin care perechea torsadată a fost sertizată, fără a fi nevoie de control manual al conexiunilor.

Sloturi de extensie. Posibilitatea de a conecta interfețe suplimentare, de exemplu, optice.

Dimensiunea tabelului de adrese MAC. Pentru a selecta un comutator, este important să calculați în avans dimensiunea tabelului de care aveți nevoie, de preferință ținând cont de extinderea viitoare a rețelei. Dacă nu există suficiente intrări în tabel, comutatorul va scrie altele noi peste cele vechi, iar acest lucru va încetini transferul de date.

Factor de formă. Comutatoarele sunt disponibile în două tipuri de carcasă: desktop/montate pe perete și montate pe rack. În acest din urmă caz, dimensiunea standard a dispozitivului este de 19 inci. Urechile speciale pentru montarea pe rack pot fi detașabile.

Selectăm un comutator cu funcțiile de care avem nevoie pentru a lucra cu traficul

Controlul debitului ( Controlul debitului, protocol IEEE 802.3x). Oferă coordonarea trimiterii și primirii datelor între dispozitivul de trimitere și comutator la sarcini mari, pentru a evita pierderea pachetelor. Funcția este susținută de aproape fiecare comutator.

Cadru Jumbo- pachete crescute. Folosit pentru viteze de la 1 Gbit/sec și mai mare, vă permite să accelerați transferul de date prin reducerea numărului de pachete și a timpului de procesare a acestora. Funcția se găsește în aproape fiecare comutator.

Moduri Full-duplex și Half-duplex. Aproape toate switch-urile moderne acceptă negocierea automată între semi-duplex și full-duplex (transmiterea datelor într-o singură direcție, transferul datelor în ambele direcții în același timp) pentru a evita problemele în rețea.

Prioritizarea traficului (standard IEEE 802.1p)- dispozitivul poate identifica pachete mai importante (de exemplu, VoIP) și le poate trimite mai întâi. Atunci când alegeți un comutator pentru o rețea în care o parte semnificativă a traficului va fi audio sau video, ar trebui să acordați atenție acestei funcții

A sustine VLAN(standard IEEE 802.1q). VLAN este un mijloc convenabil pentru delimitarea secțiunilor separate: rețeaua internă a unei întreprinderi și rețeaua publică pentru clienți, diverse departamente etc.

Pentru a asigura securitatea în cadrul rețelei, controlați sau verificați performanța echipamentelor de rețea, se poate folosi oglindirea (duplicarea traficului). De exemplu, toate informațiile primite sunt trimise la un singur port pentru verificare sau înregistrare de către un anumit software.

Port forwarding. Este posibil să aveți nevoie de această funcție pentru a implementa un server cu acces la Internet sau pentru jocuri online.

Protecție buclă - funcții STP și LBD. Deosebit de important atunci când alegeți comutatoare neadministrate. Este aproape imposibil să detectați bucla formată în ele - o secțiune în buclă a rețelei, cauza multor erori și înghețari. LoopBack Detection blochează automat portul în care a avut loc o buclă. Protocolul STP (IEEE 802.1d) și descendenții săi mai avansati - IEEE 802.1w, IEEE 802.1s - acționează puțin diferit, optimizând rețeaua pentru o structură arborescentă. Inițial, structura prevede ramuri de rezervă, bucle. Sunt dezactivate în mod implicit, iar comutatorul le pornește numai atunci când există o pierdere pe unele dintre liniile principale.

agregare de legături (IEEE 802.3ad). Mărește debitul canalului prin combinarea mai multor porturi fizice într-unul logic. Debitul maxim conform standardului este de 8 Gbit/sec.

Stivuire. Fiecare producător are propriul design de stivuire, dar, în general, această caracteristică se referă la combinația virtuală de mai multe comutatoare într-o singură unitate logică. Scopul stivuirii este de a obține un număr mai mare de porturi decât este posibil cu un comutator fizic.

Comutați funcțiile pentru monitorizare și depanare

Multe întrerupătoare detectează o conexiune defectuoasă a cablului, de obicei atunci când dispozitivul este pornit, precum și tipul de defecțiune - fir întrerupt, scurtcircuit etc. De exemplu, D-Link oferă indicatori speciali pe corp:

Protecție împotriva traficului de viruși (Safeguard Engine). Tehnica vă permite să creșteți stabilitatea de funcționare și să protejați procesorul central de supraîncărcările cu traficul „gunoi” al programelor de virus.

Caracteristici de putere

Economie de energie.Cum să alegi un comutator care te va economisi energie? Fiţi atenție pentru prezența funcțiilor de economisire a energiei. Unii producători, cum ar fi D-Link, produc comutatoare cu reglare a consumului de energie. De exemplu, un comutator inteligent monitorizează dispozitivele conectate la acesta și, dacă oricare dintre ele nu funcționează în acest moment, portul corespunzător este pus în „modul de repaus”.

Alimentare prin Ethernet (PoE, standard IEEE 802.af). Un comutator care utilizează această tehnologie poate alimenta dispozitivele conectate la acesta prin cabluri cu perechi răsucite.

Protecție la trăsnet încorporată. O funcție foarte necesară, dar trebuie să ne amintim că astfel de întrerupătoare trebuie să fie împământate, altfel protecția nu va funcționa.

site-ul web- 42,52 KB

230106

(cod de specialitate)

LUCRARE DE CURS

prin disciplina

Subiect:

SGPEC 230106.11.15.

Grup de studenți: TO3A08, Korchagin A. G.

Profesor: Chirochkin E.I.

Data apărării: _______________________ Evaluare__________

Saransk

2011

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse

FGOU SPO „Colegiul Industrial și Economic de Stat Saransk”

230106

(cod de specialitate)

TERCARE PENTRU LUCRARE DE CURS

prin disciplina Rețele de calculatoare și telecomunicații

elev al grupului TO3A08, Korchagin A. G.

Subiect: Comutatoare: caracteristici și specificații

Lucrarea cursului este completată pe 28 de foi și include următoarele secțiuni:

Introducere

1 Caracteristicile unui comutator de rețea

2 Clasificarea întrerupătoarelor moderne

3 Caracteristicile comutatorului

Concluzie

Lista surselor utilizate

Data emiterii: ________________ Manager departament: ______________

Data limită: ____________ Profesor: _______________

Introducere…………………………………………………………………………………….5

Caracteristici ale comutatorului de rețea………………………………………………………………… 10

Comutatorul și rolul său în structurarea rețelei…………………………………10
Principiul de funcționare………………………………………………………………… …..11

Clasificarea întrerupătoarelor moderne…………………………………………….. 14

Conform metodei de promovare a personalului………………………………………………..14

Din mers ………………………………………………………………………………… ....14
Cu depozitare intermediară………………………………………………………..14

Conform algoritmului principiului de funcționare……………………………………………………………………….15

Comutatoare transparente……………………………………………………………………………… 15

Switch-uri care implementează algoritmul de rutare sursă………………………………………………………………………………….15

Comutatoare care implementează algoritmul spanning tree…………16

Conform arhitecturii logice interne……………………………………………….. 16

Întrerupătoare cu matrice de comutare…………………………………16
Comutatoare cu o magistrală comună……………………………………………………..17
Comutatoare de memorie partajată……………………………………18
Comutatoare combinate………………………………………….19

După domeniul de aplicare……………………………………………………………………..20

Switch-uri cu un număr fix de porturi…………………………20
Comutatoare modulare………………………………………………………………….20
Comutatoare stivuite…………………………………………………………………… ….21

Schimbarea tehnologiilor…………………………………………………… ………..21

Comutatoare Ethernet…………………………………………………….. .21
Comutatoare Token Ring………………………………………………………………….22
Comutatoare FDDI………………………………………………………….23

Caracteristicile comutatoarelor…………………………………………………………………………………24

Lățimea de bandă…………………………………………………………………………24
Întârzierea transmisiei cadrului…………………………………………………….24
Viteza cadrelor care se deplasează prin rețea……………………………………………….25
Rata de filtrare…………………………………………………………………..25

Concluzie…………………………………………………………………………………………….26

Lista surselor utilizate……………………………………………………………………. ..27

Introducere

Când situația s-a schimbat la sfârșitul anilor 80 - începutul anilor 90 - apariția protocoalelor rapide, a calculatoarelor personale de înaltă performanță, a informațiilor multimedia și a împărțirii rețelei într-un număr mare de segmente - podurile clasice nu au mai putut face față meserii. Servirea fluxurilor de cadre între acum mai multe porturi folosind o singură unitate de procesare a necesitat o creștere semnificativă a vitezei procesorului, iar aceasta este o soluție destul de costisitoare. Soluția care „a dat naștere” comutatoarelor s-a dovedit a fi mai eficientă (Fig. 1): pentru a deservi fluxul care ajunge la fiecare port, în dispozitiv au fost instalate procesoare specializate separate pentru fiecare dintre porturi, care au implementat algoritmul de punte.

Figura 1 Comutator

În esență, un comutator este o punte multiprocesor capabilă să redirecționeze simultan cadre între toate perechile de porturi simultan. Dar dacă, atunci când au fost adăugate unități de procesor, computerul nu a încetat să mai fie numit computer, ci a fost adăugat doar adjectivul „multiprocesor”, atunci a avut loc o metamorfoză cu poduri multiprocesor - s-au transformat în comutatoare. Acest lucru a fost facilitat de metoda de comunicare între procesoarele individuale ale comutatorului - acestea au fost conectate printr-o matrice de comutare, similară cu matricele computerelor multiprocesoare care conectează procesoare cu blocuri de memorie. Treptat, comutatoarele au înlocuit podurile clasice cu un singur procesor din rețelele locale. Motivul principal pentru aceasta este performanța foarte ridicată cu care comutatoarele transmit cadre între segmentele de rețea. Dacă punțile ar putea chiar încetini rețeaua atunci când performanța lor a fost mai mică decât intensitatea fluxului de cadre intersegmentare, atunci comutatoarele sunt întotdeauna eliberate cu procesoare de porturi care pot transmite cadre la viteza maximă pentru care este proiectat protocolul. Adăugând la aceasta, transferul paralel de cadre între porturi a făcut ca performanța comutatoarelor să fie cu câteva ordine de mărime mai mare decât a podurilor - switch-urile pot transfera până la câteva milioane de cadre pe secundă, în timp ce podurile procesau de obicei 3-5 mii de cadre pe secundă. da-mi o secunda. Acest lucru a predeterminat soarta podurilor și comutatoarelor. Utilizarea colectivă a unui sistem de cablu comun de către multe computere duce la o scădere semnificativă a performanței rețelei în condiții de trafic intens. Mediul partajat nu mai poate face față fluxului de cadre transmise și în rețea apare o coadă de computere care așteaptă accesul. Această problemă poate fi rezolvată prin structurarea logică a rețelei folosind un comutator (Fig. 2). Structurarea logică a rețelei se referă la împărțirea unui mediu comun comun în segmente logice pentru a localiza traficul fiecărui segment individual de rețea. În acest caz, segmentele individuale de rețea sunt conectate prin dispozitive precum comutatoare. O rețea împărțită în segmente logice are performanță și fiabilitate mai ridicate. Beneficiile împărțirii mediului partajat în segmente logice:

Simplitatea topologiei rețelei, permițând extinderea ușoară a numărului de noduri;

Fără pierdere de cadre din cauza depășirii bufferelor dispozitivelor de comunicație, deoarece un nou cadru nu este transmis în rețea până când este primit cel anterior - sistemul de diviziune medie în sine reglează fluxul de cadre și suspendă stațiile care generează cadre prea des, forțându-le a aștepta accesul;

Simplitatea protocoalelor, asigurând costuri reduse pentru comutarea echipamentelor.

Figura 2 Structura logică a rețelei folosind un comutator

Deoarece rețeaua conține grupuri de computere care schimbă în primul rând informații între ele, împărțirea rețelei în segmente logice îmbunătățește performanța rețelei - traficul este localizat în cadrul grupurilor, iar sarcina sistemelor lor de cablare partajată este redusă semnificativ.

Relevanţă Tema de cercetare aleasă este determinată, în primul rând, de intrarea rapidă a rețelelor locale în aproape toate aspectele activității informaționale. Și dispozitivele de rețea care îmbunătățesc performanța rețelei sunt o parte integrantă a rețelelor locale. Organizarea rețelelor locale folosind echipamente de rețea a devenit norma la proiectarea rețelelor mari. Această normă a înlocuit rețelele construite exclusiv pe segmente de cablu pe care computerele din rețea le folosesc pentru a transmite informații.

În al doilea rând, în ultimii ani (din 2006), comutatoarele au început să împingă în mod vizibil routerele din pozițiile lor bine stabilite. Routerele au ocupat un loc central în rețeaua clădirii, iar switch-urilor li s-a alocat un loc la nivelul rețelei de etaj. În plus, de obicei erau puține switch-uri - erau instalate doar în segmente de rețea foarte aglomerate sau pentru a conecta servere de înaltă performanță. Switch-urile au început să înlocuiască routerele din centrul rețelei la periferie unde erau folosite pentru a conecta rețeaua locală la cea globală. Locul central în rețeaua clădirii a fost ocupat de un comutator corporativ modular, care a unit toate rețelele de etaje și departamente pe coloana sa internă, foarte productivă. Switch-urile au înlocuit routerele deoarece raportul lor preț/performanță s-a dovedit a fi mult mai mic decât cel al unui router. Desigur, tendința de creștere a rolului switch-urilor în rețelele locale nu este absolută. Iar routerele au încă aplicațiile lor în care utilizarea lor este mai rațională decât comutatoarele. Routerele rămân indispensabile atunci când se conectează o rețea locală la una globală.

Scopul lucrării– dezvăluie esența principiului de funcționare al comutatorului, caracteristicile și caracteristicile acestuia și, de asemenea, luați în considerare domeniul de aplicare al acestuia.

Sarcini muncă de cercetare:

Explicați conceptul de comutator, esența principiului de funcționare, scopul și rolul utilizării acestuia în funcționarea rețelelor locale;

Luați în considerare diferitele clasificări și caracteristici ale acestui dispozitiv;

Analizați relevanța și perspectivele utilizării comutatoarelor în organizarea rețelelor locale.

Obiect de studiu Comutatorul este unul dintre cele mai promițătoare dispozitive de rețea utilizate în organizarea rețelelor locale.

Subiect de cercetare sunt caracteristicile și caracteristicile comutatoarelor.

Structura muncii.

Primul capitol descrie caracteristicile unui comutator de rețea, conceptul său, rolul în structurarea rețelei și principiul de funcționare.

Al doilea capitol descrie clasificarea comutatoarelor moderne:

Prin metoda promovării personalului;

Conform algoritmului principiului de funcționare;

Prin arhitectură logică internă;

După domeniul de aplicare;

Schimbați tehnologiile.

Al treilea capitol descrie caracteristicile comutatoarelor.

1 Caracteristicile unui comutator de rețea

În acest capitol, ne vom uita la conceptul de comutator, scopul utilizării acestuia și principiul de funcționare.

Switch și rolul său în structurarea rețelei

Un comutator sau comutator este un dispozitiv conceput pentru a conecta mai multe noduri ale unei rețele de calculatoare într-un singur segment. Comutatorul transmite date numai direct către destinatar. Acest lucru îmbunătățește performanța și securitatea rețelei, eliberând alte segmente de rețea de a trebui (și de a putea) procesa date care nu le-au fost destinate. Comutatorul poate uni gazdele din aceeași rețea prin adresele lor MAC. Comutatorul împarte mediul general de transmisie a datelor în segmente logice. Un segment logic se formează prin combinarea mai multor segmente fizice (secțiuni de cablu). Fiecare segment logic este conectat la un port de comutare separat (Fig. 3). Când un cadru ajunge pe oricare dintre porturi, comutatorul repetă acest cadru numai pe portul la care este conectat segmentul. Comutatorul transmite cadre în paralel. Conţinut

Introducere…………………………………………………………………………………….5
Caracteristici ale comutatorului de rețea……………………………………………………………………10
Comutatorul și rolul său în structurarea rețelei…………………………………10
Principiul de funcționare…………………………………………………………………………………..11
Clasificarea întrerupătoarelor moderne……………………………………………..14
Conform metodei de promovare a personalului………………………………………………..14
Din mers……………………………………………………………………………………..14
Cu depozitare intermediară………………………………………………………..14
Conform algoritmului principiului de funcționare……………………………………………………………………….15
Comutatoare transparente……………………………………………………………………15
Switch-uri care implementează algoritmul de rutare sursă…………………………………………………………………………………………………….15
Comutatoare care implementează algoritmul spanning tree…………16
Despre arhitectura logică internă………………………………………………16
Întrerupătoare cu matrice de comutare…………………………………16
Comutatoare cu o magistrală comună……………………………………………………..17
Comutatoare de memorie partajată……………………………………18
Comutatoare combinate………………………………………….19
După domeniul de aplicare……………………………………………………..20
Switch-uri cu un număr fix de porturi…………………………20
Comutatoare modulare………………………………………………………………….20
Comutatoare stivuite…………………………………………………….21
Tehnologii de comutare………………………………………………………..21
Comutatoare Ethernet…………………………………………………………….21
Comutatoare Token Ring………………………………………………………………….22
Comutatoare FDDI………………………………………………………….23
Caracteristicile comutatoarelor………………………………………………………24
Lățimea de bandă……………………………………………………24
Întârzierea transmisiei cadrului…………………………………………………….24
Viteza cadrelor care se deplasează prin rețea……………………………………………….25
Rata de filtrare…………………………………………………………………..25
Concluzie…………………………………………………………………………………………….26
Lista surselor utilizate………………………………………………………………………….27

Tema accesului gigabit devine din ce în ce mai relevantă, mai ales acum, când concurența este în creștere, ARPU scade, iar tarifele chiar și de 100 Mbit nu vor surprinde pe nimeni. Ne gândim de mult timp la problema trecerii la accesul gigabit. Am fost dezamăgit de prețul echipamentului și de fezabilitatea comercială. Dar concurenții nu dorm, iar când până și Rostelecom a început să ofere tarife de peste 100 Mbit, ne-am dat seama că nu mai putem aștepta. În plus, prețul pentru un port gigabit a scăzut semnificativ și instalarea unui switch FastEthernet, care în câțiva ani va trebui să fie înlocuit cu unul gigabit, a devenit pur și simplu neprofitabilă. De aceea am început să alegem un comutator gigabit pentru utilizare la nivel de acces.

Ne-am uitat la diverse modele de switch-uri gigabit și ne-am hotărât pe două care erau cele mai potrivite din punct de vedere al parametrilor și, în același timp, ne-au îndeplinit așteptările bugetare. Acestea sunt Dlink DGS-1210-28ME și .

Cadru

Corpul SNR este realizat din metal gros, durabil, ceea ce îl face mai greu decât „concurentul” său. D-link este fabricat din oțel subțire, ceea ce îi conferă un avantaj de greutate. Cu toate acestea, îl face mai susceptibil la influențele externe datorită rezistenței sale mai mici.

D-link este mai compact: adâncimea sa este de 14 cm, în timp ce cea a SNR este de 23 cm. Conectorul de alimentare SNR este situat în față, ceea ce, fără îndoială, facilitează instalarea.

Surse de alimentare

Sursa de alimentare D-link

Alimentare SNR

În ciuda faptului că sursele de alimentare sunt foarte asemănătoare, am găsit totuși diferențe. Sursa de alimentare D-link este realizată economic, poate chiar prea economic - nu există un strat de lac pe placă, iar protecția împotriva interferențelor la intrare și la ieșire este minimă. Drept urmare, potrivit Dlink, există îngrijorări că aceste nuanțe vor afecta sensibilitatea comutatorului la supratensiuni și funcționarea în condiții de umiditate variabilă și în condiții de praf.

Placa comutatoare

Ambele plăci sunt realizate cu atenție, nu există plângeri cu privire la instalare, totuși, SNR are un textolit de calitate superioară, iar placa este realizată folosind tehnologia de lipire fără plumb. Ideea, desigur, nu este că SNR conține mai puțin plumb (ceea ce nu va speria pe nimeni în Rusia), ci că aceste comutatoare sunt produse pe o linie mai modernă.

În plus, din nou, ca și în cazul surselor de alimentare, D-link a salvat pe stratul de lac. SNR are un strat de lac pe placă.

Aparent, se presupune că condițiile de funcționare ale comutatoarelor de acces D-link ar trebui să fie a priori excelente - curate, uscate, răcoroase... ei bine, ca toți ceilalți. ;)

Răcire

Ambele comutatoare au un sistem de răcire pasiv. D-link are radiatoare mai mari, iar acesta este un plus sigur. Cu toate acestea, SNR are spațiu liber între placă și peretele din spate, ceea ce are un efect pozitiv asupra disipării căldurii. O nuanță suplimentară este prezența plăcilor de disipare a căldurii situate sub cip, care transferă căldura către corpul comutatorului.

Am efectuat un mic test - am măsurat temperatura radiatorului de pe cip în condiții normale:

Comutatorul este plasat pe o masă la temperatura camerei 22C,
2 module SFP instalate,
Așteptăm 8-10 minute.

Rezultatele testului au fost surprinzătoare - D-link s-a încălzit până la 72C, în timp ce SNR - doar până la 63C. Este mai bine să nu vă gândiți la ce se va întâmpla cu D-link într-o cutie bine împachetată în căldura verii.

Temperatura pe D-link 72 de grade

La SNR 61 C, zborul este normal

Protecție împotriva trăsnetului

Întrerupătoarele sunt echipate cu diverse sisteme de protecție împotriva trăsnetului. D-link folosește descărcatoare de gaz. SNR are varistoare. Fiecare dintre ele are argumentele sale pro și contra. Cu toate acestea, timpul de răspuns al varistoarelor este mai bun, iar acest lucru oferă o protecție mai bună pentru comutatorul în sine și pentru dispozitivele de abonat conectate la acesta.

rezumat

D-link lasă un sentiment de economii la toate componentele - la sursa de alimentare, placa, carcasă. Prin urmare, în acest caz ni se pare un produs mai preferat.

Vitezele de filtrare a cadrelor și de redirecționare sunt două caracteristici cheie de performanță ale unui comutator. Aceste caracteristici sunt integrale; ele nu depind de modul în care este implementat tehnic comutatorul.

Rata de filtrare este viteza la care comutatorul efectuează următorii pași de procesare a cadrelor:

1. Primiți cadrul în tampon.

3. Distrugerea cadrelor, deoarece portul de destinație și portul sursă aparțin unui singur segment logic.

Viteza de filtrare a aproape tuturor comutatoarelor nu este un factor de blocare - comutatorul reușește să renunțe la cadrele la rata la care ajung.

Rata de redirecționare este viteza cu care comutatorul realizează următoarele etape de procesare a cadrelor.

1. Primiți cadrul în tampon.

2. Căutați prin tabelul de adrese pentru a găsi portul pentru adresa de destinație a cadrului.

3. Transmiterea cadrului către rețea prin portul de destinație găsit în tabelul de adrese.

Latența de transmisie a cadrului este măsurată ca timpul scurs din momentul în care primul octet al cadrului ajunge la portul de intrare al comutatorului până în momentul în care acest octet apare la portul său de ieșire. Latența este suma timpului petrecut în tamponarea octeților cadrului și a timpului petrecut procesând cadrul de către comutator - privind prin tabelul de adrese, luarea deciziilor de filtrare sau redirecționare, obținerea accesului la mediul portului de ieșire. Cantitatea de întârziere introdusă de comutator depinde de modul său de funcționare. Dacă comutarea se efectuează „din mers”, atunci întârzierile sunt de obicei mici și variază de la 5 la 40 μs, iar cu buffering full frame - de la 50 la 200 μs pentru cadre de lungime minimă atunci când se transmit la o viteză de 10 Mbit/ s. Switch-urile care acceptă versiuni mai rapide de Ethernet introduc o latență mai mică în procesul de redirecționare a cadrelor.

Performanța unui comutator este determinată de cantitatea de date de utilizator transferată pe unitatea de timp prin porturile sale și este măsurată în megabiți pe secundă (Mbps). Deoarece comutatorul operează la nivelul de legătură de date, datele sale de utilizator sunt datele care sunt transportate în câmpul de date al cadrelor Ethernet.

Valoarea maximă a performanței comutatorului este întotdeauna atinsă pe cadre de lungime maximă, deoarece în acest caz ponderea costurilor generale pentru supraîncărcarea cadrului este minimă. Un comutator este un dispozitiv multiport, deci este obișnuit să-l caracterizezi ca având performanță totală maximă, în timp ce transmite simultan trafic prin toate porturile sale.

Pentru a efectua operațiunile fiecărui port, comutatoarele folosesc cel mai adesea o unitate de procesare dedicată cu propria memorie pentru a stoca propria copie a tabelului de adrese. Fiecare port stochează doar acele seturi de adrese cu care a lucrat recent, astfel încât copiile tabelului de adrese ale diferitelor module de procesor, de regulă, nu se potrivesc.

Numărul maxim de adrese MAC pe care procesorul de porturi le poate aminti depinde de aplicația comutatorului. Switch-urile pentru grupuri de lucru acceptă de obicei doar câteva adrese pe port, deoarece sunt concepute pentru a forma microsegmente. Comutatoarele de departament trebuie să accepte câteva sute de adrese, iar comutatoarele de coloană vertebrală de rețea trebuie să accepte până la câteva mii (de obicei 4000-8000 de adrese).

Capacitatea insuficientă a tabelului de adrese poate duce la încetinirea comutatorului și la înfundarea rețelei de trafic în exces. Dacă tabelul de adrese al procesorului de porturi este complet plin și întâlnește o nouă adresă sursă într-un cadru de intrare, procesorul trebuie să elimine orice adresă veche din tabel și să plaseze una nouă în locul ei. Această operație în sine ocupă o parte din timpul procesorului, dar principala pierdere de performanță se observă atunci când sosește un cadru cu o adresă de destinație care trebuia eliminată din tabelul de adrese. Deoarece adresa de destinație a cadrului este necunoscută, comutatorul trebuie să redirecționeze cadrul către toate celelalte porturi. Unii producători de comutatoare rezolvă această problemă schimbând algoritmul de gestionare a cadrelor cu o adresă de destinație necunoscută. Unul dintre porturile de comutare este configurat ca port trunk, către care sunt trimise implicit toate cadrele cu o adresă necunoscută. Un cadru este transmis către un port trunk, presupunând că acest port este conectat la un comutator de nivel superior (într-o conexiune ierarhică a comutatoarelor dintr-o rețea mare), care are o capacitate suficientă a tabelului de adrese și „știe” unde poate fi orice cadru. trimis.