Domov Redaktori

triedy ethernetových prepínačov. Porovnanie sieťových zariadení. Technické parametre spínačov Porovnanie spínačov

výkon, sú:

rýchlosť filtrovania snímok;
rýchlosť postupu personálu;
priepustnosť;
oneskorenie prenosu rám.

Okrem toho existuje niekoľko charakteristík prepínača, ktoré majú najväčší vplyv na tieto špecifikácie výkonu. Tie obsahujú:

typ spínania;
veľkosť vyrovnávacej pamäte rámcov;
výkon spínacej matice;
výkon procesora alebo procesorov;
veľkosť prepínacie tabuľky.

Rýchlosť filtrovania a rýchlosť posunu snímok

Filtrovanie snímok a rýchlosť odovzdávania sú dve kľúčové výkonnostné charakteristiky prepínača. Tieto charakteristiky sú integrálnymi indikátormi a nezávisia od toho, ako je prepínač technicky implementovaný.

Rýchlosť filtrácie

príjem rámca do vašej vyrovnávacej pamäte;
zahodenie rámca, ak je v ňom zistená chyba (kontrolný súčet sa nezhoduje alebo má rámec menej ako 64 bajtov alebo viac ako 1518 bajtov);
vypadávanie rámca na odstránenie slučiek v sieti;
vyradenie rámca v súlade s filtrami nakonfigurovanými na porte;
prezeranie prepínacie tabuľky nájsť cieľový port na základe MAC adresy prijímača rámca a zahodiť rámec, ak sú vysielacie a prijímacie uzly rámca pripojené k rovnakému portu.

Rýchlosť filtrovania takmer všetkých prepínačov je neblokujúca – prepínač zvláda vyhadzovať snímky rýchlosťou, akou prichádzajú.

Rýchlosť preposielania určuje rýchlosť, akou prepínač vykonáva nasledujúce kroky spracovania snímok:

príjem rámca do vašej vyrovnávacej pamäte;
prezeranie prepínacie tabuľky za účelom nájdenia cieľového portu na základe MAC adresy príjemcu rámca;
prenos rámca do siete cez nájdený prepínací stôl prístav destinácie.

Rýchlosť filtrovania aj rýchlosť odovzdávania sa zvyčajne merajú v snímkach za sekundu. Ak charakteristiky prepínača nešpecifikujú, pre ktorý protokol a pre akú veľkosť rámca sú uvedené rýchlosti filtrovania a preposielania, potom sa štandardne predpokladá, že tieto indikátory sú uvedené pre ethernetový protokol a rámce minimálnej veľkosti, tj. rámce dlhé 64 bajtov (bez preambuly) s dátovým poľom 46 bajtov. Použitie rámcov s minimálnou dĺžkou ako hlavného indikátora rýchlosti spracovania prepínača sa vysvetľuje skutočnosťou, že takéto rámce vždy vytvárajú najťažší prevádzkový režim pre prepínač v porovnaní s rámcami iných formátov s rovnakou priepustnosťou prenášaných používateľských dát. Preto sa pri testovaní prepínača ako najťažší test používa režim minimálnej dĺžky rámca, ktorý by mal overiť schopnosť prepínača fungovať pri najhoršej kombinácii prevádzkových parametrov.

Prepínacia priepustnosť merané množstvom používateľských dát (v megabitoch alebo gigabitoch za sekundu) prenesených za jednotku času cez jeho porty. Keďže prepínač pracuje na vrstve dátového spojenia, jeho užívateľskými dátami sú dáta, ktoré sa prenášajú do dátového poľa rámcov protokolu vrstvy dátového spojenia - Ethernet, Fast Ethernet atď. Maximálna hodnota priepustnosti prepínača je vždy dosiahnutá na rámcoch maximálna dĺžka, odkedy kedy V tomto prípade je podiel režijných nákladov na informácie rámcovej služby oveľa nižší ako na rámce s minimálnou dĺžkou a čas, kedy prepínač vykonáva operácie spracovania rámca na bajt užívateľských informácií, je výrazne nižší. Preto môže byť prepínač blokovaný pre rámce s minimálnou dĺžkou, ale stále má veľmi dobrú priepustnosť.

Oneskorenie prenosu snímky (oneskorenie vpred) sa meria ako čas, ktorý uplynie od okamihu, keď prvý bajt rámca dorazí na vstupný port prepínača, do okamihu, keď sa tento bajt objaví na jeho výstupnom porte. Oneskorenie pozostáva z času stráveného ukladaním bajtov rámca do vyrovnávacej pamäte, ako aj času stráveného spracovaním rámca prepínačom, konkrétne prezeraním prepínacie tabuľky, prijímanie rozhodnutí o preposielaní a získavanie prístupu do prostredia výstupného portu.

Veľkosť latencie zavedenej prepínačom závisí od spôsobu prepínania, ktorý používa. Ak sa prepínanie vykonáva bez ukladania do vyrovnávacej pamäte, oneskorenia sú zvyčajne malé a pohybujú sa od 5 do 40 μs a pri ukladaní do vyrovnávacej pamäte celého rámca - od 50 do 200 μs (pre rámce s minimálnou dĺžkou).

Prepnúť veľkosť tabuľky

Maximálna kapacita prepínacie tabuľky definuje limit počtu MAC adries, ktoré môže prepínač súčasne obsluhovať. IN prepínací stôl Pre každý port možno uložiť dynamicky naučené MAC adresy aj statické MAC adresy, ktoré vytvoril správca siete.

Maximálny počet adries MAC, ktoré je možné uložiť prepínací stôl, závisí od použitia prepínača. Prepínače D-Link pre pracovné skupiny a malé kancelárie zvyčajne podporujú tabuľky MAC adries 1K až 8K. Prepínače veľkých pracovných skupín podporujú tabuľku MAC adries s kapacitou 8 000 až 16 000 a prepínače chrbticovej siete zvyčajne podporujú 16 000 až 64 000 adries alebo viac.

Nedostatočná kapacita prepínacie tabuľky môže spôsobiť spomalenie prepínača a zanesenie siete nadmernou prevádzkou. Ak je tabuľka prepínačov úplne plná a port narazí na novú zdrojovú MAC adresu v prichádzajúcom rámci, prepínač ju nebude môcť zadať do tabuľky. Rámec odpovede na túto MAC adresu bude v tomto prípade odoslaný cez všetky porty (okrem zdrojového portu), t.j. spôsobí lavínový prenos.

Kapacita vyrovnávacej pamäte rámca

Pre dočasné ukladanie rámcov v prípadoch, keď ich nemožno okamžite preniesť na výstupný port, sú prepínače v závislosti od implementovanej architektúry vybavené vyrovnávacími pamäťami na vstupných a výstupných portoch alebo spoločnou vyrovnávacou pamäťou pre všetky porty. Veľkosť vyrovnávacej pamäte ovplyvňuje oneskorenie prenosu rámca aj rýchlosť straty paketov. Preto čím väčšia je vyrovnávacia pamäť, tým je menšia pravdepodobnosť straty rámca.

Prepínače navrhnuté na prevádzku v kritických častiach siete majú zvyčajne vyrovnávaciu pamäť niekoľko desiatok alebo stoviek kilobajtov na port. Vyrovnávacia pamäť spoločná pre všetky porty má zvyčajne kapacitu niekoľko megabajtov.

Ako si vybrať prepínač vzhľadom na existujúcu odrodu? Funkčnosť moderných modelov je veľmi odlišná. Môžete si zakúpiť buď jednoduchý nemanažovaný prepínač alebo multifunkčný riadený prepínač, ktorý sa príliš nelíši od plnohodnotného smerovača. Príkladom toho druhého je Mikrotik CRS125-24G-1S-2HND-IN z novej rady Cloud Router Switch. V súlade s tým bude cena takýchto modelov oveľa vyššia.

Preto sa pri výbere vypínača musíte v prvom rade rozhodnúť, ktoré z funkcií a parametrov moderných vypínačov potrebujete a za ktoré by ste nemali preplatiť. Najprv však trocha teórie.

Typy prepínačov

Ak sa však predtým riadené prepínače líšili od nespravovaných, vrátane širšej škály funkcií, teraz môže byť rozdiel len v možnosti či nemožnosti vzdialenej správy zariadení. Pokiaľ ide o zvyšok, výrobcovia pridávajú ďalšie funkcie aj do tých najjednoduchších modelov, čo často zvyšuje ich náklady.

Preto je v súčasnosti klasifikácia prepínačov podľa úrovne informatívnejšia.

Prepínajte úrovne

Aby sme si vybrali vypínač, ktorý najlepšie vyhovuje našim potrebám, musíme poznať jeho úroveň. Toto nastavenie je určené na základe modelu siete OSI (prenos dát), ktorý zariadenie používa.

Zariadenia prvá úroveň, použitím fyzické prenos dát takmer zmizol z trhu. Ak si ešte niekto pamätá huby, tak toto je len príklad fyzickej úrovne, keď sa informácie prenášajú v nepretržitom prúde.
Úroveň 2. Do tejto kategórie patria takmer všetky nespravované prepínače. Takzvaný kanál sieťový model. Zariadenia rozdeľujú prichádzajúce informácie do samostatných paketov (rámcov), kontrolujú ich a odosielajú na konkrétne prijímacie zariadenie. Základom pre distribúciu informácií v prepínačoch druhej úrovne sú MAC adresy. Z nich prepínač zostaví tabuľku adresovania, pričom si zapamätá, ktorý port zodpovedá ktorej MAC adrese. Nerozumejú IP adresám.

Úroveň 3. Výberom takéhoto prepínača získate zariadenie, ktoré už pracuje s IP adresami. Podporuje aj mnoho ďalších možností práce s dátami: prevod logických adries na fyzické, sieťové protokoly IPv4, IPv6, IPX atď., pptp, pppoe, vpn spojenia a iné. Na treťom, sieteúrovni prenosu dát fungujú takmer všetky smerovače a „najpokročilejšia“ časť prepínačov.

Úroveň 4. Tu použitý model siete OSI je tzv dopravy. Ani nie všetky smerovače sú vydané s podporou pre tento model. Distribúcia návštevnosti prebieha na inteligentnej úrovni – zariadenie dokáže pracovať s aplikáciami a na základe hlavičiek dátových paketov ich nasmerovať na požadovanú adresu. Okrem toho protokoly transportnej vrstvy, napríklad TCP, zaručujú spoľahlivosť doručovania paketov, zachovávajú určitú postupnosť ich prenosu a sú schopné optimalizovať prevádzku.

Vyberte prepínač - prečítajte si charakteristiky

Ako si vybrať prepínač podľa parametrov a funkcií? Pozrime sa, čo znamenajú niektoré bežne používané symboly v špecifikáciách. Medzi základné parametre patrí:

Počet portov. Ich počet sa pohybuje od 5 do 48. Pri výbere prepínača je lepšie poskytnúť rezervu na ďalšie rozširovanie siete.

Základná rýchlosť prenosu dát. Najčastejšie vidíme označenie 10/100/1000 Mbit/s – rýchlosti, ktoré každý port zariadenia podporuje. To znamená, že zvolený prepínač môže pracovať rýchlosťou 10 Mbit/s, 100 Mbit/s alebo 1000 Mbit/s. Existuje pomerne veľa modelov, ktoré sú vybavené gigabitovými aj 10/100 Mb/s portmi. Väčšina moderných prepínačov pracuje podľa štandardu IEEE 802.3 Nway, pričom automaticky zisťuje rýchlosti portov.

Šírka pásma a vnútorná šírka pásma. Prvá hodnota, nazývaná aj prepínacia matica, je maximálne množstvo prevádzky, ktoré môže prejsť prepínačom za jednotku času. Počíta sa veľmi jednoducho: počet portov x rýchlosť portu x 2 (duplex). Napríklad 8-portový gigabitový prepínač má priepustnosť 16 Gbps.
Internú priepustnosť zvyčajne udáva výrobca a je potrebná len na porovnanie s predchádzajúcou hodnotou. Ak je deklarovaná vnútorná šírka pásma menšia ako maximálna, zariadenie nebude dobre zvládať veľké zaťaženie, spomalí sa a zamrzne.

Automatická detekcia MDI/MDI-X. Ide o automatickú detekciu a podporu oboch štandardov, podľa ktorých bol krimpovaný krútený pár bez potreby manuálneho ovládania pripojení.

Rozširujúce sloty. Možnosť pripojenia ďalších rozhraní, napríklad optických.

Veľkosť tabuľky MAC adries. Pri výbere prepínača je dôležité vopred vypočítať veľkosť tabuľky, ktorú potrebujete, najlepšie s prihliadnutím na budúce rozšírenie siete. Ak v tabuľke nie je dostatok záznamov, prepínač prepíše nové cez staré a to spomalí prenos dát.

Faktor tvaru. Prepínače sú dostupné v dvoch typoch puzdra: na stôl/na stenu a do racku. V druhom prípade je štandardná veľkosť zariadenia 19 palcov. Špeciálne uši pre montáž do racku môžu byť odnímateľné.

Vyberieme prepínač s funkciami, ktoré potrebujeme na prácu s premávkou

Kontrola toku ( Flow Control, protokol IEEE 802.3x). Poskytuje koordináciu odosielania a prijímania dát medzi odosielajúcim zariadením a prepínačom pri vysokej záťaži, aby sa predišlo strate paketov. Funkciu podporuje takmer každý prepínač.

Jumbo rám- zvýšené balíky. Používa sa pre rýchlosti od 1 Gbit/s a vyššie, umožňuje zrýchliť prenos dát znížením počtu paketov a času na ich spracovanie. Funkcia sa nachádza takmer v každom spínači.

Plne duplexný a polovičný duplexný režim. Takmer všetky moderné prepínače podporujú automatické vyjednávanie medzi polovičným duplexom a plným duplexom (prenos dát iba jedným smerom, prenos dát v oboch smeroch súčasne), aby sa predišlo problémom v sieti.

Priorita premávky (štandard IEEE 802.1p)- zariadenie dokáže identifikovať dôležitejšie pakety (napríklad VoIP) a odoslať ich ako prvé. Pri výbere prepínača pre sieť, kde bude značná časť prenosu tvoriť zvuk alebo video, by ste mali venovať pozornosť tejto funkcii

podpora VLAN(štandard IEEE 802.1q). VLAN je vhodný prostriedok na vymedzenie samostatných častí: interná sieť podniku a verejná sieť pre klientov, rôzne oddelenia atď.

Na zaistenie bezpečnosti v rámci siete, kontrolu alebo kontrolu výkonu sieťových zariadení možno použiť zrkadlenie (duplikáciu prevádzky). Napríklad všetky prichádzajúce informácie sa odosielajú na jeden port na kontrolu alebo záznam určitým softvérom.

Presmerovanie portov. Túto funkciu môžete potrebovať na nasadenie servera s prístupom na internet alebo na online hry.

Ochrana slučky - funkcie STP a LBD. Zvlášť dôležité pri výbere nespravovaných prepínačov. Je takmer nemožné odhaliť v nich vytvorenú slučku - zacyklenú časť siete, ktorá je príčinou mnohých porúch a zamrznutí. LoopBack Detection automaticky blokuje port, na ktorom došlo k slučke. Protokol STP (IEEE 802.1d) a jeho pokročilejší potomkovia – IEEE 802.1w, IEEE 802.1s – fungujú trochu inak, optimalizujú sieť pre stromovú štruktúru. Spočiatku štruktúra poskytuje náhradné, slučkové vetvy. Štandardne sú vypnuté a prepínač ich spustí len vtedy, keď dôjde k strate na niektorom z hlavných vedení.

Agregácia odkazov (IEEE 802.3ad). Zvyšuje priepustnosť kanála kombináciou viacerých fyzických portov do jedného logického. Maximálna priepustnosť podľa štandardu je 8 Gbit/sec.

Stohovanie. Každý výrobca má svoj vlastný dizajn stohovania, ale vo všeobecnosti sa táto funkcia týka virtuálnej kombinácie viacerých prepínačov do jedného logického celku. Účelom stohovania je získať väčší počet portov, ako je možné pri fyzickom prepínači.

Prepínajte funkcie na monitorovanie a riešenie problémov

Mnohé spínače detegujú chybné pripojenie kábla, zvyčajne pri zapnutí zariadenia, ako aj typ poruchy - prerušený vodič, skrat atď. Napríklad D-Link poskytuje na puzdre špeciálne indikátory:

Ochrana proti vírusovej premávke (Safeguard Engine). Táto technika vám umožňuje zvýšiť prevádzkovú stabilitu a chrániť centrálny procesor pred preťažením „odpadovou“ prevádzkou vírusových programov.

Výkonové funkcie

Úspora energie.Ako si vybrať vypínač, ktorý vám ušetrí energiu? Dávaj pozore pre prítomnosť funkcií na úsporu energie. Niektorí výrobcovia, ako napríklad D-Link, vyrábajú spínače s reguláciou spotreby energie. Napríklad inteligentný prepínač monitoruje zariadenia, ktoré sú k nemu pripojené, a ak niektoré z nich práve nefunguje, príslušný port sa prepne do „režimu spánku“.

Napájanie cez Ethernet (PoE, štandard IEEE 802.af). Prepínač využívajúci túto technológiu môže napájať zariadenia k nemu pripojené cez krútené dvojlinky.

Zabudovaná ochrana pred bleskom. Veľmi potrebná funkcia, ale musíme si uvedomiť, že takéto spínače musia byť uzemnené, inak ochrana nebude fungovať.

webovej stránky- 42,52 kB

230106

(špeciálny kód)

KURZOVÁ PRÁCA

disciplínou

Predmet:

SGPEC 230106.11.15.

Študentská skupina: TO3A08, Korchagin A. G.

Učiteľ: Chirochkin E.I.

Dátum obhajoby: ________________________ Hodnotenie___________

Saransk

2011

Ministerstvo školstva a vedy Ruskej federácie

FGOU SPO "Saranská štátna priemyselná a ekonomická škola"

230106

(špeciálny kód)

ZADANIE NA KURZOVÚ PRÁCU

disciplínou Počítačové siete a telekomunikácie

študent skupiny TO3A08, Korchagin A. G.

Predmet: Prepínače: vlastnosti a špecifikácie

Práca v kurze je dokončená na 28 listoch a obsahuje nasledujúce časti:

Úvod

1 Vlastnosti sieťového prepínača

2 Klasifikácia moderných spínačov

3 Charakteristiky spínača

Záver

Zoznam použitých zdrojov

Dátum vydania: _________________ Manažér oddelenie: _______________

Termín: ____________ Učiteľ: _______________

Úvod………………………………………………………………………………………....5

Vlastnosti sieťového prepínača……………………………………………………………………… 10

Switch a jeho úloha pri štruktúrovaní siete…………………………………………10
Princíp činnosti……………………………………………………………………… …..11

Klasifikácia moderných vypínačov……………………………………….. 14

Podľa spôsobu personálneho povýšenia………………………………………………...14

Za behu……………………………………………………………………………………… ....14
S medziskladom………………………………………………………..14

Podľa algoritmu prevádzkového princípu……………………………………………………………………….15

Priehľadné spínače……………………………………………………………………………… 15

Prepínače, ktoré implementujú zdrojový smerovací algoritmus……………………………………………………………………………….15

Prepínače implementujúce algoritmus spanning tree…………16

Podľa vnútornej logickej architektúry………………………………………... 16

Spínače so spínacou maticou………………………………...16
Výhybky so spoločnou zbernicou………………………………………………..17
Prepínače zdieľanej pamäte……………………………………………… 18
Kombinované spínače……………………………………………….19

Podľa oblasti použitia………………………………………………………………..20

Prepínače s pevným počtom portov………………………………20
Modulárne spínače………………………………………………………………….20
Skladané prepínače……………………………………………………………………………… ….21

Spínacie technológie……………………………………………… ………..21

Ethernetové prepínače……………………………………………………….. .21
Token Ring prepínače………………………………………………………………..22
Prepínače FDDI………………………………………………………...23

Charakteristika spínačov……………………………………………………………………… ………24

Šírka pásma……………………………………………………………………………… 24
Oneskorenie prenosu rámca……………………………………………………………….24
Rýchlosť snímok pohybujúcich sa v sieti……………………………………………….25
Rýchlosť filtrácie…………………………………………………………………..25

Záver………………………………………………………………………………………. 26

Zoznam použitých zdrojov …………………………………………………………………. ..27

Úvod

Keď sa koncom 80. – začiatkom 90. rokov situácia zmenila – nástup rýchlych protokolov, výkonných osobných počítačov, multimediálnych informácií a rozdelenia siete na veľké množstvo segmentov – klasické mosty už túto prácu nezvládali. Poskytovanie tokov rámcov medzi teraz viacerými portami pomocou jednej procesorovej jednotky si vyžadovalo výrazné zvýšenie rýchlosti procesora, čo je pomerne drahé riešenie. Riešenie, ktoré „zrodilo“ prepínače, sa ukázalo ako efektívnejšie (obr. 1): na obsluhu toku prichádzajúceho na každý port boli do zariadenia pre každý port nainštalované samostatné špecializované procesory, ktoré implementovali algoritmus mosta.

Obrázok 1 Prepínač

Prepínač je v podstate viacprocesorový most schopný súčasne preposielať rámce medzi všetkými pármi svojich portov naraz. Ak sa však po pridaní procesorových jednotiek počítač neprestal nazývať počítačom, ale pridalo sa iba prídavné meno „multiprocesorový“, potom nastala metamorfóza s multiprocesorovými mostami - zmenili sa na prepínače. Uľahčil to spôsob komunikácie medzi jednotlivými procesormi switchu - boli prepojené prepínacou maticou, podobne ako matice viacprocesorových počítačov spájajúcich procesory s pamäťovými blokmi. Postupne switche nahradili klasické jednoprocesorové mosty z lokálnych sietí. Hlavným dôvodom je veľmi vysoký výkon, s ktorým prepínače prenášajú rámce medzi segmentmi siete. Ak by mosty mohli dokonca spomaliť sieť, keď ich výkon bol nižší ako intenzita toku medzisegmentových rámcov, potom sa prepínače vždy uvoľnia s procesormi portov, ktoré dokážu prenášať rámce maximálnou rýchlosťou, pre ktorú je protokol navrhnutý. Ak sa k tomu pridá paralelný prenos rámcov medzi portami, výkon prepínačov je o niekoľko rádov vyšší ako premostenia - prepínače dokážu preniesť až niekoľko miliónov snímok za sekundu, zatiaľ čo mosty zvyčajne spracovávajú 3 až 5 tisíc snímok za sekundu. daj mi chvíľku. To predurčilo osud mostov a výhybiek. Spoločné používanie spoločného káblového systému mnohými počítačmi vedie k výraznému zníženiu výkonu siete pri vysokej prevádzke. Zdieľané prostredie už nezvláda tok prenášaných rámcov a v sieti sa objavuje rad počítačov čakajúcich na prístup. Tento problém je možné vyriešiť logickým štruktúrovaním siete pomocou prepínača (obr. 2). Logická štruktúra siete sa týka rozdelenia spoločného zdieľaného prostredia na logické segmenty s cieľom lokalizovať prevádzku každého jednotlivého segmentu siete. V tomto prípade sú jednotlivé segmenty siete prepojené zariadeniami, ako sú prepínače. Sieť rozdelená na logické segmenty má vyšší výkon a spoľahlivosť. Výhody rozdelenia zdieľaného prostredia na logické segmenty:

Jednoduchosť topológie siete umožňujúca jednoduché rozšírenie počtu uzlov;

Žiadna strata rámca v dôsledku preplnenia vyrovnávacích pamätí komunikačných zariadení, pretože nový rámec nie je prenášaný do siete, kým nie je prijatý predchádzajúci - systém delenia média sám reguluje tok rámcov a pozastavuje stanice, ktoré generujú rámce príliš často, čím ich núti čakať na prístup;

Jednoduchosť protokolov, zabezpečenie nízkych nákladov na spínacie zariadenia.

Obrázok 2 Štruktúra logickej siete pomocou prepínača

Keďže sieť obsahuje skupiny počítačov, ktoré si primárne vymieňajú informácie medzi sebou, rozdelenie siete na logické segmenty zlepšuje výkon siete – prevádzka je lokalizovaná v rámci skupín a výrazne sa znižuje zaťaženie ich zdieľaných káblových systémov.

Relevantnosť Zvolená výskumná téma je daná predovšetkým rýchlym vstupom lokálnych sietí do takmer všetkých aspektov informačnej činnosti. A sieťové zariadenia, ktoré zlepšujú výkon siete, sú neoddeliteľnou súčasťou lokálnych sietí. Organizácia miestnych sietí pomocou sieťových zariadení sa stala normou pri navrhovaní veľkých sietí. Táto norma nahradila siete postavené výlučne na káblových segmentoch, ktoré počítače v sieti používajú na prenos informácií.

Po druhé, v priebehu niekoľkých posledných rokov (od roku 2006) začali prepínače zreteľne vytláčať smerovače z ich pevne stanovených pozícií. Smerovače zaujímali centrálne miesto v sieti budovy a prepínačom bolo pridelené miesto na úrovni poschodovej siete. Okrem toho bolo zvyčajne málo prepínačov - inštalovali sa iba vo veľmi vyťažených segmentoch siete alebo na pripojenie vysokovýkonných serverov. Switche začali vytláčať smerovače z centra siete na perifériu, kde slúžili na prepojenie lokálnej siete s globálnou. Centrálne miesto v sieti budovy obsadil modulárny podnikový switch, ktorý na svojej internej, veľmi produktívnej chrbtici zjednotil všetky siete poschodí a oddelení. Prepínače nahradili smerovače, pretože ich pomer cena/výkon sa ukázal byť oveľa nižší ako u smerovača. Prirodzene, trend zvyšovania úlohy prepínačov v lokálnych sieťach nie je absolútny. A smerovače stále majú svoje aplikácie, kde je ich použitie racionálnejšie ako prepínače. Smerovače zostávajú nenahraditeľné pri pripájaní lokálnej siete ku globálnej.

Cieľ práce– odhaliť podstatu princípu činnosti spínača, jeho vlastnosti a vlastnosti a tiež zvážiť rozsah jeho použitia.

Úlohy výskumná práca:

Vysvetlite pojem prepínač, podstatu princípu fungovania, účel a úlohu jeho použitia pri prevádzke lokálnych sietí;

Zvážte rôzne klasifikácie a charakteristiky tohto zariadenia;

Analyzujte význam a vyhliadky na používanie prepínačov pri organizovaní miestnych sietí.

Predmet štúdia Prepínač je jedným z najsľubnejších sieťových zariadení používaných pri organizovaní miestnych sietí.

Predmet výskumu sú vlastnosti a charakteristiky spínačov.

Štruktúra práce.

Prvá kapitola popisuje vlastnosti sieťového prepínača, jeho koncepciu, úlohu pri štruktúrovaní siete a princíp fungovania.

Druhá kapitola popisuje klasifikáciu moderných prepínačov:

Spôsobom personálneho povýšenia;

Podľa algoritmu prevádzkového princípu;

Podľa vnútornej logickej architektúry;

Podľa oblasti použitia;

Prepínacie technológie.

Tretia kapitola popisuje charakteristiku spínačov.

1 Vlastnosti sieťového prepínača

V tejto kapitole sa pozrieme na pojem vypínač, účel jeho použitia a princíp fungovania.

Switch a jeho úloha pri štruktúrovaní siete

Switch alebo switch je zariadenie určené na prepojenie viacerých uzlov počítačovej siete v rámci jedného segmentu. Prepínač prenáša dáta iba priamo k príjemcovi. To zlepšuje výkon a bezpečnosť siete tým, že oslobodzuje ostatné segmenty siete od toho, aby museli (a mohli) spracovávať údaje, ktoré im neboli určené. Prepínač dokáže zjednotiť hostiteľov v rovnakej sieti podľa ich MAC adries. Prepínač rozdeľuje celkové médium na prenos údajov na logické segmenty. Logický segment vzniká spojením niekoľkých fyzických segmentov (káblových úsekov). Každý logický segment je pripojený k samostatnému portu prepínača (obr. 3). Keď rámec príde na niektorý z portov, prepínač zopakuje tento rámec iba na porte, ku ktorému je segment pripojený. Prepínač prenáša snímky paralelne. Obsah

Úvod………………………………………………………………………………………....5
Vlastnosti sieťového prepínača……………………………………………………………………… 10
Switch a jeho úloha pri štruktúrovaní siete…………………………………………10
Princíp činnosti………………………………………………………………………………………………..11
Klasifikácia moderných vypínačov………………………………………..14
Podľa spôsobu personálneho povýšenia………………………………………………...14
Za behu……………………………………………………………………………………….. 14
S medziskladom………………………………………………………..14
Podľa algoritmu prevádzkového princípu……………………………………………………………………….15
Priehľadné spínače ……………………………………………………………………… 15
Prepínače, ktoré implementujú algoritmus zdrojového smerovania……………………………………………………………………………………………….15
Prepínače implementujúce algoritmus spanning tree…………16
O vnútornej logickej architektúre………………………………………...16
Spínače so spínacou maticou………………………………...16
Výhybky so spoločnou zbernicou………………………………………………..17
Prepínače zdieľanej pamäte……………………………………………… 18
Kombinované spínače……………………………………………….19
Podľa oblasti použitia………………………………………………………..20
Prepínače s pevným počtom portov………………………………20
Modulárne spínače………………………………………………………………….20
Skladané prepínače……………………………………………………………….21
Spínacie technológie………………………………………………………..21
Ethernetové prepínače………………………………………………………………...21
Token Ring prepínače………………………………………………………………..22
Prepínače FDDI………………………………………………………...23
Charakteristika spínačov………………………………………………………………24
Šírka pásma ……………………………………………………… 24
Oneskorenie prenosu rámca……………………………………………………………….24
Rýchlosť snímok pohybujúcich sa v sieti……………………………………………….25
Rýchlosť filtrácie…………………………………………………………………..25
Záver………………………………………………………………………………………. 26
Zoznam použitých zdrojov………………………………………………………………...27

Téma gigabitového prístupu je čoraz aktuálnejšia najmä teraz, keď konkurencia rastie, ARPU klesá a tarify aj 100 Mbit nikoho neprekvapia. Otázku prechodu na gigabitový prístup sme zvažovali už dlhšie. Odradila ma cena zariadenia a komerčná realizovateľnosť. Ale konkurenti nespia, a keď dokonca Rostelecom začal poskytovať tarify nad 100 Mbit, uvedomili sme si, že už nemôžeme čakať. Okrem toho cena za gigabitový port výrazne klesla a inštalácia FastEthernet prepínača, ktorý sa o pár rokov bude musieť vymeniť za gigabitový, sa jednoducho stala nerentabilnou. Preto sme začali vyberať gigabitový prepínač na použitie na úrovni prístupu.

Pozreli sme sa na rôzne modely gigabitových prepínačov a rozhodli sme sa pre dva, ktoré boli z hľadiska parametrov najvhodnejšie a zároveň splnili naše rozpočtové očakávania. Sú to Dlink DGS-1210-28ME a .

Rám

Telo SNR je vyrobené z hrubého odolného kovu, vďaka čomu je ťažší ako jeho „konkurent“. D-link je vyrobený z tenkej ocele, čo mu dáva výhodu v hmotnosti. Vďaka menšej pevnosti je však náchylnejší na vonkajšie vplyvy.

D-link je kompaktnejší: jeho hĺbka je 14 cm, zatiaľ čo hĺbka SNR je 23 cm.Napájací konektor SNR je umiestnený na prednej strane, čo nepochybne uľahčuje inštaláciu.

Napájacie zdroje

Napájanie D-link

Napájanie SNR

Napriek tomu, že zdroje sú si veľmi podobné, predsa len sme našli rozdiely. Zdroj D-link je vyrobený ekonomicky, možno až príliš ekonomicky - na doske nie je žiadny lak a ochrana pred rušením na vstupe a výstupe je minimálna. V dôsledku toho podľa Dlinku existujú obavy, že tieto nuansy ovplyvnia citlivosť prepínača na prepätia a prevádzku v premenlivej vlhkosti a v prašných podmienkach.

Spínacia doska

Obe dosky sú vyrobené starostlivo, nie sú žiadne sťažnosti na inštaláciu, SNR má však kvalitnejší textolit a doska je vyrobená technológiou bezolovnatého spájkovania. Nejde samozrejme o to, že SNR obsahuje menej olova (čo nikoho v Rusku nevystraší), ale o to, že tieto spínače sa vyrábajú na modernejšej linke.

Navyše, opäť ako v prípade napájacích zdrojov, D-link ušetril na lakovaní. SNR má na doske povrchovú úpravu lakom.

Zrejme sa predpokladá, že prevádzkové podmienky prístupových spínačov D-link by mali byť a priori vynikajúce - čisté, suché, chladné... no, ako všetci ostatní. ;)

Chladenie

Oba spínače majú pasívny chladiaci systém. D-link má väčšie radiátory a to je jednoznačné plus. SNR má však voľný priestor medzi doskou a zadnou stenou, čo má pozitívny vplyv na odvod tepla. Ďalšou nuansou je prítomnosť dosiek odvádzajúcich teplo umiestnených pod čipom, ktoré prenášajú teplo do tela spínača.

Vykonali sme malý test - merali sme teplotu chladiča na čipe za normálnych podmienok:

Vypínač je umiestnený na stole pri izbovej teplote 22C,
2 nainštalované moduly SFP,
Čakáme 8-10 minút.

Výsledky testu boli prekvapivé - D-link sa zahrial až na 72C, zatiaľ čo SNR - len do 63C. Je lepšie nemyslieť na to, čo sa stane s D-linkom v tesne zabalenej krabici v letných horúčavách.

Teplota na D-linke 72 stupňov

Pri SNR 61 C je let normálny

Ochrana pred bleskom

Spínače sú vybavené rôznymi systémami ochrany pred bleskom. D-link používa plynové výbojky. SNR má varistory. Každý z nich má svoje pre a proti. Doba odozvy varistorov je však lepšia, čo poskytuje lepšiu ochranu samotného spínača a k nemu pripojených účastníckych zariadení.

Zhrnutie

D-link zanecháva pocit úspory na všetkých komponentoch – na zdroji, doske, skrinke. Preto sa nám v tomto prípade javí ako vhodnejší produkt.

Filtrovanie snímok a rýchlosť preposielania sú dve kľúčové výkonnostné charakteristiky prepínača. Tieto charakteristiky sú integrálne, nezávisia od toho, ako je spínač technicky implementovaný.

Rýchlosť filtrovania je rýchlosť, pri ktorej prepínač vykonáva nasledujúce kroky spracovania snímok:

1. Prijmite snímku do vyrovnávacej pamäte.

3. Zničenie rámca, keďže jeho cieľový port a zdrojový port patria do jedného logického segmentu.

Rýchlosť filtrovania takmer všetkých prepínačov nie je blokujúcim faktorom – prepínač zvláda vyhadzovať snímky rýchlosťou, akou prichádzajú.

Rýchlosť preposielania je rýchlosť, ktorou prepínač vykonáva ďalšie fázy spracovania rámca.

1. Prijmite snímku do vyrovnávacej pamäte.

2. Prezrite si tabuľku adries a nájdite port pre cieľovú adresu rámca.

3. Prenos rámca do siete cez cieľový port nájdený v tabuľke adries.

Latencia prenosu rámca sa meria ako čas, ktorý uplynie od okamihu, keď prvý bajt rámca príde na vstupný port prepínača, až do okamihu, keď sa tento bajt objaví na jeho výstupnom porte. Latencia je súčet času stráveného ukladaním bajtov rámca do vyrovnávacej pamäte a času stráveného spracovaním rámca prepínačom – prehliadaním tabuľky adries, prijímaním rozhodnutí o filtrovaní alebo preposielaní, získavaním prístupu do prostredia výstupného portu. Veľkosť oneskorenia vyvolaného spínačom závisí od jeho prevádzkového režimu. Ak sa prepínanie vykonáva „za behu“, oneskorenia sú zvyčajne malé a pohybujú sa od 5 do 40 μs a s ukladaním do vyrovnávacej pamäte celého rámca - od 50 do 200 μs pre rámce s minimálnou dĺžkou pri prenose rýchlosťou 10 Mbit / s. Prepínače, ktoré podporujú rýchlejšie verzie Ethernetu, prinášajú menšiu latenciu v procese preposielania rámcov.

Výkon prepínača je určený množstvom používateľských dát prenesených za jednotku času cez jeho porty a meria sa v megabitoch za sekundu (Mbps). Keďže prepínač pracuje na vrstve dátového spojenia, jeho užívateľské dáta sú dáta, ktoré sa prenášajú v dátovom poli ethernetových rámcov.

Maximálna hodnota výkonu výhybky je vždy dosiahnutá na rámcoch maximálnej dĺžky, keďže v tomto prípade je podiel režijných nákladov na rámovú réžiu minimálny. Prepínač je viacportové zariadenie, takže je zvykom ho charakterizovať tak, že má maximálny celkový výkon a súčasne prenáša prevádzku cez všetky svoje porty.

Na vykonávanie operácií každého portu prepínače najčastejšie používajú vyhradenú procesorovú jednotku s vlastnou pamäťou na uloženie vlastnej kópie tabuľky adries. Každý port ukladá iba tie sady adries, s ktorými nedávno pracoval, takže kópie tabuľky adries rôznych modulov procesora sa spravidla nezhodujú.

Maximálny počet adries MAC, ktoré si procesor portu zapamätá, závisí od aplikácie prepínača. Prepínače pracovnej skupiny zvyčajne podporujú len niekoľko adries na port, pretože sú navrhnuté tak, aby tvorili mikrosegmenty. Prepínače oddelení musia podporovať niekoľko stoviek adries a prepínače chrbticovej siete musia podporovať až niekoľko tisíc (zvyčajne 4000-8000 adries).

Nedostatočná kapacita tabuľky adries môže spôsobiť spomalenie prepínača a zanesenie siete nadmernou prevádzkou. Ak je tabuľka adries procesora portu úplne plná a v prichádzajúcom rámci narazí na novú zdrojovú adresu, procesor musí z tabuľky odstrániť všetky staré adresy a umiestniť na jej miesto novú. Táto operácia sama o sebe zaberá časť času procesora, ale hlavná strata výkonu sa pozoruje, keď príde rámec s cieľovou adresou, ktorá sa musela odstrániť z tabuľky adries. Keďže cieľová adresa rámca nie je známa, prepínač musí poslať rámec na všetky ostatné porty. Niektorí výrobcovia prepínačov riešia tento problém zmenou algoritmu na spracovanie rámcov s neznámou cieľovou adresou. Jeden z portov prepínača je nakonfigurovaný ako kmeňový port, na ktorý sa štandardne odosielajú všetky rámce s neznámou adresou. Rámec sa prenáša na kmeňový port za predpokladu, že tento port je pripojený k prepínaču vyššej úrovne (v hierarchickom zapojení prepínačov vo veľkej sieti), ktorý má dostatočnú kapacitu tabuľky adries a „vie“, kde sa môže ktorý rámec nachádzať. odoslaná.