bahay Mga editor

Mga klase ng switch ng Ethernet. Paghahambing ng mga device sa network. Mga teknikal na parameter ng mga switch Paghahambing ng mga switch

pagganap, ay:

bilis ng pag-filter ng frame;
bilis ng pagsulong ng tauhan;
throughput;
pagkaantala ng paghahatid kuwadro.

Bukod pa rito, may ilang katangian ng switch na may pinakamalaking epekto sa mga pagtutukoy ng performance na ito. Kabilang dito ang:

uri ng paglipat;
laki ng buffer (mga) frame;
pagganap ng switching matrix;
pagganap ng processor o mga processor;
laki pagpapalit ng mesa.

Bilis ng pag-filter at bilis ng pagsulong ng frame

Ang pag-filter ng frame at bilis ng pagpapasa ay dalawang pangunahing katangian ng pagganap ng isang switch. Ang mga katangiang ito ay mahalagang tagapagpahiwatig at hindi nakadepende sa kung paano ipinapatupad ang switch.

Bilis ng pagsasala

pagtanggap ng frame sa iyong buffer;
pagtatapon ng isang frame kung may nakitang error sa loob nito (ang checksum ay hindi tumutugma, o ang frame ay mas mababa sa 64 byte o higit sa 1518 bytes);
pag-drop ng frame upang maalis ang mga loop sa network;
pagtatapon ng frame alinsunod sa mga filter na na-configure sa port;
panonood pagpapalit ng mesa upang mahanap ang patutunguhang port batay sa MAC address ng receiver ng frame at itapon ang frame kung ang pagpapadala at pagtanggap ng mga node ng frame ay konektado sa parehong port.

Ang bilis ng pag-filter ng halos lahat ng mga switch ay hindi nakaharang - ang switch ay namamahala upang itapon ang mga frame sa bilis ng pagdating ng mga ito.

Bilis ng pagpapasa tinutukoy ang rate kung saan isinasagawa ng switch ang mga sumusunod na hakbang sa pagpoproseso ng frame:

pagtanggap ng frame sa iyong buffer;
panonood pagpapalit ng mesa para sa layunin ng paghahanap ng patutunguhang port batay sa MAC address ng tatanggap ng frame;
paghahatid ng frame sa network sa pamamagitan ng natagpuan pagpapalit ng mesa daungan ng destinasyon.

Ang bilis ng pag-filter at bilis ng pagpapasa ay karaniwang sinusukat sa mga frame bawat segundo. Kung ang mga katangian ng switch ay hindi tumutukoy kung aling protocol at para sa kung anong laki ng frame ang ibinibigay na bilis ng pag-filter at pagpapasa, pagkatapos ay sa pamamagitan ng default ay ipinapalagay na ang mga tagapagpahiwatig na ito ay ibinibigay para sa Ethernet protocol at mga frame ng pinakamababang laki, iyon ay, mga frame na 64 bytes ang haba (nang walang preamble) na may field ng data na 46 bytes. Ang paggamit ng mga frame na may pinakamababang haba bilang pangunahing tagapagpahiwatig ng bilis ng pagproseso ng isang switch ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang mga naturang frame ay palaging lumilikha ng pinakamahirap na operating mode para sa switch kumpara sa mga frame ng iba pang mga format na may pantay na throughput ng ipinadala na data ng user. Samakatuwid, kapag sinusubukan ang isang switch, ang minimum na frame length mode ay ginagamit bilang ang pinakamahirap na pagsubok, na dapat i-verify ang kakayahan ng switch na gumana sa ilalim ng pinakamasamang kumbinasyon ng mga parameter ng trapiko.

Lumipat ng throughput sinusukat ng dami ng data ng user (sa megabits o gigabits per second) na ipinadala sa bawat unit ng oras sa pamamagitan ng mga port nito. Dahil gumagana ang switch sa layer ng data link, ang data ng user nito ay ang data na inililipat sa field ng data ng mga frame ng protocol ng layer ng data link - Ethernet, Fast Ethernet, atbp. Ang maximum na halaga ng throughput ng switch ay palaging nakakamit sa mga frame ng maximum na haba, dahil kailan Sa kasong ito, ang bahagi ng mga gastos sa overhead para sa impormasyon ng serbisyo ng frame ay mas mababa kaysa sa mga frame na may kaunting haba, at ang oras na nagsasagawa ang switch ng mga operasyon sa pagpoproseso ng frame sa bawat byte ng impormasyon ng user ay makabuluhang mas mababa. Samakatuwid, ang switch ay maaaring humarang para sa mga frame na may pinakamababang haba, ngunit mayroon pa ring napakahusay na throughput.

Pagkaantala ng paghahatid ng frame (pagkaantala sa pasulong) ay sinusukat habang lumipas ang oras mula sa sandaling dumating ang unang byte ng frame sa input port ng switch hanggang sa sandaling lumitaw ang byte na ito sa output port nito. Ang pagkaantala ay binubuo ng oras na ginugol sa pag-buffer ng mga frame byte, pati na rin ang oras na ginugol sa pagproseso ng frame sa pamamagitan ng switch, katulad ng pagtingin pagpapalit ng mesa, paggawa ng pagpapasa ng desisyon at pagkakaroon ng access sa kapaligiran ng output port.

Ang halaga ng latency na ipinakilala ng isang switch ay depende sa paraan ng paglipat na ginagamit nito. Kung ang paglipat ay isinasagawa nang walang buffering, kung gayon ang mga pagkaantala ay karaniwang maliit at saklaw mula 5 hanggang 40 μs, at may buong buffering ng frame - mula 50 hanggang 200 μs (para sa mga frame na may pinakamababang haba).

Magpalit ng laki ng mesa

Pinakamataas na kapasidad pagpapalit ng mesa tumutukoy sa limitasyon sa bilang ng mga MAC address na maaaring sabay na gumana ng switch. SA pagpapalit ng mesa Para sa bawat port, maaaring iimbak ang parehong mga dynamic na natutunang MAC address at static na MAC address na ginawa ng administrator ng network.

Ang maximum na bilang ng mga MAC address na maaaring maimbak sa pagpapalit ng mesa, depende sa aplikasyon ng switch. Ang D-Link workgroup at maliliit na switch sa opisina ay karaniwang sumusuporta sa 1K hanggang 8K na MAC address table. Sinusuportahan ng malalaking workgroup switch ang MAC address table na may kapasidad na 8K hanggang 16K, at ang network backbone switch ay karaniwang sumusuporta sa 16K hanggang 64K na address o higit pa.

Hindi sapat na kapasidad pagpapalit ng mesa maaaring maging sanhi ng pagbagal ng switch at maging barado ang network sa sobrang trapiko. Kung ang switch table ay ganap na puno at ang port ay nakatagpo ng isang bagong source MAC address sa isang papasok na frame, ang switch ay hindi maipasok ito sa talahanayan. Sa kasong ito, ang response frame sa MAC address na ito ay ipapadala sa lahat ng port (maliban sa source port), i.e. magdudulot ng avalanche transmission.

Frame Buffer Capacity

Upang magbigay ng pansamantalang pag-iimbak ng mga frame sa mga kaso kung saan hindi agad maipadala ang mga ito sa output port, ang mga switch, depende sa ipinatupad na arkitektura, ay nilagyan ng mga buffer sa mga input at output port o isang karaniwang buffer para sa lahat ng mga port. Ang laki ng buffer ay nakakaapekto sa parehong pagkaantala ng paghahatid ng frame at ang rate ng pagkawala ng packet. Samakatuwid, kung mas malaki ang memorya ng buffer, mas malamang na mawala ang frame.

Karaniwan, ang mga switch na idinisenyo upang gumana sa mga kritikal na bahagi ng network ay may buffer memory na ilang sampu o daan-daang kilobytes bawat port. Ang buffer na karaniwan sa lahat ng port ay karaniwang may kapasidad na ilang megabytes.

Paano pumili ng switch dahil sa umiiral na iba't-ibang? Ang pag-andar ng mga modernong modelo ay ibang-iba. Maaari kang bumili ng alinman sa isang simpleng hindi pinamamahalaang switch o isang multifunctional na pinamamahalaang switch, na hindi gaanong naiiba sa isang ganap na router. Ang isang halimbawa ng huli ay ang Mikrotik CRS125-24G-1S-2HND-IN mula sa bagong linya ng Cloud Router Switch. Alinsunod dito, ang presyo ng naturang mga modelo ay magiging mas mataas.

Samakatuwid, kapag pumipili ng isang switch, una sa lahat, kailangan mong magpasya kung alin sa mga pag-andar at mga parameter ng mga modernong switch ang kailangan mo, at kung alin ang hindi mo dapat overpay. Ngunit una, isang maliit na teorya.

Mga uri ng switch

Gayunpaman, kung ang mga dating pinamamahalaang switch ay naiiba sa mga hindi pinamamahalaang switch, kabilang ang isang mas malawak na hanay ng mga function, ngayon ang pagkakaiba ay maaari lamang sa posibilidad o imposibilidad ng remote na pamamahala ng device. Tulad ng para sa natitira, ang mga tagagawa ay nagdaragdag ng karagdagang pag-andar sa kahit na ang pinakasimpleng mga modelo, na kadalasang nagdaragdag ng kanilang gastos.

Samakatuwid, sa ngayon, ang pag-uuri ng mga switch ayon sa antas ay mas nagbibigay-kaalaman.

Lumipat ng mga antas

Upang makapili ng switch na pinakaangkop sa ating mga pangangailangan, kailangan nating malaman ang antas nito. Tinutukoy ang setting na ito batay sa kung anong modelo ng network ng OSI (paglipat ng data) ang ginagamit ng device.

Mga device unang antas, gamit pisikal ang paghahatid ng data ay halos nawala sa merkado. Kung may nakakaalala ng mga hub, ito ay isang halimbawa lamang ng isang pisikal na antas kapag ang impormasyon ay ipinadala sa isang tuluy-tuloy na stream.
Level 2. Halos lahat ng hindi pinamamahalaang switch ay nabibilang sa kategoryang ito. Ang tinatawag na channel modelo ng network. Hinahati ng mga device ang papasok na impormasyon sa magkakahiwalay na packet (mga frame), suriin ang mga ito at ipadala ang mga ito sa isang partikular na device ng tatanggap. Ang batayan para sa pamamahagi ng impormasyon sa mga switch sa ikalawang antas ay mga MAC address. Mula sa mga ito, ang switch ay nag-compile ng isang addressing table, na naaalala kung aling port ang tumutugma sa kung aling MAC address. Hindi nila naiintindihan ang mga IP address.

Antas 3. Sa pamamagitan ng pagpili ng naturang switch, makakakuha ka ng device na gumagana na sa mga IP address. Sinusuportahan din nito ang maraming iba pang mga posibilidad para sa pagtatrabaho sa data: pag-convert ng mga lohikal na address sa mga pisikal, mga protocol ng network IPv4, IPv6, IPX, atbp., pptp, pppoe, mga koneksyon sa vpn at iba pa. Sa pangatlo, network antas ng paghahatid ng data, halos lahat ng mga router at ang pinaka "advanced" na bahagi ng mga switch ay gumagana.

Antas 4. Ang modelo ng network ng OSI na ginamit dito ay tinatawag transportasyon. Hindi kahit lahat ng mga router ay inilabas na may suporta para sa modelong ito. Ang pamamahagi ng trapiko ay nangyayari sa isang matalinong antas - ang aparato ay maaaring gumana sa mga application at, batay sa mga header ng mga packet ng data, idirekta ang mga ito sa nais na address. Bilang karagdagan, ang mga protocol ng transport layer, halimbawa TCP, ay ginagarantiyahan ang pagiging maaasahan ng paghahatid ng packet, nagpapanatili ng isang tiyak na pagkakasunud-sunod ng kanilang paghahatid, at nagagawang i-optimize ang trapiko.

Pumili ng switch - basahin ang mga katangian

Paano pumili ng switch batay sa mga parameter at function? Tingnan natin kung ano ang ibig sabihin ng ilan sa mga karaniwang ginagamit na simbolo sa mga detalye. Kabilang sa mga pangunahing parameter ang:

Bilang ng mga port. Ang kanilang numero ay nag-iiba mula 5 hanggang 48. Kapag pumipili ng switch, mas mainam na magbigay ng reserba para sa karagdagang pagpapalawak ng network.

Pangunahing rate ng data. Kadalasan ay nakikita natin ang pagtatalaga na 10/100/1000 Mbit/s - ang mga bilis na sinusuportahan ng bawat port ng device. Iyon ay, ang napiling switch ay maaaring gumana sa bilis na 10 Mbit/s, 100 Mbit/s o 1000 Mbit/s. Napakaraming modelo na nilagyan ng parehong gigabit at 10/100 Mb/s port. Karamihan sa mga modernong switch ay gumagana ayon sa pamantayan ng IEEE 802.3 Nway, awtomatikong nakikita ang mga bilis ng port.

Bandwidth at Internal Bandwidth. Ang unang halaga, na tinatawag ding switching matrix, ay ang maximum na dami ng trapiko na maaaring maipasa sa switch bawat yunit ng oras. Kinakalkula ito nang napakasimple: bilang ng mga port x bilis ng port x 2 (duplex). Halimbawa, ang isang 8-port gigabit switch ay may throughput na 16 Gbps.
Ang panloob na throughput ay karaniwang ipinapahiwatig ng tagagawa at kailangan lamang para sa paghahambing sa nakaraang halaga. Kung ang ipinahayag na panloob na bandwidth ay mas mababa sa maximum, ang aparato ay hindi makayanan nang maayos sa mabibigat na pagkarga, bumagal at nag-freeze.

Auto MDI/MDI-X detection. Ito ay auto-detection at suporta para sa parehong mga pamantayan kung saan ang twisted pair ay na-crimped, nang hindi nangangailangan ng manu-manong kontrol ng mga koneksyon.

Mga slot ng pagpapalawak. Posibilidad ng pagkonekta ng mga karagdagang interface, halimbawa, optical.

Laki ng talahanayan ng MAC address. Upang pumili ng switch, mahalagang kalkulahin nang maaga ang laki ng talahanayan na kailangan mo, mas mabuti na isinasaalang-alang ang pagpapalawak ng network sa hinaharap. Kung walang sapat na mga entry sa talahanayan, ang switch ay magsusulat ng mga bago sa mga luma, at ito ay magpapabagal sa paglipat ng data.

Form factor. Available ang mga switch sa dalawang uri ng housing: desktop/wall-mounted at rack-mounted. Sa huling kaso, ang karaniwang laki ng device ay 19 pulgada. Ang mga espesyal na tainga para sa pag-mount ng rack ay maaaring naaalis.

Pumili kami ng switch na may mga function na kailangan namin upang gumana sa trapiko

Kontrol sa daloy ( Kontrol sa Daloy, IEEE 802.3x protocol). Nagbibigay ng koordinasyon ng pagpapadala at pagtanggap ng data sa pagitan ng nagpapadalang device at ng switch sa ilalim ng mataas na load, upang maiwasan ang pagkawala ng packet. Ang function ay sinusuportahan ng halos bawat switch.

Jumbo Frame- nadagdagan ang mga pakete. Ginagamit para sa mga bilis mula sa 1 Gbit/sec at mas mataas, pinapayagan ka nitong pabilisin ang paglilipat ng data sa pamamagitan ng pagbabawas ng bilang ng mga packet at ang oras para sa pagproseso ng mga ito. Ang function ay matatagpuan sa halos bawat switch.

Full-duplex at Half-duplex mode. Halos lahat ng modernong switch ay sumusuporta sa auto-negotiation sa pagitan ng half-duplex at full-duplex (pagpapadala ng data sa isang direksyon lamang, paglilipat ng data sa parehong direksyon nang sabay-sabay) upang maiwasan ang mga problema sa network.

Pag-prioritize ng trapiko (IEEE 802.1p standard)- maaaring matukoy ng device ang mas mahahalagang packet (halimbawa, VoIP) at ipadala muna ang mga ito. Kapag pumipili ng switch para sa isang network kung saan ang malaking bahagi ng trapiko ay audio o video, dapat mong bigyang pansin ang function na ito

Suporta VLAN(pamantayan IEEE 802.1q). Ang VLAN ay isang maginhawang paraan para sa paghihiwalay ng mga hiwalay na seksyon: ang panloob na network ng isang negosyo at ang pampublikong network para sa mga kliyente, iba't ibang mga departamento, atbp.

Upang matiyak ang seguridad sa loob ng network, kontrolin o suriin ang pagganap ng kagamitan sa network, maaaring gamitin ang pag-mirror (pagdoble ng trapiko). Halimbawa, ang lahat ng papasok na impormasyon ay ipinadala sa isang port para sa pagsusuri o pagre-record ng ilang software.

Pagpapasa ng Port. Maaaring kailanganin mo ang function na ito upang mag-deploy ng server na may access sa Internet, o para sa mga online na laro.

Proteksyon ng loop - STP at LBD function. Lalo na mahalaga kapag pumipili ng mga hindi pinamamahalaang switch. Ito ay halos imposible upang makita ang nabuo loop sa kanila - isang looped seksyon ng network, ang sanhi ng maraming mga glitches at freezes. Awtomatikong hinaharangan ng LoopBack Detection ang port kung saan naganap ang isang loop. Ang protocol ng STP (IEEE 802.1d) at ang mga mas advanced na inapo nito - IEEE 802.1w, IEEE 802.1s - kumilos nang medyo naiiba, na nag-optimize sa network para sa isang istraktura ng puno. Sa una, ang istraktura ay nagbibigay ng ekstrang, naka-loop na mga sanga. Ang mga ito ay hindi pinagana bilang default, at ang switch ay magsisimula lamang sa kanila kapag may pagkawala sa ilan sa mga pangunahing linya.

Pagsasama-sama ng link (IEEE 802.3ad). Pinapataas ang channel throughput sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng maraming pisikal na port sa isang lohikal na port. Ang maximum na throughput ayon sa pamantayan ay 8 Gbit/sec.

Nakasalansan. Ang bawat tagagawa ay may sariling stacking na disenyo, ngunit sa pangkalahatan ang tampok na ito ay tumutukoy sa virtual na kumbinasyon ng maraming switch sa isang lohikal na yunit. Ang layunin ng stacking ay upang makakuha ng mas malaking bilang ng mga port kaysa posible sa isang pisikal na switch.

Lumipat ng mga function para sa pagsubaybay at pag-troubleshoot

Maraming switch ang nakakakita ng sira na koneksyon sa cable, kadalasan kapag naka-on ang device, pati na rin ang uri ng fault - sirang wire, short circuit, atbp. Halimbawa, ang D-Link ay nagbibigay ng mga espesyal na tagapagpahiwatig sa katawan:

Proteksyon laban sa trapiko ng virus (Safeguard Engine). Ang pamamaraan ay nagbibigay-daan sa iyo upang madagdagan ang katatagan ng operating at protektahan ang gitnang processor mula sa mga labis na karga na may "basura" na trapiko ng mga programa ng virus.

Power Features

Pagtitipid ng enerhiya.Paano pumili ng switch na makakatipid sa iyo ng enerhiya? Bigyang-pansine para sa pagkakaroon ng mga function sa pag-save ng enerhiya. Ang ilang mga tagagawa, tulad ng D-Link, ay gumagawa ng mga switch na may regulasyon sa pagkonsumo ng kuryente. Halimbawa, sinusubaybayan ng isang smart switch ang mga device na nakakonekta dito, at kung alinman sa mga ito ang hindi gumagana sa ngayon, ang kaukulang port ay inilalagay sa "sleep mode".

Power over Ethernet (PoE, IEEE 802.af standard). Ang switch na gumagamit ng teknolohiyang ito ay makapagpapaandar ng mga device na nakakonekta dito sa mga twisted pair na cable.

Built-in na proteksyon sa kidlat. Isang napaka-kinakailangang pag-andar, ngunit dapat nating tandaan na ang mga naturang switch ay dapat na pinagbabatayan, kung hindi man ay hindi gagana ang proteksyon.

website- 42.52 KB

230106

(specialty code)

TRABAHO NG KURSO

sa pamamagitan ng disiplina

Paksa:

SGPEC 230106.11.15.

Grupo ng mag-aaral: TO3A08, Korchagin A. G.

Guro: Chirochkin E.I.

Petsa ng pagtatanggol: _______________________ Pagsusuri__________

Saransk

2011

Ministri ng Edukasyon at Agham ng Russian Federation

FGOU SPO "Saransk State Industrial and Economic College"

230106

(specialty code)

TAKDANG ARALIN PARA SA GAWAING KURSO

sa pamamagitan ng disiplina Mga network ng kompyuter at telekomunikasyon

mag-aaral ng pangkat TO3A08, Korchagin A. G.

Paksa: Mga switch: mga tampok at pagtutukoy

Ang gawain sa kurso ay nakumpleto sa 28 na mga sheet at kasama ang mga sumusunod na seksyon:

Panimula

1 Mga tampok ng switch ng network

2 Pag-uuri ng mga modernong switch

3 Magpalit ng mga katangian

Konklusyon

Listahan ng mga mapagkukunang ginamit

Petsa ng isyu: ________________ Manager departamento: ______________

Takdang petsa: ____________ Guro: _______________

Panimula…………………………………………………………………………...5

Mga tampok ng switch ng network………………………………………………………………………… 10

Switch at ang papel nito sa pagbubuo ng network…………………………………………10
Prinsipyo ng pagpapatakbo……………………………………………………………… …..11

Pag-uuri ng mga modernong switch…………………………………….. 14

Ayon sa paraan ng pagsulong ng tauhan………………………………………………………………14

Mabilis……………………………………………………………………………… ....14
Sa pamamagitan ng intermediate storage………………………………………………………..14

Ayon sa algorithm ng prinsipyo ng pagpapatakbo………………………………………………………………….15

Mga transparent na switch…………………………………………………………………… 15

Mga switch na nagpapatupad ng source routing algorithm……………………………………………………………………………….15

Mga switch na nagpapatupad ng spanning tree algorithm…………16

Ayon sa panloob na lohikal na arkitektura…………………………………………………… 16

Mga switch na may switching matrix…………………………………………16
Mga switch gamit ang isang karaniwang bus……………………………………………..17
Mga switch ng shared memory…………………………………………18
Pinagsamang switch………………………………………….19

Ayon sa lugar ng aplikasyon……………………………………………………………………..20

Mga switch na may nakapirming bilang ng mga port………………………………20
Modular switch…………………………………………………………………….20
Mga nakasalansan na switch………………………………………………………………………… ….21

Lumipat ng mga teknolohiya…………………………………………………… ………..21

Mga switch ng Ethernet…………………………………………………….. .21
Mga Switch ng Token Ring…………………………………………………………………….22
Mga switch ng FDDI………………………………………………………………23

Mga katangian ng mga switch………………………………………………………………………………24

Bandwidth……………………………………………………………… ………24
Pagkaantala ng paghahatid ng frame…………………………………………………….24
Bilis ng mga frame na gumagalaw sa network………………………………………….25
Rate ng pagsasala……………………………………………………………………..25

Konklusyon………………………………………………………………………….26

Listahan ng mga mapagkukunang ginamit ………………………………………………………. ..27

Panimula

Nang nagbago ang sitwasyon noong huling bahagi ng dekada 80 - unang bahagi ng 90s - ang pagdating ng mabilis na mga protocol, mga personal na computer na may mataas na pagganap, impormasyon sa multimedia, at ang paghahati ng network sa isang malaking bilang ng mga segment - ang mga klasikong tulay ay hindi na makayanan ang trabaho. Ang paghahatid ng mga frame stream sa pagitan ngayon ng maraming port gamit ang iisang processing unit ay nangangailangan ng makabuluhang pagtaas sa bilis ng processor, at ito ay medyo mahal na solusyon. Ang solusyon na "nagsilang" sa mga switch ay naging mas epektibo (Larawan 1): upang maserbisyuhan ang daloy na dumarating sa bawat port, ang mga hiwalay na dalubhasang processor ay na-install sa device para sa bawat isa sa mga port, na nagpatupad ng algorithm ng tulay.

Larawan 1 Lumipat

Sa esensya, ang switch ay isang multiprocessor bridge na may kakayahang sabay na magpasa ng mga frame sa pagitan ng lahat ng pares ng mga port nito nang sabay-sabay. Ngunit kung, kapag idinagdag ang mga yunit ng processor, ang computer ay hindi tumigil na tawaging isang computer, ngunit ang adjective na "multiprocessor" lamang ang idinagdag, kung gayon ang isang metamorphosis ay naganap sa mga multiprocessor na tulay - sila ay naging mga switch. Ito ay pinadali ng paraan ng komunikasyon sa pagitan ng mga indibidwal na processor ng switch - sila ay konektado sa pamamagitan ng isang switching matrix, katulad ng mga matrice ng mga multiprocessor na computer na nagkokonekta sa mga processor na may mga bloke ng memorya. Unti-unti, pinalitan ng mga switch ang mga klasikong single-processor bridge mula sa mga lokal na network. Ang pangunahing dahilan nito ay ang napakataas na pagganap kung saan ang mga switch ay nagpapadala ng mga frame sa pagitan ng mga segment ng network. Kung ang mga tulay ay maaaring makapagpabagal sa network kapag ang kanilang pagganap ay mas mababa kaysa sa intensity ng daloy ng intersegment na frame, ang mga switch ay palaging ilalabas na may mga port processor na maaaring magpadala ng mga frame sa pinakamataas na bilis kung saan ang protocol ay idinisenyo. Idinagdag dito ang parallel na paglipat ng mga frame sa pagitan ng mga port na ginawa ang pagganap ng mga switch ng ilang mga order ng magnitude na mas mataas kaysa sa mga tulay - ang mga switch ay maaaring maglipat ng hanggang sa ilang milyong mga frame bawat segundo, habang ang mga tulay ay karaniwang nagpoproseso ng 3-5 libong mga frame bawat segundo. bigyan mo ako ng isang segundo. Ito ay paunang natukoy ang kapalaran ng mga tulay at switch. Ang sama-samang paggamit ng isang karaniwang cable system ng maraming mga computer ay humahantong sa isang makabuluhang pagbaba sa pagganap ng network sa ilalim ng matinding trapiko. Ang nakabahaging kapaligiran ay hindi na makayanan ang daloy ng mga ipinadalang frame at isang pila ng mga computer ang lilitaw sa network na naghihintay ng pag-access. Ang problemang ito ay maaaring malutas sa pamamagitan ng lohikal na pag-istruktura ng network gamit ang isang switch (Larawan 2). Ang lohikal na pag-istruktura ng network ay tumutukoy sa paghahati ng isang karaniwang nakabahaging kapaligiran sa mga lohikal na segment upang mai-localize ang trapiko ng bawat indibidwal na segment ng network. Sa kasong ito, ang mga indibidwal na segment ng network ay konektado ng mga device gaya ng mga switch. Ang isang network na nahahati sa mga lohikal na segment ay may mas mataas na pagganap at pagiging maaasahan. Ang mga benepisyo ng paghahati sa nakabahaging kapaligiran sa mga lohikal na segment:

Ang pagiging simple ng topology ng network, na nagbibigay-daan para sa madaling pagpapalawak ng bilang ng mga node;

Walang pagkawala ng frame dahil sa pag-apaw ng mga buffer ng mga aparatong pangkomunikasyon, dahil ang isang bagong frame ay hindi ipinadala sa network hanggang sa natatanggap ang nauna - ang sistema ng medium division mismo ay kumokontrol sa daloy ng mga frame at sinuspinde ang mga istasyon na madalas na bumubuo ng mga frame, na pinipilit ang mga ito maghintay para sa pag-access;

Ang pagiging simple ng mga protocol, tinitiyak ang mababang halaga ng pagpapalit ng kagamitan.

Figure 2 Lohikal na istraktura ng network gamit ang isang switch

Dahil ang network ay naglalaman ng mga grupo ng mga computer na pangunahing nagpapalitan ng impormasyon sa isa't isa, ang paghahati sa network sa mga lohikal na segment ay nagpapabuti sa pagganap ng network - ang trapiko ay naisalokal sa loob ng mga grupo, at ang pagkarga sa kanilang mga shared cabling system ay makabuluhang nabawasan.

Kaugnayan Ang napiling paksa ng pananaliksik ay tinutukoy, una, sa pamamagitan ng mabilis na pagpasok ng mga lokal na network sa halos lahat ng aspeto ng aktibidad ng impormasyon. At ang mga network device na nagpapahusay sa performance ng network ay isang mahalagang bahagi ng mga local area network. Ang organisasyon ng mga lokal na network gamit ang kagamitan sa network ay naging pamantayan kapag nagdidisenyo ng malalaking network. Pinalitan ng pamantayang ito ang mga network na binuo lamang sa mga segment ng cable na ginagamit ng mga computer sa network upang magpadala ng impormasyon.

Pangalawa, sa nakalipas na ilang taon (mula noong 2006), ang mga switch ay nagsimulang kapansin-pansing itulak ang mga router mula sa kanilang matatag na itinatag na mga posisyon. Sinakop ng mga router ang isang sentral na lugar sa network ng gusali, at ang mga switch ay inilaan sa isang lugar sa antas ng network sa sahig. Bilang karagdagan, kadalasan ay kakaunti ang mga switch - na-install lamang ang mga ito sa napaka-abalang mga segment ng network o upang kumonekta sa mga server na may mataas na pagganap. Nagsimulang ilipat ng mga switch ang mga router mula sa gitna ng network patungo sa paligid kung saan ginamit ang mga ito upang ikonekta ang lokal na network sa pandaigdigang network. Ang gitnang lugar sa network ng gusali ay inookupahan ng modular corporate switch, na pinag-isa ang lahat ng network ng mga palapag at mga departamento sa panloob, napakaproduktibong backbone nito. Pinalitan ng mga switch ang mga router dahil ang kanilang presyo/performance ratio ay naging mas mababa kaysa sa isang router. Naturally, ang trend patungo sa pagtaas ng papel ng mga switch sa mga lokal na network ay hindi ganap. At ang mga router ay mayroon pa ring kanilang mga aplikasyon kung saan ang kanilang paggamit ay mas makatwiran kaysa sa mga switch. Ang mga router ay nananatiling kailangang-kailangan kapag kumokonekta sa isang lokal na network sa isang global.

Layunin ng trabaho– ihayag ang kakanyahan ng prinsipyo ng pagpapatakbo ng switch, mga tampok at katangian nito, at isaalang-alang din ang saklaw ng aplikasyon nito.

Mga gawain gawaing pananaliksik:

Ipaliwanag ang konsepto ng switch, ang kakanyahan ng prinsipyo ng pagpapatakbo, ang layunin at papel ng paggamit nito sa pagpapatakbo ng mga lokal na network;

Isaalang-alang ang iba't ibang klasipikasyon at katangian ng device na ito;

Suriin ang kaugnayan at mga prospect para sa paggamit ng mga switch sa pag-aayos ng mga lokal na network.

Layunin ng pag-aaral Ang switch ay isa sa mga pinaka-promising na network device na ginagamit sa pag-aayos ng mga lokal na network.

Paksa ng pananaliksik ay ang mga tampok at katangian ng mga switch.

Istruktura ng trabaho.

Ang unang kabanata ay naglalarawan ng mga tampok ng isang switch ng network, ang konsepto nito, ang papel sa pagbubuo ng network at prinsipyo ng pagpapatakbo.

Inilalarawan ng ikalawang kabanata ang pag-uuri ng mga modernong switch:

Sa pamamagitan ng paraan ng promosyon ng tauhan;

Ayon sa algorithm ng prinsipyo ng pagpapatakbo;

Sa pamamagitan ng panloob na lohikal na arkitektura;

Sa pamamagitan ng lugar ng aplikasyon;

Lumipat ng teknolohiya.

Inilalarawan ng ikatlong kabanata ang mga katangian ng mga switch.

1 Mga tampok ng switch ng network

Sa kabanatang ito, titingnan natin ang konsepto ng switch, ang layunin ng paggamit nito at ang prinsipyo ng operasyon.

Lumipat at ang papel nito sa pagbubuo ng network

Ang switch o switch ay isang device na idinisenyo upang ikonekta ang ilang node ng isang computer network sa loob ng isang segment. Ang switch ay nagpapadala lamang ng data nang direkta sa tatanggap. Pinapabuti nito ang pagganap at seguridad ng network sa pamamagitan ng pagpapalaya sa ibang mga segment ng network mula sa pagkakaroon (at kakayahang) magproseso ng data na hindi nilayon para sa kanila. Maaaring pag-isahin ng switch ang mga host sa parehong network sa pamamagitan ng kanilang mga MAC address. Hinahati ng switch ang pangkalahatang daluyan ng paghahatid ng data sa mga lohikal na segment. Ang isang lohikal na segment ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng ilang pisikal na mga segment (mga seksyon ng cable). Ang bawat lohikal na segment ay konektado sa isang hiwalay na switch port (Larawan 3). Kapag dumating ang isang frame sa alinman sa mga port, inuulit lang ng switch ang frame na ito sa port kung saan nakakonekta ang segment. Ang switch ay nagpapadala ng mga frame sa parallel. Nilalaman

Panimula…………………………………………………………………………...5
Mga tampok ng switch ng network…………………………………………………………………………10
Switch at ang papel nito sa pagbubuo ng network…………………………………………10
Prinsipyo ng pagpapatakbo…………………………………………………………………………………………..11
Pag-uuri ng mga modernong switch……………………………………..14
Ayon sa paraan ng pagsulong ng tauhan………………………………………………………………14
Sa mabilisang pagtakbo…………………………………………………………………………………………14
Sa pamamagitan ng intermediate storage………………………………………………………..14
Ayon sa algorithm ng prinsipyo ng pagpapatakbo………………………………………………………………….15
Mga transparent na switch……………………………………………………………………15
Mga switch na nagpapatupad ng source routing algorithm……………………………………………………………………………………………….15
Mga switch na nagpapatupad ng spanning tree algorithm…………16
Sa panloob na lohikal na arkitektura……………………………………………………16
Mga switch na may switching matrix…………………………………………16
Mga switch gamit ang isang karaniwang bus……………………………………………..17
Mga switch ng shared memory…………………………………………18
Pinagsamang switch………………………………………….19
Ayon sa lugar ng aplikasyon……………………………………………………..20
Mga switch na may nakapirming bilang ng mga port………………………………20
Modular switch…………………………………………………………………….20
Mga nakasalansan na switch…………………………………………………….21
Lumipat ng mga teknolohiya………………………………………………………………..21
Mga switch ng Ethernet……………………………………………………...21
Mga Switch ng Token Ring…………………………………………………………………….22
Mga switch ng FDDI………………………………………………………………23
Mga katangian ng mga switch…………………………………………………………24
Bandwidth………………………………………………………………24
Pagkaantala ng paghahatid ng frame…………………………………………………….24
Bilis ng mga frame na gumagalaw sa network………………………………………….25
Rate ng pagsasala……………………………………………………………………..25
Konklusyon………………………………………………………………………….26
Listahan ng mga pinagkunan na ginamit……………………………………………………………………27

Ang paksa ng gigabit access ay nagiging mas at mas may kaugnayan, lalo na ngayon, kapag ang kumpetisyon ay lumalaki, ang ARPU ay bumababa, at ang mga taripa ng kahit na 100 Mbit ay hindi nakakagulat sa sinuman. Matagal na naming pinag-iisipan ang isyu ng paglipat sa gigabit access. Natigilan ako sa presyo ng kagamitan at komersyal na posibilidad. Ngunit ang mga kakumpitensya ay hindi natutulog, at kahit na ang Rostelecom ay nagsimulang magbigay ng mga taripa na higit sa 100 Mbit, napagtanto namin na hindi na kami makapaghintay. Bilang karagdagan, ang presyo para sa isang gigabit port ay bumaba nang malaki at ang pag-install ng isang FastEthernet switch, na sa loob ng ilang taon ay kailangan pa ring palitan ng isang gigabit, ay naging hindi kumikita. Iyon ang dahilan kung bakit nagsimula kaming pumili ng gigabit switch para magamit sa antas ng pag-access.

Tumingin kami sa iba't ibang mga modelo ng gigabit switch at nakipag-ayos sa dalawa na pinakaangkop sa mga tuntunin ng mga parameter at, sa parehong oras, natugunan ang aming mga inaasahan sa badyet. Ito ay ang Dlink DGS-1210-28ME at .

Frame

Ang katawan ng SNR ay gawa sa makapal, matibay na metal, na ginagawang mas mabigat kaysa sa "kakumpitensya" nito. Ang D-link ay gawa sa manipis na bakal, na nagbibigay ito ng kalamangan sa timbang. Gayunpaman, ginagawa itong mas madaling kapitan sa mga panlabas na impluwensya dahil sa mas mababang lakas nito.

Ang D-link ay mas compact: ang lalim nito ay 14 cm, habang ang sa SNR ay 23 cm. Ang SNR power connector ay matatagpuan sa harap, na walang alinlangan na nagpapadali sa pag-install.

Mga power supply

D-link power supply

Power supply SNR

Sa kabila ng katotohanan na ang mga suplay ng kuryente ay halos magkapareho, natagpuan pa rin namin ang mga pagkakaiba. Ang supply ng kuryente ng D-link ay ginawang matipid, marahil kahit na masyadong matipid - walang barnis na patong sa board, at ang proteksyon mula sa pagkagambala sa input at output ay minimal. Bilang resulta, ayon kay Dlink, may mga alalahanin na ang mga nuances na ito ay makakaapekto sa sensitivity ng switch sa mga power surges, at operasyon sa variable na kahalumigmigan, at sa maalikabok na mga kondisyon.

Lumipat ng board

Ang parehong mga board ay ginawa nang maingat, walang mga reklamo tungkol sa pag-install, gayunpaman, ang SNR ay may mas mataas na kalidad na textolite, at ang board ay ginawa gamit ang lead-free na teknolohiya ng paghihinang. Ang punto, siyempre, ay hindi ang SNR ay naglalaman ng mas kaunting lead (na hindi nakakatakot sa sinuman sa Russia), ngunit ang mga switch na ito ay ginawa sa isang mas modernong linya.

Bilang karagdagan, muli, tulad ng sa kaso ng mga power supply, ang D-link ay naka-save sa barnisan na patong. Ang SNR ay may varnish coating sa board.

Tila, ipinapalagay na ang mga kondisyon ng operating ng D-link access switch ay dapat na isang priori na mahusay - malinis, tuyo, cool... well, tulad ng iba. ;)

Paglamig

Ang parehong mga switch ay may passive cooling system. Ang D-link ay may mas malalaking radiator, at ito ay isang tiyak na plus. Gayunpaman, ang SNR ay may libreng espasyo sa pagitan ng board at ng likod na dingding, na may positibong epekto sa pag-alis ng init. Ang isang karagdagang nuance ay ang pagkakaroon ng heat-dissipating plate na matatagpuan sa ilalim ng chip, na naglilipat ng init sa switch body.

Nagsagawa kami ng isang maliit na pagsubok - sinukat namin ang temperatura ng heatsink sa chip sa ilalim ng normal na mga kondisyon:

Ang switch ay inilalagay sa isang mesa sa temperatura ng silid na 22C,
2 SFP module na naka-install,
Naghihintay kami ng 8-10 minuto.

Nakakagulat ang mga resulta ng pagsubok - ang D-link ay nagpainit hanggang 72C, habang ang SNR - hanggang 63C lamang. Mas mainam na huwag isipin kung ano ang mangyayari sa D-link sa isang mahigpit na nakaimpake na kahon sa init ng tag-init.

Temperatura sa D-link 72 degrees

Sa SNR 61 C, normal ang flight

Proteksyon ng kidlat

Ang mga switch ay nilagyan ng iba't ibang mga sistema ng proteksyon ng kidlat. Gumagamit ang D-link ng mga gas discharger. May mga varistor ang SNR. Ang bawat isa sa kanila ay may mga kalamangan at kahinaan. Gayunpaman, ang oras ng pagtugon ng mga varistor ay mas mahusay, at nagbibigay ito ng mas mahusay na proteksyon para sa switch mismo at ang mga aparato ng subscriber na konektado dito.

Buod

Ang D-link ay nag-iiwan ng pakiramdam ng pagtitipid sa lahat ng mga bahagi - sa power supply, board, case. Samakatuwid, sa kasong ito, tila isang mas kanais-nais na produkto para sa amin.

Ang pag-filter ng frame at mga bilis ng pagpapasa ay dalawang pangunahing katangian ng pagganap ng isang switch. Ang mga katangiang ito ay mahalaga; hindi sila nakadepende sa kung paano ipinapatupad ang switch.

Ang rate ng pag-filter ay ang bilis kung saan isinasagawa ng switch ang mga sumusunod na hakbang sa pagproseso ng frame:

1. Tanggapin ang frame sa iyong buffer.

3. Pagkasira ng frame, dahil ang destinasyong port at source port nito ay nabibilang sa isang solong lohikal na segment.

Ang bilis ng pag-filter ng halos lahat ng switch ay hindi isang blocking factor - ang switch ay namamahala upang itapon ang mga frame sa bilis ng pagdating ng mga ito.

Ang rate ng pagpapasa ay ang bilis kung saan gumaganap ang switch sa mga susunod na yugto ng pagpoproseso ng frame.

1. Tanggapin ang frame sa iyong buffer.

2. Tumingin sa talahanayan ng address upang mahanap ang port para sa patutunguhang address ng frame.

3. Pagpapadala ng frame sa network sa pamamagitan ng destination port na makikita sa address table.

Sinusukat ang latency ng paghahatid ng frame habang lumipas ang oras mula sa sandaling dumating ang unang byte ng frame sa input port ng switch hanggang sa sandaling lumitaw ang byte na ito sa output port nito. Ang latency ay ang kabuuan ng oras na ginugol sa pag-buffer ng mga byte ng frame at ang oras na ginugol sa pagproseso ng frame sa pamamagitan ng switch - pagtingin sa talahanayan ng address, paggawa ng mga pagpapasya sa pag-filter o pagpapasa, pagkakaroon ng access sa kapaligiran ng egress port. Ang halaga ng pagkaantala na ipinakilala ng switch ay depende sa operating mode nito. Kung ang paglipat ay isinasagawa "on the fly", kung gayon ang mga pagkaantala ay kadalasang maliit at saklaw mula 5 hanggang 40 μs, at may buong frame buffering - mula 50 hanggang 200 μs para sa mga frame na may pinakamababang haba kapag nagpapadala sa bilis na 10 Mbit/ s. Ang mga switch na sumusuporta sa mas mabilis na bersyon ng Ethernet ay nagpapakilala ng mas kaunting latency sa proseso ng pagpapasa ng frame.

Ang pagganap ng isang switch ay tinutukoy ng dami ng data ng user na inilipat sa bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng mga port nito, at sinusukat sa megabits per second (Mbps). Dahil gumagana ang switch sa layer ng data link, ang data ng user nito ay ang data na dinadala sa field ng data ng mga Ethernet frame.

Ang pinakamataas na halaga ng pagganap ng switch ay palaging nakakamit sa mga frame na may pinakamataas na haba, dahil sa kasong ito ang bahagi ng mga gastos sa overhead para sa frame overhead ay minimal. Ang switch ay isang multiport device, kaya't kaugalian na tukuyin ito bilang may pinakamataas na pangkalahatang pagganap habang sabay na nagpapadala ng trapiko sa lahat ng port nito.

Upang maisagawa ang mga operasyon ng bawat port, ang mga switch ay kadalasang gumagamit ng nakalaang processing unit na may sarili nitong memorya upang mag-imbak ng sarili nitong kopya ng address table. Ang bawat port ay nag-iimbak lamang ng mga hanay ng mga address kung saan ito kamakailan lamang ay nagtrabaho, kaya ang mga kopya ng talahanayan ng address ng iba't ibang mga module ng processor, bilang panuntunan, ay hindi tumutugma.

Ang maximum na bilang ng mga MAC address na maaalala ng port processor ay depende sa aplikasyon ng switch. Ang mga switch ng workgroup ay karaniwang sumusuporta lamang sa ilang mga address sa bawat port dahil idinisenyo ang mga ito upang bumuo ng mga microsegment. Dapat na suportahan ng mga switch ng departamento ang ilang daang mga address, at ang mga switch ng backbone ng network ay dapat sumuporta ng hanggang ilang libo (karaniwan ay 4000-8000 na mga address).

Ang hindi sapat na kapasidad ng talahanayan ng address ay maaaring maging sanhi ng pagbagal ng switch at maging barado ang network ng labis na trapiko. Kung ganap na puno ang address table ng port processor at nakatagpo ito ng bagong source address sa isang papasok na frame, dapat alisin ng processor ang anumang lumang address mula sa table at maglagay ng bago sa lugar nito. Ang operasyong ito mismo ay tumatagal ng ilang oras ng processor, ngunit ang pangunahing pagkawala ng pagganap ay sinusunod kapag dumating ang isang frame na may patutunguhan na address na kailangang alisin mula sa talahanayan ng address. Dahil hindi alam ang patutunguhang address ng frame, dapat ipasa ng switch ang frame sa lahat ng iba pang port. Nilulutas ng ilang switch manufacturer ang problemang ito sa pamamagitan ng pagbabago ng algorithm para sa paghawak ng mga frame na may hindi alam na patutunguhang address. Ang isa sa mga switch port ay naka-configure bilang isang trunk port, kung saan ang lahat ng mga frame na may hindi kilalang address ay ipinadala bilang default. Ang isang frame ay ipinadala sa isang trunk port sa pag-aakalang ang port na ito ay konektado sa isang mas mataas na antas na switch (sa isang hierarchical na koneksyon ng mga switch sa isang malaking network), na may sapat na kapasidad ng address table at "alam" kung saan maaaring ilagay ang anumang frame. ipinadala.