Класи комутаторів Ethernet Порівняння мережевих пристроїв. Технічні параметри комутаторів Порівняння комутаторів
- швидкість фільтрації кадрів;
- швидкість просування кадрів;
- пропускна здатність;
- затримка передачікадру.
Крім того, існує кілька характеристик комутатора, які найбільше впливають на зазначені характеристики продуктивності. До них відносяться:
- тип комутації;
- розмір буфера (буферів) кадрів;
- продуктивність комутуючої матриці;
- продуктивність процесора чи процесорів;
- розмір таблиці комутації.
Швидкість фільтрації та швидкість просування кадрів
Швидкість фільтрації та просування кадрів – це дві основні характеристики продуктивності комутатора. Ці характеристики є інтегральними показниками і залежить від того, як технічно реалізований комутатор.
Швидкість фільтрації (filtering)
- прийом кадру до свого буфера;
- відкидання кадру, у разі виявлення у ньому помилки (не збігається контрольна сума, або кадр менше 64 байт або більше 1518 байт);
- відкидання кадру для виключення петель у мережі;
- відкидання кадру відповідно до налаштованих на порті фільтрів;
- перегляд таблиці комутаціїз метою пошуку порту призначення на основі МАС-адреси приймача кадру та відкидання кадру, якщо вузол-відправник та одержувач кадру підключені до одного порту.
Швидкість фільтрації практично у всіх комутаторів є неблокуючою – комутатор встигає відкидати кадри в темпі їх надходження.
Швидкість просуваннявизначає швидкість, з якою комутатор виконує такі етапи обробки кадрів:
- прийом кадру до свого буфера;
- перегляд таблиці комутаціїз метою знаходження порту призначення на основі МАС-адреси одержувача кадру;
- передача кадру в мережу через знайдений по таблиці комутаціїпорт призначення.
Як швидкість фільтрації, і швидкість просування вимірюється зазвичай у кадрах на секунду. Якщо в характеристиках комутатора не уточнюється, для якого протоколу та для якого розміру кадру наведено значення швидкостей фільтрації та просування, то за умовчанням вважається, що ці показники даються для протоколу Ethernet та кадрів мінімального розміру, тобто кадрів завдовжки 64 байт (без преамбули) з полем даних 46 байт. Застосування в якості основного показника швидкості обробки комутатором кадрів мінімальної довжини пояснюється тим, що такі кадри завжди створюють для комутатора найбільш важкий режим роботи в порівнянні з кадрами іншого формату при рівній пропускній здатності даних, що передаються. Тому при проведенні тестування комутатора режим передачі кадрів мінімальної довжини використовується як найскладніший тест, який повинен перевірити здатність комутатора працювати за найгіршого поєднання параметрів трафіку.
Пропускна спроможність комутатора (throughput)вимірюється кількістю даних користувача (у мегабітах або гігабітах в секунду), переданих в одиницю часу через його порти. Так як комутатор працює на канальному рівні, для нього даними користувача є ті дані, які переносяться в поле даних кадрів протоколів канального рівня - Ethernet, Fast Ethernet і т. д. Максимальне значення пропускної здатності комутатора завжди досягається на кадрах максимальної довжини, так як при цьому частка накладних витрат на службову інформацію кадру набагато нижча, ніж для кадрів мінімальної довжини, а час виконання комутатором операцій з обробки кадру, що припадає на один байт інформації користувача, істотно менше. Тому комутатор може бути блокуючим для кадрів мінімальної довжини, але при цьому мати дуже добрі показники пропускної здатності.
Затримка передачі кадру (Forward Delay)вимірюється як час, що минув з приходу першого байта кадру на вхідний порт комутатора досі появи цього байта з його вихідному порту. Затримка складається з часу, що витрачається на буферизацію байт кадру, а також часу, який витрачається на обробку кадру комутатором, а саме на перегляд таблиці комутації, прийняття рішення про просування та отримання доступу до середовища вихідного порту
Величина затримки, що вноситься комутатором, залежить від використовуваного в ньому методу комутації. Якщо комутація здійснюється без буферизації, то затримки зазвичай невеликі і становлять від 5 до 40 мкс, а за повної буферизації кадрів - від 50 до 200 мкс (для кадрів мінімальної довжини).
Розмір таблиці комутації
Максимальна ємність таблиці комутаціївизначає граничну кількість MAC-адрес, якими може одночасно оперувати комутатор. У таблиці комутаціїдля кожного порту можуть зберігатися як динамічно вивчені МАС-адреси, так і статичні МАС-адреси, створені адміністратором мережі.
Значення максимальної кількості МАС-адрес, яке може зберігатися в таблиці комутації, залежить від сфери застосування комутатора. Комутатори D-Link для робочих груп та малих офісів зазвичай підтримують таблицю МАС-адрес ємністю від 1К до 8К. Комутатори великих робочих груп підтримують таблицю МАС-адрес ємністю від 8К до 16К, а комутатори магістралей мереж - як правило, від 16К до 64К адрес і більше.
Недостатня ємність таблиці комутаціїможе спричиняти уповільнення роботи комутатора та засмічення мережі надлишковим трафіком. Якщо таблиця комутації повністю заповнена, і порт зустрічає новий МАС-адреса джерела в кадрі, що надійшов, комутатор не зможе занести його в таблицю. І тут кадр у відповідь цей МАС-адреса буде розісланий через всі порти (крім порту-джерела), тобто. Викликає лавинну передачу.
Об'єм буфера кадрів
Для забезпечення тимчасового зберігання кадрів у тих випадках, коли їх неможливо негайно передати на вихідний порт, комутатори залежно від реалізованої архітектури оснащуються буферами на вхідних, вихідних портах або загальним буфером для всіх портів. Розмір буфера впливає як затримку передачі кадру, і швидкість втрати пакетів. Тому що більше обсяг буферної пам'яті, то менш ймовірні втрати кадрів.
Зазвичай комутатори, призначені для роботи у відповідальних частинах мережі, мають буферну пам'ять у кілька десятків або сотень кілобайт на порт. Загальний всім портів буфер зазвичай має обсяг у кілька мегабайт.
Як вибрати комутатор при існуючій різноманітності? Функціональність сучасних моделей дуже різна. Можна придбати як найпростіший некерований свитч, так і багатофункціональний керований комутатор, який відрізняється від повноцінного роутера. Як приклад останнього можна навести Mikrotik CRS125-24G-1S-2HND-IN із нової лінійки Cloud Router Switch. Відповідно, і ціна таких моделей буде набагато вищою.
Тому при виборі комутатора насамперед потрібно визначитися, які з функцій та параметрів сучасних світчів вам необхідні, а за які не варто переплачувати. Але спочатку – трохи теорії.
Види комутаторів
Однак якщо раніше керовані комутатори відрізнялися від некерованих, у тому числі, ширшим набором функцій, то зараз різниця може бути лише у можливості або неможливості віддаленого керування пристроєм. В іншому - навіть у найпростіші моделі виробники додають додатковий функціонал, часто підвищуючи їх вартість.
Тому зараз більш інформативна класифікація комутаторів за рівнями.
рівні комутаторів
Для того, щоб вибрати комутатор, що оптимально підходить під наші потреби, потрібно знати його рівень. Цей параметр визначається на підставі того, яку мережеву модель OSI (передача даних) використовує пристрій.
- Пристрої першого рівня, що використовують фізичнупередачу даних вже практично зникли з ринку. Якщо хтось ще пам'ятає хаби - це якраз приклад фізичного рівня, коли інформація передається суцільним потоком.
- Рівень 2. До нього відносяться практично всі некеровані комутатори. Використовується так звана канальнаМережеві моделі. Пристрої поділяють інформацію на окремі пакети (кадри, фрейми), перевіряють їх і направляють конкретному девайсу-одержувачу. Основа розподілу інформації в комутаторах другого рівня – MAC-адреси. З них свитч складає таблицю адресації, запам'ятовуючи, якому порту яка MAC-адреса відповідає. ІР-адреси вони не розуміють.
- Рівень 3. Вибравши такий комутатор, ви отримуєте пристрій, який працює з IP-адресами. А також підтримує безліч інших можливостей роботи з даними: перетворення логічних адрес на фізичні, мережеві протоколи IPv4, IPv6, IPX і т.д., з'єднання pptp, pppoe, vpn та інші. На третьому, мережевомуНа рівні передачі даних працюють практично всі маршрутизатори і найбільш "просунута" частина комутаторів.
- Рівень 4. Мережева модель OSI, яка тут використовується, називається транспортної. Навіть не всі роутери випускаються за допомогою цієї моделі. Розподіл трафіку відбувається на інтелектуальному рівні - пристрій вміє працювати з додатками та на підставі заголовків пакетів з даними спрямовувати їх на потрібну адресу. Крім того, протоколи транспортного рівня, наприклад TCP, гарантують надійність доставки пакетів, збереження певної послідовності їх передачі та вміють оптимізувати трафік.
Вибираємо комутатор - читаємо характеристики
Як вибрати комутатор за параметрами та функціями? Розглянемо, що мається на увазі під деякими з найпоширеніших позначень у характеристиках. До базових параметрів відносяться:
Кількість портів. Їхня кількість варіюється від 5 до 48. При виборі комутатора краще передбачити запас для подальшого розширення мережі.
Базова швидкість передачі даних. Найчастіше ми бачимо позначення 10/100/1000 Мбіт/сек – швидкості, які підтримує кожен порт пристрою. Т. е. Вибраний комутатор може працювати зі швидкістю 10 Мбіт/сек, 100 Мбіт/сек або 1000 Мбіт/сек. Досить багато моделей, що оснащені і гігабітними, і портами 10/100 Мб/сек. Більшість сучасних комутаторів працюють за стандартом IEEE 802.3 Nway автоматично визначаючи швидкість портів.
Пропускна спроможність та внутрішня пропускна спроможність.Перша величина, яка називається ще комутаційною матрицею - це максимальний обсяг трафіку, який може бути пропущений через комутатор в одиницю часу. Обчислюється дуже просто: у портів x швидкість порту x 2 (дуплекс). Наприклад, 8-портовий гігабітний комутатор має пропускну здатність 16 Гбіт/сек.
Внутрішня пропускна здатність зазвичай позначається виробником і потрібна лише для порівняння з попередньою величиною. Якщо заявлена внутрішня пропускна здатність менша за максимальну - пристрій буде погано справлятися з великими навантаженнями, гальмувати і зависати.
Автоматичне визначення MDI/MDI-X. Це автовизначення та підтримка обох стандартів, за якими була обтиснута кручена пара, без необхідності ручного контролю з'єднань.
Слоти розширення. Можливість підключення додаткових інтерфейсів, наприклад оптичних.
Розмір таблиці MAC-адрес. Для вибору комутатора важливо заздалегідь прорахувати необхідний розмір таблиці, бажано з урахуванням майбутнього розширення мережі. Якщо записів у таблиці не вистачатиме, комутатор записуватиме нові поверх старих, і це гальмуватиме передачу даних.
Форм-фактор. Комутатори випускаються у двох різновидах корпусу: настільний/настінний варіант розміщення та для стійки. В останньому випадку прийнято стандартний розмір пристрою -19-дюймів. Спеціальні вушка для кріплення у стійку можуть бути знімними.
Вибираємо комутатор з потрібними нам функціями для роботи з трафіком
Управління потоком ( Flow Control, Протокол IEEE 802.3x).Передбачає узгодження прийому-відправлення даних між пристроєм, що відправляє, і комутатором при високих навантаженнях, щоб уникнути втрат пакетів. Функція підтримується майже кожним світчем.
Jumbo Frame- Збільшені пакети.Застосовується для швидкостей від 1 гбіт/сек і вище, дозволяє прискорити передачу даних за рахунок зменшення кількості пакетів та часу на їхню обробку. Функція є майже у кожному комутаторі.
Режими Full-duplex та Half-duplex. Практично всі сучасні світильники підтримують автоузгодження між напівдуплексом і повним дуплексом (передача даних тільки в один бік, передача даних в обидві сторони одночасно), щоб уникнути проблем у мережі.
Пріоритезація трафіку (стандарт IEEE 802.1p)- пристрій вміє визначати важливіші пакети (наприклад, VoIP) та надсилати їх насамперед. Вибираючи комутатор для мережі, де вагому частину трафіку складатиме аудіо або відео, варто звернути увагу на цю функцію
Підтримка VLAN(стандарт IEEE 802.1q).
VLAN – зручний засіб для розмежування окремих ділянок: внутрішньої мережі підприємства та мережі загального користування для клієнтів, різних відділів тощо.
Для забезпечення безпеки всередині мережі, контролю або перевірки продуктивності мережного обладнання може використовуватися дзеркаловання (дублювання трафіку). Наприклад, вся надходить інформація відправляється однією порт для перевірки чи записи певним ПЗ.
Перенаправлення портів. Ця функція може знадобитися для розгортання сервера з доступом до Інтернету, або для онлайн-ігор.
Захист від "петель" - функції STP та LBD. Особливо важливі під час виборів некерованих комутаторів. У них виявити петлю, що утворилася, - кільцева ділянка мережі, причину багатьох глюків і зависань - практично неможливо. LoopBack Detection автоматично блокує порт, на якому відбулося утворення петлі. Протокол STP (IEEE 802.1d) та його більш досконалі нащадки – IEEE 802.1w, IEEE 802.1s – діють трохи інакше, оптимізуючи мережу під деревоподібну структуру. Спочатку у структурі передбачені запасні, закільцьовані гілки. За замовчуванням вони відключені, і комутатор запускає їх лише тоді, коли відбувається розрив зв'язку якоїсь основний лінії.
Агрегування каналів (IEEE 802.3ad). Підвищує пропускну здатність каналу, поєднуючи кілька фізичних портів в один логічний. Максимальна пропускна спроможність за стандартом – 8 Гбіт/сек.
Стекування. Кожен виробник використовує власні розробки стекування, але загалом ця функція позначає віртуальне об'єднання кількох комутаторів в один логічний пристрій. Мета стекування - отримати більше портів, ніж це можливо при використанні фізичного світчу.
Функції комутатора для моніторингу та діагностики несправностей
Багато комутаторів визначають несправність кабельного з'єднання, зазвичай при включенні пристрою, а також вид несправності - обрив жили, коротке замикання і т.п. Наприклад, у D-Link передбачені спеціальні індикатори на корпусі:
Захист від вірусного трафіку (Safeguard Engine). Методика дозволяє підвищити стабільність роботи та захистити центральний процесор від перевантажень "сміттєвим" трафіком вірусних програм.
Функції електроживлення
Енергозбереження.Як вибрати комутатор, який заощаджуватиме вам електроенергію? Звертайте увагуе на наявність функцій енергозбереження. Деякі виробники, наприклад D-Link, випускають комутатори із регулюванням споживання електроенергії. Наприклад, розумний свитч моніторить підключені до нього пристрої, і якщо в даний момент якийсь із них не працює, відповідний порт переводиться в "сплячий режим".
Power over Ethernet (PoE, стандарт IEEE 802.af). Комутатор з використанням цієї технології може живити підключені до нього пристрої по кручений парі.
Вбудований грозозахист. Дуже потрібна функція, проте треба пам'ятати, що такі комутатори мають бути заземлені, інакше захист не діятиме.
сайт- 42.52 Кб
230106
(шифр спеціальності)
КУРСОВА РОБОТА
з дисципліни
Тема:
СДПЕК 230106.11.15.
Студент групи: ТО3А08, Корчагін О.Г.
Викладач: Чирочкін Є.І.
Дата захисту: _______________________ Оцінка__________
Саранськ
2011
Міністерство освіти та науки РФ
ФГОУ СПО «Саранський державний промислово-економічний коледж»
230106
(шифр спеціальності)
ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ
з дисципліни Комп'ютерні мережі та телекомунікації
студенту групи ТО3А08, Корчагін О.Г.
Тема: Комутатори: особливості та характеристики
Курсова робота виконана на 28 аркушах і включає такі розділи:
Вступ
1 Особливості мережного комутатора
2 Класифікація сучасних комутаторів
3 Характеристики комутаторів
Висновок
Список використаних джерел
Дата видачі: ________________ Зав. відділенням: ______________
Термін виконання: ____________ Викладач: _______________
Вступ………………………………………………………… ………………………...5
- Особливості мережного комутатора………………………………………………… 10
- Комутатор та її роль структуризації мережі…………………………………10
- Принцип роботи……………………………………………………………… …..11
- Класифікація сучасних комутаторів……………………………………….. 14
- За способом просування кадрів………………………………………………...14
- На лету…………………………………………………………………… ....14
- З проміжним зберіганням……………………………………………..14
- По алгоритму принципу работы………………………………………………….15
- Прозорі комутатори………………………………………………… 15
- Комутатори, що реалізують алгоритм маршрутизації від джерела……………………………………………………… …………………….15
- Комутатори, що реалізують алгоритм дерева, що покриває…………16
- По внутрішній логічній архитектуре………………………………………... 16
- Комутатори з комутаційною матрицею……………………………...16
- Комутатори із загальною шиною……………………………………………..17
- Комутатори з пам'яттю, що розділяється……………………………………18
- Комбіновані комутатори………………………………………….19
- По області застосування…………………………………………………… ……..20
- Комутатори з фіксованою кількістю портів…………………………20
- Модульні комутатори………………………………………………… .20
- Стічні комутатори………………………………………………… ….21
- Технології комутаторів……………………………………………… ………..21
- Комутатори Ethernet…………………………………………………….. .21
- Комутатори Token Ring………………………………………………….22
- Комутатори FDDI………………………………………………………...23
- Характеристики комутаторів……………………………………………… ………24
- Пропускна здатність………………………………………………… ………24
- Затримка під час передачі кадра…………………………………………………….24
- Швидкість просування кадрів через мережу………………………………………….25
- Швидкість фільтрації…………………………………………………… ………..25
Заключение…………………………………………………… ………………………….26
Список використаних джерел…………………………………………………. ..27
Вступ
При зміні ситуації наприкінці 80-х - на початку 90-х років - появі швидких протоколів, продуктивних персональних комп'ютерів, мультимедійної інформації, поділу мережі на велику кількість сегментів - класичні мости перестали справлятися з роботою. Обслуговування потоків кадрів між тепер уже кількома портами за допомогою одного процесорного блоку вимагало значного підвищення швидкодії процесора, а це досить дороге рішення. Більш ефективним виявилося рішення, яке і «породило» комутатори (Рис. 1): для обслуговування потоку, що надходить на кожен порт, пристрій ставилися окремі спеціалізовані процесори на кожен з портів, які реалізовували алгоритм моста.
Рисунок 1 Комутатор
По суті, комутатор – це мультипроцесорний міст, здатний паралельно просувати кадри одразу між усіма парами своїх портів. Але якщо при додаванні процесорних блоків комп'ютер не перестали називати комп'ютером, а додали лише прикметник «мультипроцесорний», то з мультипроцесорними мостами сталася метаморфоза – вони перетворилися на комутатори. Цьому сприяв спосіб зв'язку між окремими процесорами комутатора - вони зв'язувалися комутаційною матрицею, схожою на матриці мультипроцесорних комп'ютерів, процесори, що зв'язують з блоками пам'яті. Поступово комутатори витіснили із локальних мереж класичні однопроцесорні мости. Основна причина цього – дуже висока продуктивність, з якою комутатори передають кадри між сегментами мережі. Якщо мости могли навіть уповільнювати роботу мережі, коли їхня продуктивність виявлялася меншою за інтенсивність міжсегментного потоку кадрів, то комутатори завжди випускаються з процесорами портів, які можуть передавати кадри з тією максимальною швидкістю, на яку розрахований протокол. Додавання цього паралельної передачі кадрів між портами зробило продуктивність комутаторів на кілька порядків вище, ніж мостів - комутатори можуть передавати до кількох мільйонів кадрів на секунду, тоді як мости зазвичай обробляли 3-5 тисяч кадрів. секунду. Це й визначило долю мостів та комутаторів. p align="justify"> Колективне використання багатьма комп'ютерами загальної кабельної системи призводить до істотного зниження продуктивності мережі при інтенсивному трафіку. Загальне середовище перестає справлятися з потоком кадрів, що передаються, і в мережі виникає черга комп'ютерів, що очікують доступу. Цю проблему можна вирішити шляхом логічної структуризації мережі з допомогою комутатора (Рис. 2). Під логічною структуризацією мережі розуміється розбиття загального середовища на логічні сегменти, з метою локалізації трафіку кожного окремого сегмента мережі. При цьому окремі сегменти мережі з'єднують такими пристроями, як комутатори. Мережа, розділена на логічні сегменти, має більш високу продуктивність і надійність. Переваги розбиття загального середовища на логічні сегменти:
Простота топології мережі, що припускає легке нарощування числа вузлів;
Відсутність втрат кадрів через переповнення буферів комунікаційних пристроїв, так як новий кадр не передається в мережу, поки не прийнятий попередній - сама система поділу середовища регулює потік кадрів і зупиняє станції, що часто генерують кадри, змушуючи їх чекати доступу;
Простота протоколів забезпечує низьку вартість комутаційного обладнання.
Рисунок 2 Логічна структуризація мережі за допомогою комутатора
Так як в мережі є групи комп'ютерів, переважно обмінюються інформацією між собою, розподіл мережі на логічні сегменти покращує продуктивність мережі - трафік локалізується в межах груп, і навантаження на їх кабельні системи, що розділяються, істотно зменшується.
АктуальністьВибрана тема дослідження визначається, по-перше, швидким входженням локальних мереж практично у всі аспекти інформаційної діяльності. І мережні пристрої, що підвищують продуктивність мережі, є невід'ємною частиною локальних мереж. Організація локальних мереж із використанням мережного устаткування стала нормою під час проектування великих мереж. Ця норма витіснила мережі, побудовані виключно з урахуванням сегментів кабелю, якими користуються передачі інформації комп'ютери мережі.
По-друге, за останні кілька років (починаючи з 2006 року) саме комутатори стали помітно витісняти маршрутизатори з міцно завойованих позицій. Центральне місце у мережі будівлі займали маршрутизатори, а комутаторам приділялося місце на рівні мережі поверху. До того ж, комутаторів зазвичай було небагато - їх ставили тільки в дуже завантажені сегменти мережі або для підключення надпродуктивних серверів. Комутатори стали витісняти маршрутизатори з центру мережі на периферію, де вони використовувалися для з'єднання локальної мережі з глобальною. Центральне місце в мережі будівлі зайняв модульний корпоративний комутатор, який поєднував на своїй внутрішній, дуже продуктивній магістралі всі мережі поверхів та відділів. Комутатори потіснили маршрутизатори тому, що їх показник "ціна/продуктивність" виявився набагато нижчим за цей показник щодо маршрутизатора. Звісно, тенденція підвищення ролі комутаторів у локальних мережах немає абсолютного характеру. І у маршрутизаторів як і раніше є свої сфери застосування, де їх застосування більш раціонально, ніж комутаторів. Маршрутизатори залишаються незамінними під час підключення локальної мережі до глобальної.
Мета роботи– розкрити сутність принципу роботи комутатора, його особливості та характеристики, а також розглянути сферу його застосування.
Завданнядослідницької роботи:
Розкрити поняття комутатора, сутність принципу роботи, мету та роль його застосування у роботі локальних мереж;
Розглянути різні класифікації та характеристики даного пристрою;
Проаналізувати актуальність та перспективи використання комутаторів при організації локальних мереж.
Об'єктом дослідженняє комутатор, як один із найбільш перспективних мережевих пристроїв, що використовуються при організації локальних мереж.
Предметом дослідженняє особливості та характеристики комутаторів.
Структура роботи.
У першому розділі описані особливості мережного комутатора, його поняття, що у структуризації мережі та принцип роботи.
У другому розділі описано класифікацію сучасних комутаторів:
За способом просування кадрів;
за алгоритмом принципу роботи;
з внутрішньої логічної архітектури;
По галузі застосування;
Технології комутаторів.
У третій главі описані характеристики комутаторів.
1 Особливості мережного комутатора
У цьому розділі ми розглянемо поняття комутатора, мета його використання та принцип роботи.
- Комутатор та його роль у структуризації мережі
Комутатор або свитч – пристрій, призначений для з'єднання кількох вузлів комп'ютерної мережі в межах одного сегмента. Комутатор передає дані лише безпосередньо одержувачу. Це підвищує продуктивність і безпеку мережі, позбавляючи решту сегментів мережі необхідності (і можливості) обробляти дані, які їм не призначалися. Комутатор може об'єднувати вузли однієї мережі за їх MAC-адресами. Комутатор ділить загальне середовище передачі на логічні сегменти. Логічний сегмент утворюється шляхом поєднання кількох фізичних сегментів (відрізків кабелю). Кожен логічний сегмент підключається до окремого порту комутатора (Мал. 3). При надходженні кадру якийсь із портів комутатор повторює цей кадр, лише тому порту, якого підключений сегмент. Комутатор передає кадри паралельно.Зміст
Вступ…………………………………………………………………………………...5
Особливості мережевого комутатора…………………………………………………10
Комутатор та її роль структуризації мережі…………………………………10
Принцип роботи…………………………………………………………………..11
Класифікація сучасних комутаторів………………………………………..14
За способом просування кадрів………………………………………………...14
На лету……………………………………………………………………....14
З проміжним зберіганням……………………………………………..14
По алгоритму принципу работы………………………………………………….15
Прозорі комутатори…………………………………………………15
Комутатори, що реалізують алгоритм маршрутизації від джерела…………………………………………………………………………….15
Комутатори, що реалізують алгоритм дерева, що покриває…………16
По внутрішній логічній архитектуре………………………………………...16
Комутатори з комутаційною матрицею……………………………...16
Комутатори із загальною шиною……………………………………………..17
Комутатори з пам'яттю, що розділяється……………………………………18
Комбіновані комутатори………………………………………….19
По області застосування…………………………………………………………..20
Комутатори з фіксованою кількістю портів…………………………20
Модульні комутатори………………………………………………….20
Стічні комутатори…………………………………………………….21
Технології комутаторів………………………………………………………..21
Комутатори Ethernet……………………………………………………...21
Комутатори Token Ring………………………………………………….22
Комутатори FDDI………………………………………………………...23
Характеристики комутаторів………………………………………………………24
Пропускна здатність…………………………………………………………24
Затримка під час передачі кадра…………………………………………………….24
Швидкість просування кадрів через мережу………………………………………….25
Швидкість фільтрації……………………………………………………………..25
Заключение……………………………………………………………………………….26
Список використаних джерел…………………………………………………...27
Тема гігабітного доступу стає все актуальнішою, тим більше зараз, коли конкуренція зростає, ARPU знижується, а тарифами навіть у 100 Мбіт вже нікого не здивувати. Ми вже давно розглядали питання щодо переходу на гігабітний доступ. Відштовхувала ціна обладнання та комерційна доцільність. Але конкуренти не сплять, і коли навіть Ростелеком почав надавати тарифи понад 100 Мбіт, ми зрозуміли, що більше чекати не можна. До того ж ціна за гігабітний порт відчутно знизилася і ставити FastEthernet-комутатор, який через пару років все одно доведеться міняти на гігабітний, стало просто невигідно. Тому почали вибирати гігабітний комутатор для використання на рівні доступу.
Ми розглянули різні моделі гігабітних комутаторів і зупинилися на двох, найбільш підходящих за параметрами, і при цьому відповідних нашим бюджетним очікуванням. Це Dlink DGS-1210-28ME та .
Корпус
Корпус SNR зроблений з товстого, міцного металу, що робить його важчим за "конкурента". D-link зроблений із тонкої сталі, що забезпечує йому виграш у вазі. Однак робить більш схильним до зовнішніх дій за рахунок меншої міцності.
D-link компактніше: його глибина 14 см, тоді як у SNR - 23 см. Роз'єм живлення SNR розташований спереду, що, безсумнівно, полегшує монтаж.
Блоки живлення
Блок живлення D-link
Блок живлення SNR
Незважаючи на те, що блоки живлення дуже схожі, відмінності ми таки виявили. Блок живлення D-link зроблений ощадливо, можливо, навіть занадто - відсутнє лакове покриття плати, на вході та на виході захист від перешкод мінімальний. У результаті, по Dlink є побоювання, що ці нюанси позначаться на чутливості комутатора до стрибків напруги, роботи при змінній вологості, і в умовах запиленості.
Плата комутатора
Обидві плати зроблені акуратно, претензій до монтажу немає, проте SNR текстоліт більш якісний, і плата зроблена за технологією безсвинцевої пайки. Мова, звичайно, не про те, що в SNR міститься менше свинцю (ніж у Росії нікого не злякаєш), а про те, що ці комутатори виробляються на більш сучасній лінії.
Крім того, знову, як і у випадку із блоками живлення, D-link заощадила на лаковому покритті. У SNR лакове покриття на платі є.
Мабуть, мається на увазі, що умови роботи свічок доступу D-link повинні бути апріорі відмінними - чисто, сухо, прохолодно ну як у всіх. ;)
Охолодження
Обидва комутатори мають пасивну систему охолодження. У D-link радіатори більшого розміру, і це безперечний плюс. Однак, SNR має вільний простір між платою і задньою стінкою, що позитивно позначається на тепловідведенні. Додатковий нюанс - наявність тепловідвідних пластин, розташованих під чіпом, та відводять тепло на корпус комутатора.
Ми провели невеликий тест – заміряли температуру радіатора на чіпі у звичайних умовах:
- Комутатор розташований на столі за кімнатної температури 22C,
- Встановлено 2 SFP-модулі,
- Чекаємо на 8-10 хвилин.
Результати тесту здивували – D-link нагрівся до 72С, тоді як SNR – лише до 63С. Що буде з D-link у щільно забитому ящику влітку у спеку, краще не думати.
Температура на D-link 72 градуси
На SNR 61 C, політ нормальний
Грозозахист
Комутатори оснащені різною системою грозозахисту. У D-link використовуються газорозрядники. У SNR-варістори. Кожна з них має свої плюси та мінуси. Однак, час спрацьовування у варисторів кращий, і це забезпечує якісніший захист самого комутатора та абонентських пристроїв, підключених до нього.
Резюме
Від D-link залишається відчуття економії на всіх компонентах – на блоці живлення, платі, корпусі. Тому, у разі справляє враження кращого нам продукту.
Швидкості фільтрації та просування кадрів – дві основні характеристики продуктивності комутатора. Ці показники є інтегральними, де вони залежать від цього, як технічно реалізований комутатор.
Швидкість фільтрації - це швидкість, з якою комутатор виконує такі етапи обробки кадрів:
1. Прийом кадру до свого буфера.
3. Знищення кадру, оскільки його порт призначення та порт джерела належать одному логічному сегменту.
Швидкість фільтрації практично у всіх комутаторів блокуючим фактором не є – комутатор встигає відкидати кадри в темпі їх надходження.
Швидкість просування - це швидкість, з якою комутатор виконує такі етапи обробки кадрів.
1. Прийом кадру до свого буфера.
2. Перегляд адресної таблиці з метою знаходження порту адреси призначення кадру.
3. Передача кадру до мережі через знайдений за адресною таблицею порт призначення.
Як швидкість фільтрації, і швидкість просування вимірюються зазвичай у кадрах на секунду. Якщо в характеристиках комутатора не уточнюється, для якого протоколу та для якого розміру кадру наведено значення швидкостей фільтрації та просування, то за умовчанням вважається, що ці показники даються для протоколу Ethernet та кадрів мінімального розміру, тобто кадрів завдовжки 64 байт. Як ми вже обговорювали, режим передачі кадрів мінімальної довжини використовується як найскладніший тест, який має підтвердити здатність комутатора працювати за найгіршого поєднання параметрів трафіку.
Затримка передачі кадру вимірюється як час, минуле з приходу першого байта кадру на вхідний порт комутатора досі появи цього байта з його вихідному порту. Затримка складається з часу, що витрачається на буферизацію байтів кадру, і часу, що витрачається на обробку кадру комутатором - перегляд адресної таблиці, прийняття рішення про фільтрацію або просування, отримання доступу до середовища вихідного порту. Величина затримки, що вноситься комутатором, залежить від режиму його роботи. Якщо комутація здійснюється «на льоту», то затримки зазвичай невеликі і становлять від 5 до 40 мкс, а за повної буферизації кадрів - від 50 до 200 мкс для кадрів мінімальної довжини передачі зі швидкістю 10 Мбіт/с. Комутатори, що підтримують більш швидкісні версії Ethernet, вносять менші затримки у просування кадрів.
Продуктивність комутатора визначається кількістю даних, переданих в одиницю часу через його порти, і вимірюється в мегабітах в секунду (Мбіт/с). Так як комутатор працює на канальному рівні, для нього даними користувача є ті дані, які переносяться в поле даних кадрів Ethernet.
Максимальне значення продуктивності комутатора завжди досягається на кадрах максимальної довжини, оскільки частка накладних витрат на службову інформацію кадру мінімальна. Комутатор - це багатопортовий пристрій, тому для нього як характеристику прийнято давати максимальну сумарну продуктивність при одночасному передачі трафіку по всіх його портах.
Для виконання операцій кожного порту в комутаторах найчастіше використовують виділений процесорний блок зі своєю пам'яттю для зберігання власного екземпляра адресної таблиці. Кожен порт зберігає ті набори адрес, з якими він працював останнім часом, тому екземпляри адресної таблиці різних процесорних модулів, зазвичай, не збігаються.
Значення максимального числа МАС-адрес, яке може запам'ятати процесор порту, залежить від сфери застосування комутатора. Комутатори робочих груп зазвичай підтримують лише кілька адрес на порт, оскільки вони призначені для утворення мікросегментів. Комутатори відділів повинні підтримувати кілька сотень адрес, а комутатори магістралей мереж - до кількох тисяч (зазвичай 4000-8000 адрес).
Недостатня ємність адресної таблиці може спричиняти уповільнення роботи комутатора та засмічення мережі надлишковим трафіком. Якщо адресна таблиця процесора порту повністю заповнена, а він зустрічає нову адресу джерела в кадрі, що надійшов, процесор повинен видалити з таблиці будь-яку стару адресу і помістити на його місце новий. Ця операція сама по собі забирає у процесора частину часу, але головні втрати продуктивності спостерігаються на час надходження кадру з адресою призначення, який довелося видалити з адресної таблиці. Оскільки адреса призначення кадру невідомий, комутатору доводиться передавати цей кадр попри всі інші порти. Деякі виробники комутаторів вирішують цю проблему за рахунок зміни алгоритму обробки кадрів з невідомою адресою призначення. Один із портів комутатора конфігурується як магістральний порт, на який за умовчанням передаються всі кадри з невідомою адресою. Передача кадру на магістральний порт проводиться у розрахунку те що, що цей порт підключений до вищому комутатору (при ієрархічному з'єднанні комутаторів у великій мережі), який має достатню ємність адресної таблиці і «знає», куди можна передати будь-який кадр.
