Ethernet kalitlari sinflari. Tarmoq qurilmalarini taqqoslash. Kommutatorlarning texnik parametrlari Kalitlarni solishtirish

ishlash, quyidagilar:
  • ramka filtrlash tezligi;
  • kadrlar malakasini oshirish tezligi;
  • o'tkazish qobiliyati;
  • uzatish kechikishi ramka.

Bundan tashqari, ushbu ishlash ko'rsatkichlariga eng katta ta'sir ko'rsatadigan bir nechta kalit xususiyatlari mavjud. Bularga quyidagilar kiradi:

  • kommutatsiya turi;
  • ramka bufer(lar)i hajmi;
  • kommutatsiya matritsasining ishlashi;
  • protsessor yoki protsessorlarning ishlashi;
  • hajmi jadvallarni almashtirish.

Filtrlash tezligi va kadrlar siljish tezligi

Kadrlarni filtrlash va uzatish tezligi kalitning ikkita asosiy ishlash ko'rsatkichidir. Bu xususiyatlar ajralmas ko'rsatkichlar bo'lib, kalitning texnik jihatdan qanday amalga oshirilishiga bog'liq emas.

Filtrlash tezligi

  • ramkani buferga qabul qilish;
  • agar unda xato aniqlansa, ramkadan voz kechish (nazorat summasi mos kelmasa yoki ramka 64 baytdan kam yoki 1518 baytdan ortiq bo'lsa);
  • tarmoqdagi halqalarni yo'q qilish uchun ramka tushishi;
  • portda sozlangan filtrlarga muvofiq ramkani tashlash;
  • ko'rish jadvallarni almashtirish freym qabul qiluvchining MAC manzili asosida maqsad portni topish va agar kadrning jo'natuvchi va qabul qiluvchi tugunlari bir xil portga ulangan bo'lsa, ramkadan voz kechish.

Deyarli barcha kalitlarning filtrlash tezligi bloklanmaydi - kalit freymlarni ular kelgan tezlikda tashlab yuborishga muvaffaq bo'ladi.

Yo'naltirish tezligi kalit quyidagi kadrlarni qayta ishlash bosqichlarini bajarish tezligini aniqlaydi:

  • ramkani buferga qabul qilish;
  • ko'rish jadvallarni almashtirish kadr qabul qiluvchining MAC manzili asosida maqsad portni topish maqsadida;
  • topilgan orqali freymni tarmoqqa uzatish almashtirish jadvali maqsad porti.

Filtrlash tezligi va uzatish tezligi odatda soniyada kadrlarda o'lchanadi. Agar kommutatorning xarakteristikalari qaysi protokol uchun va qaysi kvadrat o'lchami uchun filtrlash va uzatish tezligini aniqlamasa, sukut bo'yicha bu ko'rsatkichlar Ethernet protokoli va minimal o'lchamdagi kadrlar uchun berilgan deb hisoblanadi, ya'ni. 64 bayt uzunlikdagi kadrlar (preambulasiz) ma'lumotlar maydoni 46 bayt. Kommutatorni qayta ishlash tezligining asosiy ko'rsatkichi sifatida minimal uzunlikdagi kadrlardan foydalanish, uzatiladigan foydalanuvchi ma'lumotlarining teng o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan boshqa formatdagi kadrlarga nisbatan bunday freymlar har doim kalit uchun eng qiyin ish rejimini yaratishi bilan izohlanadi. Shuning uchun, kalitni sinab ko'rishda, eng qiyin sinov sifatida minimal ramka uzunligi rejimi qo'llaniladi, bu kalitning trafik parametrlarining eng yomon kombinatsiyasi ostida ishlash qobiliyatini tekshirishi kerak.

O'tkazish qobiliyatini almashtirish uning portlari orqali vaqt birligida uzatiladigan foydalanuvchi ma'lumotlari miqdori (sekundiga megabit yoki gigabit) bilan o'lchanadi. Kommutator ma'lumotlar havolasi qatlamida ishlaganligi sababli, uning foydalanuvchi ma'lumotlari ma'lumotlar havolasi qatlami protokoli ramkalarining ma'lumotlar maydoniga uzatiladigan ma'lumotlardir - Ethernet, Fast Ethernet va boshqalar. Kommutatorning o'tkazish qobiliyatining maksimal qiymati har doim freymlarda erishiladi. maksimal uzunlik, chunki bu holda, kadrlarga xizmat ko'rsatish ma'lumotlari uchun qo'shimcha xarajatlar ulushi minimal uzunlikdagi kadrlarga qaraganda ancha past bo'ladi va kalit foydalanuvchi ma'lumotlarining bir bayti uchun kadrlarni qayta ishlash operatsiyalarini bajarish vaqti sezilarli darajada kamroq bo'ladi. Shuning uchun kalit minimal uzunlikdagi ramkalar uchun blokirovka qilishi mumkin, ammo baribir juda yaxshi o'tkazuvchanlikka ega.

Kadrni uzatish kechikishi (oldinga kechikish) kadrning birinchi bayti kommutatorning kirish portiga kelgan paytdan boshlab, bu bayt uning chiqish portida paydo bo'lguncha o'tgan vaqt sifatida o'lchanadi. Kechikish freym baytlarini buferlash uchun sarflangan vaqtdan, shuningdek, kalit orqali freymni qayta ishlashga, ya'ni ko'rishga sarflangan vaqtdan iborat. jadvallarni almashtirish, yo'naltirish qarorlarini qabul qilish va chiqish porti muhitiga kirish.

Kommutator tomonidan kiritilgan kechikish miqdori u foydalanadigan kommutatsiya usuliga bog'liq. Agar almashtirish buferlashsiz amalga oshirilsa, kechikishlar odatda kichik bo'ladi va 5 dan 40 mks gacha, to'liq kadrlar buferlashda esa 50 dan 200 mks gacha (minimal uzunlikdagi kadrlar uchun).

Jadval hajmini o'zgartirish

Maksimal quvvat jadvallarni almashtirish kalit bir vaqtning o'zida ishlashi mumkin bo'lgan MAC manzillar sonining chegarasini belgilaydi. IN almashtirish jadvali Har bir port uchun dinamik ravishda o'rganilgan MAC manzillari va tarmoq administratori tomonidan yaratilgan statik MAC manzillari saqlanishi mumkin.

Saqlanishi mumkin bo'lgan MAC manzillarining maksimal soni almashtirish jadvali, kalitning qo'llanilishiga bog'liq. D-Link ishchi guruhi va kichik ofis kalitlari odatda 1K dan 8K gacha MAC manzillar jadvallarini qo'llab-quvvatlaydi. Katta ishchi guruh kalitlari 8K dan 16K gacha sig'imga ega MAC manzillar jadvalini qo'llab-quvvatlaydi va tarmoq magistral kalitlari odatda 16K dan 64K gacha yoki undan ko'p manzillarni qo'llab-quvvatlaydi.

Imkoniyat yetarli emas jadvallarni almashtirish kalitning sekinlashishiga va tarmoqning ortiqcha trafik bilan tiqilib qolishiga olib kelishi mumkin. Agar o'tish jadvali to'liq to'lgan bo'lsa va port kiruvchi kadrda yangi manba MAC manziliga duch kelsa, kalit uni jadvalga kirita olmaydi. Bunday holda, ushbu MAC manziliga javob ramkasi barcha portlar orqali yuboriladi (manba portidan tashqari), ya'ni. qor ko'chkisi uzatilishiga sabab bo'ladi.

Frame bufer sig'imi

Kadrlarni vaqtinchalik saqlashni ta'minlash uchun ularni darhol chiqish portiga uzatib bo'lmaydigan hollarda kalitlar, amalga oshirilgan arxitekturaga qarab, kirish va chiqish portlarida buferlar yoki barcha portlar uchun umumiy bufer bilan jihozlangan. Bufer hajmi ramka uzatish kechikishiga ham, paketlarni yo'qotish tezligiga ham ta'sir qiladi. Shuning uchun, bufer xotirasi qanchalik katta bo'lsa, ramka yo'qolishi ehtimoli shunchalik past bo'ladi.

Odatda, tarmoqning muhim qismlarida ishlash uchun mo'ljallangan kalitlar har bir port uchun bir necha o'nlab yoki yuzlab kilobayt bufer xotirasiga ega. Barcha portlar uchun umumiy bufer odatda bir necha megabayt sig'imga ega.

Mavjud xilma-xillikni hisobga olgan holda kalitni qanday tanlash mumkin? Zamonaviy modellarning funksionalligi juda boshqacha. Siz oddiy boshqarilmaydigan kalitni yoki ko'p funksiyali boshqariladigan kalitni sotib olishingiz mumkin, bu to'liq huquqli routerdan unchalik farq qilmaydi. Ikkinchisiga misol qilib yangi Cloud Router Switch liniyasidan Mikrotik CRS125-24G-1S-2HND-IN hisoblanadi. Shunga ko'ra, bunday modellarning narxi ancha yuqori bo'ladi.

Shuning uchun, kalitni tanlashda, birinchi navbatda, zamonaviy kalitlarning qaysi funktsiyalari va parametrlari kerakligini va qaysi biri uchun ortiqcha pul to'lamaslik kerakligini hal qilishingiz kerak. Lekin birinchi navbatda, bir oz nazariya.

Kommutatorlarning turlari

Biroq, agar ilgari boshqariladigan kalitlar boshqarilmaydigan kalitlardan, jumladan, kengroq funktsiyalar doirasidan farq qilgan bo'lsa, endi farq faqat qurilmani masofadan boshqarish imkoniyati yoki mumkin emasligida bo'lishi mumkin. Qolganlarga kelsak, ishlab chiqaruvchilar hatto eng oddiy modellarga qo'shimcha funktsiyalarni qo'shib, ko'pincha ularning narxini oshiradilar.

Shuning uchun, hozirgi vaqtda kalitlarni daraja bo'yicha tasniflash ko'proq ma'lumotga ega.

Darajani almashtirish

Bizning ehtiyojlarimizga eng mos keladigan kalitni tanlash uchun biz uning darajasini bilishimiz kerak. Ushbu sozlama qurilma qaysi OSI (ma'lumotlarni uzatish) tarmoq modelidan foydalanishiga qarab belgilanadi.

  • Qurilmalar birinchi daraja, foydalanish jismoniy ma'lumotlar uzatish bozordan deyarli yo'qoldi. Agar kimdir markazlarni eslab qolsa, bu ma'lumot uzluksiz oqimda uzatilganda jismoniy darajaga misoldir.
  • 2-daraja. Deyarli barcha boshqarilmaydigan kalitlar ushbu toifaga kiradi. Deb atalmish kanal tarmoq modeli. Qurilmalar kiruvchi ma'lumotlarni alohida paketlarga (ramkalarga) ajratadi, ularni tekshiradi va ma'lum bir qabul qiluvchi qurilmaga yuboradi. Ikkinchi darajali kalitlarda axborotni tarqatish uchun asos MAC manzillari hisoblanadi. Ulardan kalit qaysi MAC manzili qaysi portga mos kelishini eslab, manzillar jadvalini tuzadi. Ular IP manzillarini tushunmaydilar.

  • 3-daraja. Bunday kalitni tanlab, siz allaqachon IP-manzillar bilan ishlaydigan qurilmani olasiz. Shuningdek, u ma'lumotlar bilan ishlashning boshqa ko'plab imkoniyatlarini qo'llab-quvvatlaydi: mantiqiy manzillarni jismoniy manzillarga aylantirish, IPv4, IPv6, IPX va boshqalar tarmoq protokollari, pptp, pppoe, vpn ulanishlari va boshqalar. Uchinchisida, tarmoq ma'lumotlarni uzatish darajasi, deyarli barcha routerlar va kalitlarning eng "ilg'or" qismi ishlaydi.

  • 4-daraja. Bu yerda ishlatiladigan OSI tarmoq modeli deyiladi transport. Hatto barcha marshrutizatorlar ushbu modelni qo'llab-quvvatlamaydi. Trafik taqsimoti aqlli darajada amalga oshiriladi - qurilma ilovalar bilan ishlashi va ma'lumotlar paketlarining sarlavhalari asosida ularni kerakli manzilga yo'naltirishi mumkin. Bundan tashqari, transport qatlami protokollari, masalan, TCP, paketlarni etkazib berishning ishonchliligini kafolatlaydi, ularni uzatishning ma'lum bir ketma-ketligini saqlaydi va trafikni optimallashtirishga qodir.

Kalitni tanlang - xususiyatlarni o'qing

Parametrlar va funktsiyalarga asoslangan kalitni qanday tanlash mumkin? Keling, spetsifikatsiyalarda tez-tez ishlatiladigan ba'zi belgilar nimani anglatishini ko'rib chiqaylik. Asosiy parametrlarga quyidagilar kiradi:

Portlar soni. Ularning soni 5 dan 48 gacha o'zgarib turadi. Kommutatorni tanlashda tarmoqni yanada kengaytirish uchun zaxirani ta'minlash yaxshiroqdir.

Ma'lumotlarning asosiy tezligi. Ko'pincha biz 10/100/1000 Mbit/s belgisini ko'ramiz - bu qurilmaning har bir porti qo'llab-quvvatlaydigan tezliklar. Ya'ni tanlangan kalit 10 Mbit/s, 100 Mbit/s yoki 1000 Mbit/s tezlikda ishlashi mumkin. Gigabit va 10/100 Mb/s portlar bilan jihozlangan juda ko'p modellar mavjud. Ko'pgina zamonaviy kalitlar IEEE 802.3 Nway standartiga muvofiq ishlaydi va port tezligini avtomatik ravishda aniqlaydi.

Tarmoqli kengligi va ichki tarmoqli kengligi. Kommutatsiya matritsasi deb ham ataladigan birinchi qiymat - bu vaqt birligida kalit orqali o'tishi mumkin bo'lgan maksimal trafik miqdori. Bu juda oddiy hisoblangan: portlar soni x port tezligi x 2 (dupleks). Misol uchun, 8 portli gigabitli kalit 16 Gbit / s o'tkazish qobiliyatiga ega.
Ichki o'tkazuvchanlik odatda ishlab chiqaruvchi tomonidan ko'rsatiladi va faqat oldingi qiymat bilan taqqoslash uchun kerak bo'ladi. Agar e'lon qilingan ichki tarmoqli kengligi maksimaldan kam bo'lsa, qurilma og'ir yuklarni yaxshi bardosh bera olmaydi, sekinlashadi va muzlaydi.

Avtomatik MDI/MDI-X aniqlash. Bu ulanishlarni qo'lda boshqarishni talab qilmasdan, o'ralgan juftlik burmalangan ikkala standartni avtomatik aniqlash va qo'llab-quvvatlashdir.

Kengaytirish uyalari. Qo'shimcha interfeyslarni ulash imkoniyati, masalan, optik.

MAC manzillar jadvali hajmi. Kalitni tanlash uchun, kelajakda tarmoqni kengaytirishni hisobga olgan holda, sizga kerak bo'lgan jadval hajmini oldindan hisoblash muhimdir. Jadvalda yozuvlar yetarli bo'lmasa, kalit eskilariga yangilarini yozadi va bu ma'lumotlar uzatishni sekinlashtiradi.

Shakl omili. Kalitlar ikki turdagi korpusda mavjud: ish stoli/devorga o'rnatilgan va rafga o'rnatilgan. Ikkinchi holda, standart qurilma o'lchami 19 dyuymni tashkil qiladi. Rafga o'rnatish uchun maxsus quloqlar olinadigan bo'lishi mumkin.

Biz trafik bilan ishlashimiz kerak bo'lgan funktsiyalarga ega kalitni tanlaymiz

Oqim nazorati ( Oqim nazorati, IEEE 802.3x protokoli). Paket yo'qotilishiga yo'l qo'ymaslik uchun jo'natuvchi qurilma va katta yuk ostida kommutator o'rtasida ma'lumotlarni jo'natish va qabul qilishni muvofiqlashtirishni ta'minlaydi. Funktsiya deyarli har bir kalit tomonidan qo'llab-quvvatlanadi.

Jumbo ramka- kengaytirilgan paketlar. 1 Gbit/sek va undan yuqori tezliklar uchun foydalaniladi, bu sizga paketlar sonini va ularni qayta ishlash vaqtini qisqartirish orqali ma'lumotlarni uzatishni tezlashtirish imkonini beradi. Funktsiya deyarli har bir kalitda mavjud.

To'liq dupleks va yarim dupleks rejimlari. Deyarli barcha zamonaviy kalitlar tarmoqdagi muammolarni oldini olish uchun yarim dupleks va to'liq dupleks (faqat bir yo'nalishda ma'lumotlarni uzatish, bir vaqtning o'zida ikkala yo'nalishda ma'lumotlarni uzatish) o'rtasida avtomatik muzokaralarni qo'llab-quvvatlaydi.

Trafik ustuvorligi (IEEE 802.1p standarti)- qurilma muhimroq paketlarni (masalan, VoIP) aniqlab, avval ularni yuborishi mumkin. Trafikning muhim qismi audio yoki video bo'ladigan tarmoq uchun kalitni tanlashda siz ushbu funktsiyaga e'tibor berishingiz kerak.

Qo'llab-quvvatlash VLAN(standart IEEE 802.1q). VLAN - bu alohida bo'limlarni chegaralash uchun qulay vosita: korxonaning ichki tarmog'i va mijozlar uchun umumiy tarmoq, turli bo'limlar va boshqalar.

Tarmoq ichidagi xavfsizlikni ta'minlash, tarmoq uskunasining ishlashini nazorat qilish yoki tekshirish uchun aks ettirish (trafikni takrorlash) dan foydalanish mumkin. Misol uchun, barcha kiruvchi ma'lumotlar ma'lum bir dasturiy ta'minot tomonidan tekshirish yoki yozib olish uchun bitta portga yuboriladi.

Portni yo'naltirish. Internetga kirish imkoniyati bo'lgan serverni o'rnatish yoki onlayn o'yinlar uchun ushbu funksiya sizga kerak bo'lishi mumkin.

Loop himoyasi - STP va LBD funktsiyalari. Boshqarilmaydigan kalitlarni tanlashda ayniqsa muhimdir. Ularda hosil bo'lgan halqani aniqlash deyarli mumkin emas - tarmoqning ilmoqli qismi, ko'plab nosozliklar va muzlashlarning sababi. LoopBack Detection avtomatik ravishda aylanish sodir bo'lgan portni bloklaydi. STP protokoli (IEEE 802.1d) va uning yanada rivojlangan avlodlari - IEEE 802.1w, IEEE 802.1s - daraxt tuzilishi uchun tarmoqni optimallashtirib, biroz boshqacha ishlaydi. Dastlab, struktura zaxira, ilmoqli novdalarni ta'minlaydi. Ular sukut bo'yicha o'chirib qo'yilgan va kalit faqat ba'zi asosiy yo'nalishlarda yo'qotish bo'lganda ularni ishga tushiradi.

Havolalarni birlashtirish (IEEE 802.3ad). Bir nechta jismoniy portlarni bitta mantiqiy portga birlashtirish orqali kanal o'tkazuvchanligini oshiradi. Standart bo'yicha maksimal o'tkazish qobiliyati 8 Gbit/sek.

Stacking. Har bir ishlab chiqaruvchi o'zining stacking dizayniga ega, ammo umuman olganda, bu xususiyat bir nechta kalitlarning bitta mantiqiy birlikdagi virtual kombinatsiyasiga ishora qiladi. Stacking maqsadi jismoniy kalit bilan mumkin bo'lgandan ko'ra ko'proq portlarni olishdir.

Monitoring va muammolarni bartaraf etish uchun o'tish funktsiyalari

Ko'pgina kalitlar noto'g'ri kabel aloqasini aniqlaydi, odatda qurilma yoqilganda, shuningdek, nosozlik turi - singan sim, qisqa tutashuv va hokazo. Masalan, D-Link tanadagi maxsus ko'rsatkichlarni taqdim etadi:

Virus trafigiga qarshi himoya (Safeguard Engine). Texnika sizga ish barqarorligini oshirishga va markaziy protsessorni virus dasturlarining "axlat" trafigini ortiqcha yuklanishdan himoya qilishga imkon beradi.

Quvvat xususiyatlari

Energiyani tejash.Energiyani tejaydigan kalitni qanday tanlash mumkin? Diqqat qilishe energiya tejash funktsiyalari mavjudligi uchun. Ba'zi ishlab chiqaruvchilar, masalan, D-Link, quvvat sarfini tartibga soluvchi kalitlarni ishlab chiqaradi. Masalan, aqlli kalit unga ulangan qurilmalarni nazorat qiladi va agar ulardan biri ishlamayotgan bo'lsa, tegishli port "uyqu rejimiga" o'tkaziladi.

Ethernet orqali quvvat (PoE, IEEE 802.af standarti). Ushbu texnologiyadan foydalanadigan kalit o'ralgan juftlik kabellari orqali unga ulangan qurilmalarni quvvatlantirishi mumkin.

O'rnatilgan chaqmoq himoyasi. Juda zarur funktsiya, lekin biz bunday kalitlarni erga ulash kerakligini unutmasligimiz kerak, aks holda himoya ishlamaydi.


veb-sayt- 42,52 KB

    230106

    (mutaxassislik kodi)

KURS ISHI

intizom bo'yicha

    Mavzu:

    SGPEC 230106.11.15.

Talabalar guruhi: TO3A08, Korchagin A. G.

      O'qituvchi: Chirochkin E.I.

      Himoya sanasi: _______________________ Baholash__________

Saransk

2011

Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi

FGOU SPO "Saransk davlat sanoat-iqtisodiyot kolleji"

    230106

    (mutaxassislik kodi)

    KURS ISHI UCHUN TOPSHIRIQ

    intizom bo'yicha Kompyuter tarmoqlari va telekommunikatsiyalar

    TO3A08 guruhi talabasi, Korchagin A. G.

    Mavzu: Kalitlar: xususiyatlar va texnik xususiyatlar

Kurs ishi 28 varaqda yakunlanadi va quyidagi bo'limlarni o'z ichiga oladi:

Kirish

1 Tarmoq kommutatorining xususiyatlari

2 Zamonaviy kalitlarning tasnifi

3 Kommutator xususiyatlari

Xulosa

Foydalanilgan manbalar ro'yxati

Chiqarilgan sana: ________________ Menejer Bo'lim: ______________

Tugash sanasi: ____________ O'qituvchi: _________________

Kirish…………………………………………………………………………………5

  1. Tarmoq kommutatorining xususiyatlari………………………………………………………………… 10
    1. Switch va uning tarmoq tuzilishidagi roli………………………………10
    2. Ishlash printsipi…………………………………………………………………..11
  2. Zamonaviy kalitlarning tasnifi………………………………….. 14
    1. Xodimlarni rag‘batlantirish usuliga ko‘ra………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………14
      1. Tezda………………………………………………………………………………….14
      2. Oraliq saqlash bilan…………………………………………………..14
    1. Amaliyot printsipi algoritmiga ko'ra…………………………………………………………….15
      1. Shaffof kalitlar………………………………………………………………… 15
      1. Manba marshrutlash algoritmini amalga oshiradigan kalitlar…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….15
      1. Yopuvchi daraxt algoritmini amalga oshiruvchi kalitlar…………16
    1. Ichki mantiqiy arxitekturaga ko'ra…………………………………… 16
      1. Kommutatsiya matritsasi bilan almashtirgichlar……………………………16
      2. Umumiy avtobus bilan almashtirgichlar………………………………………..17
      3. Umumiy xotira kalitlari……………………………………18
      4. Kombinatsiyalangan kalitlar……………………………………….19
    1. Qo'llash sohasi bo'yicha………………………………………………………..20
      1. Belgilangan portlar soniga ega kalitlar………………………20
      2. Modulli kalitlar……………………………………………………….20
      3. Yig'ilgan kalitlar……………………………………………………………………….21
    1. Switch texnologiyalari………………………………………………………..21
      1. Ethernet kalitlari………………………………………………….. .21
      2. Token halqali kalitlari……………………………………………………….22
      3. FDDI kalitlari……………………………………………………23
  1. Kommutatorlarning xarakteristikalari…………………………………………………………………………24
    1. Tarmoqli kengligi………………………………………………………………………24
    2. Kadrni uzatish kechikishi………………………………………………….24
    3. Tarmoq bo'ylab harakatlanuvchi kadrlar tezligi…………………………………….25
    4. Filtrlash tezligi………………………………………………………..25

Xulosa……………………………………………………………………………….26

Foydalanilgan manbalar roʻyxati……………………………………………………… ..27

Kirish

80-yillarning oxiri - 90-yillarning boshlarida vaziyat o'zgarganda - tezkor protokollarning paydo bo'lishi, yuqori samarali shaxsiy kompyuterlar, multimedia ma'lumotlari va tarmoqning ko'p sonli segmentlarga bo'linishi - klassik ko'priklar endi bu vazifani bajara olmadi. Bitta protsessordan foydalangan holda bir nechta portlar orasidagi kadr oqimlariga xizmat ko'rsatish protsessor tezligini sezilarli darajada oshirishni talab qildi va bu juda qimmat echimdir. Kommutatorlarni "tug'gan" yechim yanada samaraliroq bo'ldi (1-rasm): har bir portga keladigan oqimga xizmat ko'rsatish uchun qurilmada har bir port uchun alohida ixtisoslashtirilgan protsessorlar o'rnatildi, ular ko'prik algoritmini amalga oshirdi.

Shakl 1 Kalit

Umuman olganda, kalit ko'p protsessorli ko'prik bo'lib, bir vaqtning o'zida barcha portlar juftligi o'rtasida freymlarni yo'naltirishga qodir. Ammo, agar protsessor bloklari qo'shilganda, kompyuter kompyuter deb nomlanishi to'xtatilmagan bo'lsa, faqat "ko'p protsessor" qo'shilgan bo'lsa, u holda ko'p protsessorli ko'priklar bilan metamorfoz sodir bo'ldi - ular kalitlarga aylandi. Bunga kommutatorning alohida protsessorlari orasidagi aloqa usuli yordam berdi - ular protsessorlarni xotira bloklari bilan bog'laydigan ko'p protsessorli kompyuterlarning matritsalariga o'xshash kommutatsiya matritsasi orqali ulangan. Asta-sekin, kalitlar mahalliy tarmoqlardan klassik bitta protsessorli ko'priklarni almashtirdi. Buning asosiy sababi - kalitlarning tarmoq segmentlari o'rtasida kadrlarni uzatuvchi juda yuqori ishlashi. Agar ko'priklar tarmoqni sekinlashtirishi mumkin bo'lsa, ularning ishlashi segmentlararo kadrlar oqimining intensivligidan kamroq bo'lsa, u holda kalitlar har doim protokol ishlab chiqilgan maksimal tezlikda kadrlarni uzata oladigan port protsessorlari bilan chiqariladi. Bunga qo'shimcha ravishda portlar o'rtasida freymlarning parallel uzatilishi kommutatorlarning ishlashini ko'priklarga qaraganda bir necha baravar yuqoriroq qildi - kalitlar soniyasiga bir necha million kadrlarni uzatishi mumkin, ko'priklar esa odatda sekundiga 3-5 ming kadrni qayta ishlagan. menga bir soniya bering. Bu ko'priklar va kalitlarning taqdirini oldindan belgilab qo'ydi. Ko'pgina kompyuterlar tomonidan umumiy kabel tizimidan birgalikda foydalanish og'ir trafik ostida tarmoq ishlashining sezilarli darajada pasayishiga olib keladi. Umumiy muhit endi uzatiladigan kadrlar oqimiga bardosh bera olmaydi va tarmoqda kirishni kutayotgan kompyuterlar navbati paydo bo'ladi. Ushbu muammoni kalit yordamida tarmoqni mantiqiy tuzilish orqali hal qilish mumkin (2-rasm). Mantiqiy tarmoq tuzilishi deganda har bir alohida tarmoq segmentining trafigini lokalizatsiya qilish uchun umumiy umumiy muhitni mantiqiy segmentlarga bo'lish tushuniladi. Bunday holda, alohida tarmoq segmentlari kalitlar kabi qurilmalar orqali ulanadi. Mantiqiy segmentlarga bo'lingan tarmoq yuqori ishlash va ishonchlilikka ega. Umumiy muhitni mantiqiy segmentlarga bo'lishning afzalliklari:

Tugunlar sonini oson kengaytirish imkonini beruvchi tarmoq topologiyasining soddaligi;

Aloqa qurilmalari buferlarining to'lib ketishi tufayli kadrlar yo'qolmaydi, chunki yangi ramka oldingisi olinmaguncha tarmoqqa uzatilmaydi - o'rta bo'linish tizimining o'zi freymlar oqimini tartibga soladi va freymlarni juda tez-tez yaratadigan stantsiyalarni to'xtatib turadi va ularni majburlaydi. kirishni kutish;

Protokollarning soddaligi, kommutatsiya uskunalarining arzonligini ta'minlash.

2-rasm Kommutator yordamida tarmoqning mantiqiy tuzilishi

Tarmoqda birinchi navbatda bir-biri bilan ma'lumot almashadigan kompyuterlar guruhlari mavjud bo'lganligi sababli, tarmoqni mantiqiy segmentlarga bo'lish tarmoq ish faoliyatini yaxshilaydi - trafik guruhlar ichida lokalizatsiya qilinadi va ularning umumiy kabel tizimlariga yuk sezilarli darajada kamayadi.

Muvofiqlik Tanlangan tadqiqot mavzusi, birinchi navbatda, mahalliy tarmoqlarning axborot faoliyatining deyarli barcha jabhalariga tezkor kirishi bilan belgilanadi. Tarmoq ish faoliyatini yaxshilaydigan tarmoq qurilmalari esa mahalliy tarmoqlarning ajralmas qismi hisoblanadi. Katta tarmoqlarni loyihalashda tarmoq uskunasidan foydalangan holda lokal tarmoqlarni tashkil etish odatiy holga aylandi. Ushbu norma faqat tarmoqdagi kompyuterlar axborotni uzatish uchun foydalanadigan kabel segmentlarida qurilgan tarmoqlarni almashtirdi.

Ikkinchidan, so'nggi bir necha yil ichida (2006 yildan beri) kalitlar marshrutizatorlarni o'zlarining mustahkam o'rnatilgan pozitsiyalaridan sezilarli darajada siqib chiqara boshladilar. Bino tarmog'ida marshrutizatorlar markaziy o'rinni egalladi va kalitlarga zamin tarmog'i darajasida joy ajratildi. Bundan tashqari, odatda bir nechta kalitlar mavjud edi - ular faqat juda band bo'lgan tarmoq segmentlarida yoki yuqori samarali serverlarni ulash uchun o'rnatildi. Kommutatorlar marshrutizatorlarni tarmoq markazidan mahalliy tarmoqni global tarmoqqa ulash uchun foydalanilgan periferiyaga siljita boshladilar. Bino tarmog'ida markaziy o'rinni modulli korporativ kalit egalladi, u barcha qavatlar va bo'limlar tarmoqlarini ichki, juda samarali magistralda birlashtirdi. Kalitlar marshrutizatorlarni almashtirdilar, chunki ularning narx/ishlash nisbati routernikidan ancha past bo'lib chiqdi. Tabiiyki, mahalliy tarmoqlarda kalitlarning rolini oshirish tendentsiyasi mutlaq emas. Routerlarda hali ham o'z ilovalari mavjud, bu erda ulardan foydalanish kalitlarga qaraganda oqilonaroqdir. Lokal tarmoqni global tarmoqqa ulashda marshrutizatorlar ajralmas bo'lib qoladi.

Ishning maqsadi- kalitning ishlash printsipining mohiyatini, uning xususiyatlari va xususiyatlarini ochib berish, shuningdek, uni qo'llash doirasini ko'rib chiqish.

Vazifalar tadqiqot ishi:

Kommutator tushunchasini, ishlash prinsipining mohiyatini, mahalliy tarmoqlarning ishlashida foydalanish maqsadi va rolini tushuntirib bering;

Ushbu qurilmaning turli tasniflari va xususiyatlarini ko'rib chiqing;

Mahalliy tarmoqlarni tashkil qilishda kalitlardan foydalanishning dolzarbligi va istiqbollarini tahlil qiling.

O'rganish ob'ekti Kommutator mahalliy tarmoqlarni tashkil qilishda ishlatiladigan eng istiqbolli tarmoq qurilmalaridan biridir.

Tadqiqot mavzusi kalitlarning xususiyatlari va xususiyatlari.

Ish tuzilishi.

Birinchi bobda tarmoq kommutatorining xususiyatlari, uning kontseptsiyasi, tarmoq tuzilishidagi roli va ishlash printsipi tavsiflanadi.

Ikkinchi bobda zamonaviy kalitlarning tasnifi tasvirlangan:

Xodimlarni rag'batlantirish usuli bilan;

Ishlash printsipi algoritmiga ko'ra;

Ichki mantiqiy arxitektura bo'yicha;

Qo'llash sohasi bo'yicha;

Kommutatsiya texnologiyalari.

Uchinchi bobda kalitlarning xususiyatlari tasvirlangan.

1 Tarmoq kommutatorining xususiyatlari

Ushbu bobda biz kalit tushunchasi, uni ishlatish maqsadi va ishlash printsipini ko'rib chiqamiz.

    1. Switch va uning tarmoq tuzilishidagi roli

Kommutator yoki kommutator - bu bir segment ichida kompyuter tarmog'ining bir nechta tugunlarini ulash uchun mo'ljallangan qurilma. Kommutator ma'lumotlarni faqat to'g'ridan-to'g'ri qabul qiluvchiga uzatadi. Bu boshqa tarmoq segmentlarini ular uchun mo'ljallanmagan ma'lumotlarni qayta ishlash zaruratidan (va qila olishdan) ozod qilish orqali tarmoq unumdorligi va xavfsizligini yaxshilaydi. Kommutator bir xil tarmoqdagi xostlarni MAC manzillari bo'yicha birlashtirishi mumkin. Kommutator umumiy ma'lumotlarni uzatish muhitini mantiqiy segmentlarga ajratadi. Mantiqiy segment bir nechta jismoniy segmentlarni (kabel bo'limlarini) birlashtirish orqali hosil bo'ladi. Har bir mantiqiy segment alohida kommutator portiga ulangan (3-rasm). Har qanday portga ramka kelganda, kalit bu kadrni faqat segment ulangan portda takrorlaydi. Kalit freymlarni parallel ravishda uzatadi. Tarkib

Kirish…………………………………………………………………………………5
Tarmoq kommutatorining xususiyatlari……………………………………………………10
Switch va uning tarmoq tuzilishidagi roli………………………………10
Ishlash printsipi……………………………………………………………………………………..11
Zamonaviy kalitlarning tasnifi…………………………………..14
Xodimlarni rag‘batlantirish usuliga ko‘ra………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………14
Parvozda…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………14
Oraliq saqlash bilan…………………………………………………..14
Amaliyot printsipi algoritmiga ko'ra…………………………………………………………….15
Shaffof kalitlar………………………………………………………15
Manbani marshrutlash algoritmini amalga oshiradigan kalitlar…………………………………………………………………………………….15
Yopuvchi daraxt algoritmini amalga oshiruvchi kalitlar…………16
Ichki mantiqiy arxitektura bo'yicha………………………………………16
Kommutatsiya matritsasi bilan almashtirgichlar……………………………16
Umumiy avtobus bilan almashtirgichlar………………………………………..17
Umumiy xotira kalitlari……………………………………18
Kombinatsiyalangan kalitlar……………………………………….19
Qo'llash sohasi bo'yicha………………………………………………..20
Belgilangan portlar soniga ega kalitlar………………………20
Modulli kalitlar……………………………………………………….20
Yig'ilgan kalitlar………………………………………………….21
Kommutatsiya texnologiyalari……………………………………………………..21
Ethernet kalitlari…………………………………………………21
Token halqali kalitlari……………………………………………………….22
FDDI kalitlari……………………………………………………23
Kommutatorlarning xarakteristikalari……………………………………………………24
Tarmoqli kengligi………………………………………………………24
Kadrni uzatish kechikishi………………………………………………….24
Tarmoq bo'ylab harakatlanuvchi kadrlar tezligi…………………………………….25
Filtrlash tezligi………………………………………………………..25
Xulosa……………………………………………………………………………….26
Foydalanilgan manbalar roʻyxati…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………27

Gigabitli kirish mavzusi tobora dolzarb bo'lib bormoqda, ayniqsa raqobat kuchayayotgan paytda, ARPU pasaymoqda va hatto 100 Mbit tariflar ham hech kimni ajablantirmaydi. Biz uzoq vaqtdan beri gigabitli kirishga o'tish masalasini ko'rib chiqdik. Uskunaning narxi va tijorat imkoniyatlari meni to'xtatdi. Ammo raqobatchilar uxlamaydilar va hatto Rostelekom 100 Mbit dan ortiq tariflarni taqdim qila boshlaganida, biz endi kuta olmasligimizni angladik. Bundan tashqari, gigabit portining narxi sezilarli darajada pasayib ketdi va bir necha yildan keyin hali ham gigabitga almashtirilishi kerak bo'lgan FastEthernet kalitini o'rnatish shunchaki foydasiz bo'lib qoldi. Shuning uchun biz kirish darajasida foydalanish uchun gigabitli kalitni tanlashni boshladik.

Biz gigabitli kalitlarning turli modellarini ko'rib chiqdik va parametrlar bo'yicha eng mos bo'lgan ikkitasiga qaror qildik va shu bilan birga bizning byudjet kutganlarimizni qondirdik. Bular Dlink DGS-1210-28ME va.

Ramka


SNR ning tanasi qalin, bardoshli metalldan yasalgan bo'lib, bu uning "raqobatchisi" dan og'irroq bo'ladi. D-link yupqa po'latdan yasalgan bo'lib, bu unga og'irlik ustunligini beradi. Biroq, u pastroq quvvat tufayli tashqi ta'sirlarga ko'proq moyil bo'ladi.

D-link yanada ixcham: uning chuqurligi 14 sm, SNRniki esa 23 sm.SNR quvvat ulagichi old tomonda joylashgan bo'lib, bu shubhasiz o'rnatishni osonlashtiradi.

Quvvat manbalari


D-link quvvat manbai


SNR quvvat manbai

Quvvat manbalari juda o'xshash bo'lishiga qaramay, biz hali ham farqlarni topdik. D-link quvvat manbai iqtisodiy, ehtimol hatto juda tejamkor tarzda amalga oshiriladi - taxtada lak qoplamasi yo'q va kirish va chiqishda shovqinlardan himoyalanish minimaldir. Natijada, Dlinkning so'zlariga ko'ra, ushbu nuanslar elektr kuchlanishiga o'tishning sezgirligiga, o'zgaruvchan namlik va chang sharoitida ishlashiga ta'sir qiladi degan xavotirlar mavjud.

Kommutator paneli





Ikkala taxta ham ehtiyotkorlik bilan qilingan, o'rnatish haqida hech qanday shikoyatlar yo'q, ammo SNR yuqori sifatli tekstolitga ega va taxta qo'rg'oshinsiz lehim texnologiyasidan foydalangan holda ishlab chiqariladi. Gap, albatta, SNR kamroq qo'rg'oshinni o'z ichiga olmaydi (bu Rossiyada hech kimni qo'rqitmaydi), lekin bu kalitlar zamonaviyroq liniyada ishlab chiqariladi.

Bundan tashqari, yana, quvvat manbalarida bo'lgani kabi, D-link lak qoplamasida saqlanadi. SNR taxtasida lak qoplamasi mavjud.

Ko'rinishidan, D-link kirish kalitlarining ishlash shartlari apriori bo'lishi kerak, deb taxmin qilinadi - toza, quruq, salqin ... hamma kabi. ;)

Sovutish

Ikkala kalit ham passiv sovutish tizimiga ega. D-link kattaroq radiatorlarga ega va bu aniq ortiqcha. Biroq, SNR taxta va orqa devor o'rtasida bo'sh joyga ega, bu issiqlik tarqalishiga ijobiy ta'sir ko'rsatadi. Qo'shimcha nuance - bu chip ostida joylashgan issiqlik tarqaladigan plitalarning mavjudligi, ular issiqlikni kalit tanasiga o'tkazadi.

Biz kichik sinov o'tkazdik - normal sharoitda chipdagi sovutgichning haroratini o'lchadik:

  • Kalit xona harorati 22C bo'lgan stolga o'rnatiladi,
  • 2 ta SFP moduli o'rnatilgan,
  • Biz 8-10 daqiqa kutamiz.

Sinov natijalari hayratlanarli edi - D-link 72C, SNR esa faqat 63C gacha qizdirilgan. Yozgi issiqda mahkam o'ralgan qutidagi D-link bilan nima sodir bo'lishini o'ylamaslik yaxshiroqdir.



D-linkdagi harorat 72 daraja



SNR 61 C da parvoz normal

Chaqmoqlardan himoya qilish

Kalitlar turli xil chaqmoqlardan himoya qilish tizimlari bilan jihozlangan. D-link gaz zaryadsizlantiruvchi qurilmalardan foydalanadi. SNRda varistorlar mavjud. Ularning har biri o'zining ijobiy va salbiy tomonlariga ega. Biroq, varistorlarning javob vaqti yaxshiroq va bu kalitning o'zi va unga ulangan abonent qurilmalari uchun yaxshiroq himoya qiladi.

Xulosa

D-link barcha komponentlarda - quvvat manbaida, platada, korpusda tejamkorlik hissini qoldiradi. Shuning uchun, bu holda biz uchun afzalroq mahsulot kabi ko'rinadi.

Kadrlarni filtrlash va uzatish tezligi kalitning ikkita asosiy ishlash ko'rsatkichidir. Bu xususiyatlar ajralmas bo'lib, ular kalitning texnik jihatdan qanday amalga oshirilishiga bog'liq emas.

Filtrlash tezligi - bu kalit quyidagi kadrlarni qayta ishlash bosqichlarini bajarish tezligi:

1. Kadrni buferingizga oling.

3. Kadrni yo'q qilish, chunki uning maqsad porti va manba porti bitta mantiqiy segmentga tegishli.

Deyarli barcha kalitlarning filtrlash tezligi blokirovka qiluvchi omil emas - kalit freymlarni ular kelgan tezlikda tashlab yuborishga muvaffaq bo'ladi.

Yo'naltirish tezligi - bu kalit ramkaga ishlov berishning keyingi bosqichlarini bajarish tezligi.

1. Kadrni buferingizga oling.

2. Kadrning maqsad manzili uchun portni topish uchun manzillar jadvalini ko'rib chiqing.

3. Kadrni tarmoqqa manzillar jadvalida topilgan maqsadli port orqali uzatish.

Filtrlash tezligi va uzatish tezligi odatda soniyada kadrlarda o'lchanadi. Agar kommutatorning xarakteristikalari qaysi protokol uchun va qaysi kvadrat o'lchami uchun filtrlash va uzatish tezligini aniqlamasa, sukut bo'yicha bu ko'rsatkichlar Ethernet protokoli va minimal o'lchamdagi kadrlar uchun berilgan deb hisoblanadi, ya'ni. 64 bayt uzunlikdagi ramkalar. Yuqorida aytib o'tganimizdek, minimal kvadrat uzunligi rejimi kommutatorning transport sharoitlarining eng yomon kombinatsiyasi ostida ishlash qobiliyatini tekshirish uchun eng qiyin sinov sifatida ishlatiladi.

Kadrni uzatish kechikishi kadrning birinchi bayti kommutatorning kirish portiga kelgan paytdan boshlab, bu bayt uning chiqish portida paydo bo'lguncha o'tgan vaqt sifatida o'lchanadi. Kechikish - bu kadrning baytlarini buferlash vaqti va kalit yordamida kadrni qayta ishlashga sarflangan vaqt - manzillar jadvalini ko'rib chiqish, filtrlash yoki yo'naltirish qarorlarini qabul qilish, chiqish porti muhitiga kirish uchun sarflangan vaqt yig'indisi. Kalit tomonidan kiritilgan kechikish miqdori uning ishlash rejimiga bog'liq. Agar kommutatsiya "tezlikda" amalga oshirilsa, kechikishlar odatda kichik bo'ladi va 5 dan 40 mks gacha, to'liq kadr buferlashda esa 10 Mbit / tezlikda uzatishda minimal uzunlikdagi kadrlar uchun 50 dan 200 mks gacha. s. Ethernet-ning tezroq versiyalarini qo'llab-quvvatlaydigan kalitlar kadrlarni yo'naltirish jarayonida kamroq kechikishni ta'minlaydi.

Kommutatorning ishlashi uning portlari orqali vaqt birligida uzatiladigan foydalanuvchi ma'lumotlari miqdori bilan belgilanadi va soniyada megabitlarda (Mbps) o'lchanadi. Kommutator ma'lumotlar havolasi qatlamida ishlaganligi sababli, uning foydalanuvchi ma'lumotlari Ethernet freymlarining ma'lumotlar maydonida olib boriladigan ma'lumotlardir.

Kommutatorning ishlashining maksimal qiymati har doim maksimal uzunlikdagi freymlarda erishiladi, chunki bu holda ramka qo'shimcha xarajatlarining ulushi minimaldir. Kommutator ko'p portli qurilmadir, shuning uchun uni bir vaqtning o'zida uning barcha portlari bo'ylab trafikni uzatishda maksimal umumiy ko'rsatkichga ega sifatida tavsiflash odatiy holdir.

Har bir portning operatsiyalarini bajarish uchun kalitlar ko'pincha manzillar jadvalining o'z nusxasini saqlash uchun o'z xotirasiga ega bo'lgan maxsus ishlov berish blokidan foydalanadi. Har bir port faqat yaqinda ishlagan manzillar to'plamini saqlaydi, shuning uchun turli protsessor modullarining manzillar jadvalining nusxalari, qoida tariqasida, mos kelmaydi.

Port protsessorining eslab qolishi mumkin bo'lgan MAC manzillarining maksimal soni kommutatorning qo'llanilishiga bog'liq. Ishchi guruh kalitlari odatda har bir port uchun bir nechta manzillarni qo'llab-quvvatlaydi, chunki ular mikrosegmentlarni shakllantirish uchun mo'ljallangan. Bo'lim kommutatorlari bir necha yuz manzillarni, tarmoq magistral kalitlari esa bir necha minggacha (odatda 4000-8000 manzilni) qo'llab-quvvatlashi kerak.

Manzillar jadvalining sig‘imi yetarli bo‘lmasa, kalit sekinlashishi va tarmoqning ortiqcha trafik bilan tiqilib qolishiga olib kelishi mumkin. Agar port protsessorining manzillar jadvali to'liq to'lgan bo'lsa va u kiruvchi kadrda yangi manba manziliga duch kelsa, protsessor jadvaldan istalgan eski manzilni olib tashlashi va uning o'rniga yangisini qo'yishi kerak. Ushbu operatsiyaning o'zi protsessorning biroz vaqtini oladi, lekin asosiy ishlash yo'qolishi manzillar jadvalidan olib tashlanishi kerak bo'lgan maqsad manzili bilan kadr kelganda kuzatiladi. Kadrning maqsad manzili noma'lum bo'lgani uchun kalit freymni boshqa barcha portlarga yo'naltirishi kerak. Ba'zi kalit ishlab chiqaruvchilari bu muammoni noma'lum maqsad manzili bo'lgan ramkalar bilan ishlash algoritmini o'zgartirish orqali hal qilishadi. Kommutator portlaridan biri sukut bo'yicha noma'lum manzilli barcha kadrlar yuboriladigan magistral port sifatida tuzilgan. Kadr magistral portga uzatiladi, chunki bu port yuqori darajadagi kommutatorga (katta tarmoqdagi kalitlarning ierarxik ulanishida) ulangan bo'lib, u etarli manzillar jadvali sig'imiga ega va har qanday freym qayerda bo'lishi mumkinligini "biladi". yuborilgan.



Tegishli nashrlar