Басқару мүмкіндігіне қарай ажыратқыштардың жіктелуі. Коммутаторлардың түрлері

Құрылысқа жарамды басқарылмайтын қосқыш үй желісінемесе шағын кеңсе желілері. Оның басқалардан айырмашылығы - «қорапты» нұсқасы. Яғни, сатып алғаннан кейін провайдердің серверіне қосылуды орнату жеткілікті және сіз Интернетті тарата аласыз.

Мұндай коммутатормен жұмыс істегенде, дауыстық байланыс пейджерлерін (Skype, Vo-IP) пайдалану кезінде қысқа мерзімді кідірістердің болуы мүмкін екенін және Интернет арнасының енін таратудың мүмкін еместігін ескеру қажет. Яғни, желідегі компьютерлердің бірінде Torrent бағдарламасын қосқанда ол өткізу қабілеттілігін түгел дерлік тұтынады, ал желідегі қалған компьютерлер өткізу қабілеттілігінің қалған бөлігін пайдаланады.

Басқарылатын коммутатор кеңселер мен компьютерлік клубтарда желі құрудың ең жақсы шешімі болып табылады. Бұл түрістандартты және стандартты параметрлер ретінде сатылады.

Мұндай қосқышты конфигурациялау үшін сізге терлеу керек болады - көп саныпараметрлер сіздің басыңызды айналдыруы мүмкін, бірақ дұрыс көзқараспен тамаша нәтижелер әкеледі. негізгі ерекшелігі- арна енін бөлу және әрбір порттың өткізу қабілетін орнату. Мысал ретінде 50 Мбит/с интернет-арнасын, желідегі 5 компьютерді, IP-теледидар приставкасын және АТС-ті алайық. Біз бірнеше нұсқаны жасай аламыз, бірақ мен тек біреуін қарастырамын.

Әрі қарай - тек сіздің қиялыңыз және стандартты емес ойлау. Жалпы алғанда бізде салыстырмалы түрде үлкен арна бар. Неліктен салыстырмалы? Егер сіз мәнді мұқият зерттесеңіз, бұл ақпаратты одан әрі білетін боласыз. Мен нақтылауды ұмытып кеттім - мен шағын кеңсе үшін желіні салып жатырмын. IP-теледидар күту залындағы теледидар үшін, компьютерлер – электрондық пошта, құжаттарды беру, веб-сайттарды қарау, ATC – Skype, QIP, ұялы телефондардан және т.б. қоңырауларды қабылдау үшін стационарлық телефондарды магистральдық желіге қосу үшін қолданылады.

Басқарылатын коммутатор әдеттегі, басқарылмайтын қосқыштың модификациясы болып табылады.

ASIC чипінен басқа, ол кадрларда сүзу, өзгерту және басымдықты анықтау сияқты қосымша операцияларды, сондай-ақ кадрларды қайта жіберуге қатысы жоқ басқа әрекеттерді орындауға қабілетті микропроцессорды қамтиды. Мысалы, пайдаланушы интерфейсін қамтамасыз етіңіз.

Практикалық тұрғыдан алғанда, басқарылатын және басқарылмайтын қосқыштар арасындағы айырмашылықтар, біріншіден, қолдау көрсетілетін стандарттар тізімінде - егер тұрақты, басқарылмайтын қосқыш өзінің әртүрлі сорттарында Ethernet стандартын (IEEE 802.3) ғана қолдаса, басқарылатын қосқыштар әлдеқайда кеңірек қосқыштарды қолдайды. стандарттар тізімі: 802.1Q. 802.1X, 802.1AE, 802.3ad (802.1AX) және т.б. конфигурациялауды және басқаруды қажет етеді.

Басқа түрі бар - SMART қосқыштар.

Смарт қосқыштардың пайда болуы маркетингтік айламен байланысты болды - құрылғылар өздерінің ескі әріптестеріне қарағанда функциялардың айтарлықтай аз санын қолдайды, бірақ соған қарамастан оларды басқаруға болады.

Тұтынушыларды шатастырмау және адастырмау үшін алғашқы модельдер интеллектуалды немесе веб-басқару белгісімен шығарылды.

Бұл құрылғылар әлдеқайда төмен бағамен басқарылатын коммутаторлардың негізгі функционалдығын ұсынды - VLAN ұйымдастыру, порттарды әкімшілік қосу және өшіру, MAC мекенжайы бойынша сүзу немесе жылдамдықты шектеу. Дәстүрлі түрде басқарудың жалғыз әдісі веб-интерфейс болды, сондықтан веб-басқарылатын атау смарт қосқыштарға мықтап жабысып қалды.

Коммутатор ассоциативті жадта хосттың MAC мекенжайының коммутатор портына сәйкестігін көрсететін коммутация кестесін сақтайды. Коммутатор қосылған кезде, бұл кесте бос және оқу режимінде басталады. Бұл режимде кез келген порттағы кіріс деректер коммутатордың барлық басқа порттарына беріледі. Бұл жағдайда коммутатор кадрларды (кадрларды) талдайды және жіберуші хосттың MAC мекенжайын анықтап, оны кестеге енгізеді.

Кейіннен коммутатор порттарының бірі MAC мекенжайы кестеде бұрыннан бар хостқа арналған кадрды қабылдаса, онда бұл кадр тек кестеде көрсетілген порт арқылы жіберіледі. Егер тағайындалған хосттың MAC мекенжайы ешбір коммутатор портына байланыстырылмаса, онда кадр барлық порттарға жіберіледі.

Уақыт өте коммутатор өзінің барлық порттары үшін толық кестені құрастырады, нәтижесінде трафик локализацияланады.

Әрбір интерфейс портында төмен кідіріс (кідіріс) және жоғары бағыттау жылдамдығын атап өткен жөн.

Коммутатордағы ауысу әдістері.

Ауыстырудың үш жолы бар. Олардың әрқайсысы «қосу шешімі» кідірісі (кідіріс) және жіберу сенімділігі сияқты параметрлердің жиынтығы болып табылады.

Аралық жадымен (Сақтау және қайта жіберу).

«Бойында» (қима).

«Фрагментсіз» немесе гибридті.

Аралық жадымен (Сақтау және қайта жіберу). Коммутатор кадрға алынған барлық ақпаратты оқиды, қателерді тексереді, коммутация портын таңдайды, содан кейін оған тексерілген кадрды жібереді.

«Бойында» (қима). Коммутатор кадрдағы тағайындалған мекенжайды ғана оқиды, содан кейін ауысады. Бұл режим жіберу кідірістерін азайтады, бірақ оның қатені анықтау әдісі жоқ.

«Фрагментсіз» немесе гибридті. Бұл режим «Running through» режимінің модификациясы болып табылады. Тасымалдау соқтығыстардың фрагменттерін сүзгіден өткізгеннен кейін жүзеге асырылады (көлемі 64 байт кадрлар сақтау және алға жылжыту технологиясы арқылы өңделеді, қалғандары кесу технологиясы арқылы өңделеді). «Ауыстыру шешімі» кідірісі кадрдың коммутатор портына кіру және шығу уақытына қосылады және онымен бірге коммутатордың жалпы кідірісін анықтайды.

Өнімділік сипаттамаларын ауыстырыңыз.

Оның өнімділігін өлшейтін коммутатордың негізгі сипаттамалары:

• - сүзу (сүзу) жылдамдығы;
• - маршруттау жылдамдығы (бағыттау);
• - өткізу қабілеттілігі (өткізу қабілеті);
• - кадрды жіберу кідірісі.

Бұған қоса, осы өнімділік сипаттамаларына ең үлкен әсер ететін бірнеше қосқыш сипаттамалары бар. Оларға мыналар жатады:

• - жақтау буферінің(буферлерінің) өлшемі;
• - ішкі шинаның өнімділігі;
• - процессордың немесе процессорлардың өнімділігі;
• - ішкі адрестік кестенің өлшемі.

Сүзгілеу жылдамдығы және кадрды жылжыту қосқыштың екі негізгі өнімділік сипаттамасы болып табылады. Бұл сипаттамалар интегралды көрсеткіштер болып табылады, олар коммутатордың техникалық жүзеге асырылуына байланысты емес.

Сүзгі жылдамдығы коммутатор кадрды өңдеудің келесі қадамдарын орындайтын жылдамдықты анықтайды:

• - оның буферінде кадрды қабылдау;
• - Фреймді жою, өйткені оның тағайындалған порты бастапқы портпен бірдей.

Форвард жылдамдығы коммутатор кадрды өңдеудің келесі қадамдарын орындайтын жылдамдықты анықтайды:

• - оның буферінде кадрды қабылдау;
• - кадрдың тағайындалған адресінің портын табу мақсатында адрестік кестені қарау;
• - адрестік кестеде табылған тағайындау порты арқылы желіге кадрды жіберу.

Фильтрация жылдамдығы да, алға жылжу жылдамдығы да әдетте секундына кадрмен өлшенеді.

Егер коммутатордың сипаттамалары қай протокол үшін және қандай кадр өлшемі үшін сүзу және қайта жіберу жылдамдығының мәндері берілгенін көрсетпесе, онда әдепкі бойынша бұл көрсеткіштер Ethernet протоколы мен 64 байт фреймдер үшін берілген деп есептеледі. ұзын (кіріспесіз), деректер өрісі 46 байт .

Коммутатордың жылдамдығының негізгі көрсеткіші ретінде минималды ұзындықты кадрларды пайдалану мұндай фреймдердің тасымалданатын пайдаланушы деректерінің бірдей өткізу қабілеті бар басқа форматтағы кадрлармен салыстырғанда әрқашан коммутатор үшін ең қиын жұмыс режимін жасайтындығымен түсіндіріледі.

Сондықтан коммутаторды сынау кезінде ең қиын сынақ ретінде кадрдың минималды ұзындығы режимі пайдаланылады, ол коммутатордың ол үшін трафик параметрлерінің ең нашар комбинациясымен жұмыс істеу қабілетін тексеруі керек.

Сонымен қатар, ең аз ұзындықтағы пакеттер үшін сүзгілеу және қайта жіберу жылдамдығы максималды мәнге ие, бұл коммутаторды жарнамалау кезінде маңызды емес.

Коммутатордың өткізу қабілеті оның порттары арқылы уақыт бірлігінде жіберілетін пайдаланушы деректерінің мөлшерімен өлшенеді.

Коммутатор байланыс деңгейінде жұмыс істейтіндіктен, ол үшін пайдаланушы деректері байланыстырушы деңгей протоколдарының фреймдерінің деректер өрісінде тасымалданатын деректер болып табылады - Ethernet, Token Ring, FDDI және т.б.

Коммутатор өткізу қабілетінің максималды мәні әрқашан максималды ұзындықтағы кадрларда қол жеткізіледі, өйткені бұл жағдайда қосымша шығындар үлесі қызмет туралы ақпараткадр ең аз ұзындықтағы кадрларға қарағанда әлдеқайда төмен және коммутатор бір байт үшін кадрды өңдеу операцияларын орындайтын уақыт пайдаланушы ақпараты, әлдеқайда аз.

Коммутатор өткізу қабілетінің жіберілетін кадрлардың өлшеміне тәуелділігі Ethernet протоколының мысалында жақсы көрсетілген, ол үшін ең аз ұзындықтағы кадрларды жіберу кезінде секундына 14880 кадр және 5,48 Мб/с өткізу жылдамдығы. қол жеткізіледі, ал максималды ұзындықтағы кадрларды беру кезінде секундына 812 кадр жылдамдығына және 9,74 Мб/с өткізу қабілетіне қол жеткізіледі.

Ең аз ұзындықтағы кадрларға ауысқанда өткізу қабілеті екі есеге дерлік төмендейді, бұл коммутатор арқылы кадрларды өңдеу кезінде жоғалтқан уақытты есепке алмағанда.

Фреймді жіберудің кешігуі фреймнің бірінші байты коммутатордың кіріс портына келген сәттен бастап осы байт коммутатордың шығыс портына келген сәтке дейінгі уақыт ретінде өлшенеді.

Кідіріс – кадр байттарын буферлеуге жұмсалған уақыттың, сондай-ақ коммутатор арқылы кадрды өңдеуге жұмсалған уақыттың қосындысы – мекенжайлар кестесін іздеу, сүзгілеу немесе қайта жіберу туралы шешім қабылдау және шығу портының медиасына қол жеткізу. Коммутатор енгізетін кідіріс мөлшері оның жұмыс режиміне байланысты. Егер ауысу «жұмыспен» жүзеге асырылса, онда кідірістер әдетте шағын болады және 10 мкс-тен 40 мкс-ке дейін, ал толық кадр буферлеуімен - 50 мкс-тен 200 мкс-ке дейін (ең аз ұзындықтағы кадрлар үшін) болады. Коммутатор көп портты құрылғы болып табылады, сондықтан ол екі нұсқада жоғарыда аталған барлық сипаттамаларды (кадр жіберу кідірісін қоспағанда) беруі әдеттегідей:

• - бірінші нұсқа – оның барлық порттары арқылы трафикті бір уақытта берумен коммутатордың жалпы өнімділігі;
• - екінші опция - бір портқа өнімділік.

Трафик бір уақытта бірнеше порттармен тасымалданатындықтан, ағындағы кадрлардың өлшемдерімен, кадр ағындарының орташа қарқындылығын тағайындау порттары арасында бөлумен, қарқындылығының вариация коэффициенттерімен ерекшеленетін трафик опцияларының үлкен саны бар. кадр ағындары және т.б., т.б.

Содан кейін коммутаторларды өнімділік бойынша салыстыру кезінде жарияланған өнімділік деректері қандай трафик нұсқасы үшін алынғанын ескеру қажет. Байланыс жабдығын үнемі сынақтан өткізетін кейбір зертханалар ажыратқыштар үшін сынақ жағдайларының егжей-тегжейлі сипаттамаларын әзірледі және оларды өз тәжірибесінде қолданады, бірақ бұл сынақтар әлі жалпы өнеркәсіптік сипатқа ие болған жоқ. Ең дұрысы, желіде орнатылған коммутатор фреймдерді оның порттарына қосылған түйіндер арасында түйіндер осы кадрларды жасайтын жылдамдықпен қосымша кідірістерді енгізбей және бір кадрды жоғалтпай жібереді.

Нақты тәжірибеде коммутатор әрқашан кадрларды жіберуде кейбір кідірістерді енгізеді, сонымен қатар кейбір кадрларды жоғалтуы мүмкін, яғни оларды тағайындалған жерлеріне жеткізбеуі мүмкін. Ішкі ұйымдастырудағы айырмашылықтарға байланысты әртүрлі модельдеркоммутаторлар үшін белгілі бір коммутатор белгілі бір трафик үлгісінің кадрларын қалай жіберетінін болжау қиын. Ең жақсы критерий әлі де коммутатор орнатылған кездегі тәжірибе болып табылады нақты желіжәне ол енгізетін кешігулер және жоғалған кадрлар саны өлшенеді. Коммутатордың жалпы өнімділігі оның әрбір жеке элементтерінің – порт процессорының, коммутациялық матрицаның, жалпы шиналық қосылатын модульдердің және т.б. жеткілікті жоғары өнімділігімен қамтамасыз етіледі.

Коммутатордың ішкі ұйымдастырылуына және оның жұмысының қалай жүргізілетініне қарамастан, берілген трафик матрицасын қолдау үшін қажетті оның элементтері үшін жеткілікті қарапайым өнімділік талаптарын анықтауға болады. Коммутатор өндірушілері өз құрылғыларын мүмкіндігінше жылдам жасауға тырысатындықтан, коммутатордың жалпы ішкі өткізу қабілеті көбінесе олардың протоколдарына сәйкес коммутатор порттарына бағытталуы мүмкін кез келген трафиктің орташа мәнінен белгілі бір маржадан асып түседі.

Коммутаторлардың бұл түрі блокталмаған деп аталады, яғни трафиктің кез келген түрі оның қарқындылығын төмендетпей беріледі. Өткізу қабілеттілігіне қосымша жеке элементтерпорт процессорлары немесе ортақ шина сияқты коммутатордың өнімділігіне мекенжайлар кестесінің өлшемі, ортақ буфердің өлшемі немесе жеке порт буферлері сияқты қосқыш параметрлері әсер етеді.

Мекенжай кестесінің өлшемі мекенжайлар кестесінің максималды сыйымдылығына әсер етеді және коммутатор бір уақытта өңдей алатын MAC мекенжайларының максималды санын анықтайды.

Коммутаторлар көбінесе әрбір порттың әрекеттерін орындау үшін мекенжайлар кестесінің данасын сақтау үшін жеке жады бар арнайы процессорлық блокты пайдаланатындықтан, коммутаторлар үшін мекенжайлар кестесінің өлшемі әдетте әр портқа беріледі.

Әртүрлі процессор модульдерінің мекенжайлар кестесінің даналары міндетті түрде бірдей адрестік ақпаратты қамтуы мүмкін емес - егер әрбір порттың трафикті бөлу басқа порттар арасында толығымен бірдей ықтимал болмаса, қайталанатын мекенжайлар соншалықты көп болмайды. Әрбір порт тек жақында пайдаланған мекенжайлар жиынын сақтайды. Порт процессоры есте сақтай алатын MAC мекенжайларының максималды санының мәні коммутатордың қолданылуына байланысты. Жұмыс тобының қосқыштары әдетте бір портқа бірнеше мекенжайларды ғана қолдайды, өйткені олар микросегменттерді қалыптастыруға арналған. Ведомстволық коммутаторлар бірнеше жүздеген мекенжайларды, ал желілік магистральдық коммутаторлар бірнеше мыңға дейін, әдетте 4000-нан 8000-ға дейін адрестерді қолдауы керек. Мекенжай кестесінің жеткіліксіз сыйымдылығы коммутаторды баяулатады және желіні артық трафикпен толтыруы мүмкін. Порт процессорының мекенжай кестесі толы болса және ол кіріс пакетінде жаңа бастапқы мекенжайды кездестірсе, ол кестеден кез келген ескі мекенжайды шығарып, орнына жаңасын қоюы керек. Бұл операцияның өзі процессордан біраз уақыт алады, бірақ негізгі өнімділік жоғалуы адрестік кестеден жойылуы тиіс тағайындалған мекенжайы бар кадр келгенде байқалады.

Жақтаудың тағайындалған мекенжайы белгісіз болғандықтан, коммутатор кадрды барлық басқа порттарға жіберуі керек. Бұл операция көптеген порт процессорлары үшін қажетсіз жұмыс жасайды, сонымен қатар бұл кадрдың көшірмелері де олар толығымен міндетті емес желі сегменттеріне түседі. Кейбір коммутатор өндірушілері бұл мәселені тағайындау мекенжайы белгісіз кадрлармен жұмыс істеу алгоритмін өзгерту арқылы шешеді. Коммутатор порттарының бірі әдепкі бойынша мекенжайы белгісіз барлық кадрлар жіберілетін магистральдық порт ретінде конфигурацияланған.

Коммутатордың ішкі буферлік жады деректер фреймдерін шығыс портқа бірден тасымалдау мүмкін болмаған жағдайларда уақытша сақтау үшін қажет. Буфер қысқа мерзімді трафик толқындарын тегістеуге арналған.

Ақыр соңында, трафик жақсы теңдестірілген болса да және порт процессорларының өнімділігі, сондай-ақ коммутатордың басқа өңдеу элементтері орташа трафик мәндерін тасымалдау үшін жеткілікті болса да, бұл олардың өнімділігі өте жоғары шың үшін жеткілікті болатынына кепілдік бермейді. жүктеме мәндері. Мысалы, трафик барлық коммутатор кірістеріне бірнеше ондаған миллисекундтарға бір уақытта келіп, оның қабылданған кадрларды шығыс порттарына жіберуіне жол бермейді. Трафиктің орташа қарқындылығы мәнінен қысқа мерзімді бірнеше есе асып кеткен жағдайда кадрдың жоғалуын болдырмау үшін (және жергілікті желілержиі 50-100 диапазонында трафиктің толқындық факторының мәндері бар) жалғыз құрал - үлкен буфер. Адрестік кестелердегідей, әрбір порт процессорының модулінде әдетте кадрларды сақтауға арналған өзінің буферлік жады болады. Бұл жадтың көлемі неғұрлым көп болса, кептеліс кезінде кадрларды жоғалту ықтималдығы соғұрлым аз болады, дегенмен орташа трафик теңгерімсіз болса, буфер әлі де ерте ме, кеш пе толып кетеді.

Әдетте желінің маңызды бөліктерінде жұмыс істеуге арналған коммутаторлар портқа бірнеше ондаған немесе жүздеген килобайтты құрайтын буферлік жадыға ие болады.

Бұл буферлік жадты бірнеше порттар арасында қайта бөлуге болатыны жақсы, өйткені бірнеше порттарда бір уақытта шамадан тыс жүктелу ықтималдығы аз. Қосымша қауіпсіздік мүмкіндігі коммутаторды басқару модуліндегі барлық порттар үшін ортақ буфер болуы мүмкін. Мұндай буфер әдетте бірнеше мегабайтты құрайды.

Коммутаторлардың жалпы классификациясы

КомпьютерЖелі – бір-бірімен байланыс арнасы арқылы қосылған компьютерлер тобы. Арна желі ішінде мәліметтер алмасуды, яғни берілген топтағы компьютерлер арасында мәліметтер алмасуды қамтамасыз етеді. Желі екі немесе үш компьютерден тұруы мүмкін немесе бірнеше мың компьютерді біріктіруі мүмкін. Физикалық түрде компьютерлер арасындағы деректер алмасу арнайы кабель, талшықты-оптикалық кабель немесе бұралған жұп арқылы жүзеге асырылуы мүмкін.

Желілік аппараттық және аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз ету компьютерлерді желіге қосуға және олардың өзара әрекетін қамтамасыз етуге көмектеседі. Бұл ресурстарды бөлуге болады келесі топтарнегізгі функционалдық мақсатына қарай:

пассивті желілік аппаратурақосқыштар, кабельдер, патч-шнурлар, патч-панельдер, телекоммуникациялық розеткалар және т.б.;

Белсенді желілік жабдық түрлендіргіштері/адаптерлер, модемдер, қайталағыштар, көпірлер, коммутаторлар, маршрутизаторлар және т.б.

Қазіргі уақытта компьютерлік желілердің дамуы келесі салаларда жүреді:

Жылдамдықты арттыру;

Сегменттеу негізінде коммутацияны жүзеге асыру;

Маршрутизация көмегімен желілерді қосу.

2-деңгейді ауыстыру

ISO/OSI анықтамалық моделінің екінші деңгейінің қасиеттерін және оның классикалық анықтамасын қарастырсақ, мұны көруге болады берілген деңгейкоммутациялық қасиеттердің негізгі бөлігіне жатады.

Байланыс деңгейі физикалық арна арқылы сенімді деректер транзитін қамтамасыз етеді. Атап айтқанда, ол физикалық адрестеу (желі немесе логикалық адресациядан айырмашылығы), желі топологиясы, сызықтық тәртіп (қалай) мәселелерін қарастырады. соңғы жүйепайдалану желілік арна), ақау туралы хабарлау, деректер блоктарын ретті түрде жеткізу және ақпарат ағынын басқару.

Шындығында, OSI үлгісінің сілтеме деңгейімен анықталған функционалдылық қазіргі заманғы ең қуатты технологиялардың кейбірі үшін платформа ретінде қызмет етеді. 2-деңгей функционалдығының үлкен маңыздылығы жабдық өндірушілерінің осындай функционалдығы бар құрылғыларды, яғни коммутаторларды әзірлеуге үлкен қаражат салуды жалғастыруымен ерекшеленеді.

3-деңгейді ауыстыру

Үшінші деңгейге ауысу керек пе? бұл аппараттық бағыттау. Дәстүрлі маршрутизаторлар өз функцияларын бағдарламалық басқарылатын процессорлардың көмегімен жүзеге асырады, біз оны бағдарламалық жасақтаманы маршруттау деп атаймыз. Дәстүрлі маршрутизаторлар әдетте секундына шамамен 500 000 пакеттік пакеттерді жібереді. 3-деңгейдегі қосқыштар бүгінде секундына 50 миллион пакетке дейінгі жылдамдықпен жұмыс істейді. Оның одан әрі ұлғаюы мүмкін, өйткені әрбір интерфейстік модуль, екінші деңгей қосқышындағы сияқты, өзінің ASIC негізіндегі пакетті қайта жіберу процессорымен жабдықталған. Сонымен, модульдер санын көбейту маршруттау өнімділігінің артуына әкеледі. Жоғары жылдамдықты кең ауқымды теңшелетін интегралды схема (ASIC) технологиясын пайдалану 3-деңгей коммутаторларын дәстүрлі маршрутизаторлардан ерекшелендіретін негізгі мүмкіндік болып табылады.

Коммутатор – бұл ISO/OSI анықтамалық үлгісінің екінші/үшінші деңгейінде жұмыс істейтін және бір сілтеме/желілік деңгей протоколы негізінде жұмыс істейтін желі сегменттерін біріктіруге арналған құрылғы. Коммутатор трафикті тағайындалған жерге жету үшін қажет бір порт арқылы ғана бағыттайды.

Суретте (1-суретті қараңыз) басқару мүмкіндіктері бойынша және ISO/OSI анықтамалық үлгісіне сәйкес қосқыштардың жіктелуі көрсетілген.

1-сурет Коммутаторлардың классификациясы

Коммутатордың әрбір түрінің мақсаты мен мүмкіндіктерін толығырақ қарастырайық.

Басқарылмайтын қосқыш? бірнеше түйіндерді қосуға арналған құрылғы болып табылады компьютерлік желібір немесе бірнеше желі сегменттері ішінде. Ол барлық желі түйіндеріне таратылатын трафикті қоспағанда, деректерді тек тікелей алушыға жібереді. Басқарылмайтын қосқыш басқа функцияларды орындай алмайды.

Басқарылатын қосқыштар - бұл ISO / OSI моделінің екінші және үшінші деңгейлерінің функцияларын орындауға мүмкіндік беретін күрделі құрылғылар. Оларды веб-интерфейс арқылы басқаруға болады, пәрмен жолыконсоль порты арқылы немесе қашықтан SSH хаттамасы арқылы, сондай-ақ SNMP хаттамасын пайдалану арқылы.

Конфигурацияланатын қосқыштар пайдаланушыларға белгілі бір параметрлерді конфигурациялау мүмкіндігін береді қарапайым утилиталарбасқару, веб-интерфейс, жеңілдетілген пәрмен жолы интерфейсі және SNMP протоколы.

2-деңгейдің қосқыштары кіріс кадрларды талдайды, оларды қайта бағыттау туралы шешім қабылдайды және OSI моделінің байланыс деңгейінің MAC мекенжайлары негізінде оларды тағайындалған жерлеріне жібереді. 2-деңгейдегі қосқыштардың басты артықшылығы - жоғарғы деңгей хаттамалары үшін мөлдірлік. Коммутатор екінші деңгейде жұмыс істейтіндіктен, OSI моделінің жоғарғы қабаттарының ақпаратын талдаудың қажеті жоқ.

3-деңгейдегі коммутаторлар OSI моделінің сілтеме (2-деңгей) және желілік (3-деңгей) деңгейлерінің адрестері негізінде коммутация мен сүзуді орындайды. Мұндай қосқыштар кіріс трафикті ауыстыруды (2-деңгей) немесе бағытты (3-деңгейді) динамикалық түрде шешеді. 3-деңгейдің қосқыштары ішіне ауысады жұмыс тобыжәне әртүрлі ішкі желілер немесе виртуалды жергілікті желілер (VLAN) арасындағы бағыттау.

Коммутаторлар басқарылатын және басқарылмайтын (ең қарапайым) болып бөлінеді. Неғұрлым күрделі коммутаторлар OSI моделінің арналық (екінші) және желілік (үшінші) деңгейінде коммутацияны басқаруға мүмкіндік береді. Әдетте олар сәйкес аталады, мысалы, Layer 2 Switch немесе қысқаша жай L2. Коммутаторды веб-интерфейс протоколы, SNMP, RMON және т.б. арқылы басқаруға болады. Көптеген басқарылатын қосқыштар қосымша функцияларды орындауға мүмкіндік береді: VLAN, QoS, біріктіру, көшіру. Күрделі қосқыштарды порттар санын көбейту мақсатында бір логикалық құрылғыға – стекке біріктіруге болады (мысалы, 24 порты бар 4 коммутаторды біріктіріп, 96 порты бар логикалық қосқышты алуға болады).

маршрутизатор

Маршрутизатор немесе маршрутизатор - мамандандырылған желілік компьютер, кем дегенде екі желі интерфейсі бар және әртүрлі желі сегменттері арасында деректер пакеттерін қайта жібереді, желі топологиясы туралы ақпарат пен әкімші орнатқан белгілі ережелерге негізделген қайта жіберу шешімдерін қабылдайды.

Маршрутизатор OSI моделінің сәйкесінше 2-деңгейінде және 1-деңгейінде жұмыс істейтін коммутаторға (немесе желілік көпірге) және хабқа (концентраторға) қарағанда OSI желілік моделінің 3-ші жоғарырақ «желі» деңгейінде жұмыс істейді.

Маршрутизатордың жұмыс істеу принципі

Әдетте, маршрутизатор пакеттік деректерде көрсетілген тағайындалған мекенжайды пайдаланады және маршруттау кестесінен деректер жіберілетін жолды анықтайды. Егер мекенжай үшін бағыттау кестесінде сипатталған маршрут болмаса, пакет жойылады.

Бастапқы мекенжайды, пайдаланылған жоғарғы деңгей протоколдарын және желілік деңгей дестелерінің тақырыптарында қамтылған басқа ақпаратты пайдалану сияқты пакеттерді қайта жіберу жолын анықтаудың басқа жолдары бар. Көбінесе маршрутизаторлар жіберуші мен алушының мекенжайларын аудара алады, қолжетімділікті шектеу үшін белгілі бір ережелер негізінде транзиттік деректер ағынын сүзеді, жіберілген деректерді шифрлайды/шифрын шеше алады және т.б.

Ішкі желі маскасы

TCP/IP желілерінің терминологиясында желі маскасы немесе ішкі желі маскасы (сетевой маска) желі хостының (хостының) IP мекенжайының (IP мекенжайының) қай бөлігіне жататынын анықтайтын бит маскасы (бит маскасы) болып табылады. желі мекенжайы және осы желідегі хосттың өзі мекен-жайының қай бөлігі. Желі мекенжайын алу үшін IP мекенжайын және ішкі желі маскасын біле отырып, оларға разрядтық біріктіру операциясын қолдану керек. Мысалы, күрделірек маска болған жағдайда (IPv6-дағы бит операциялары бірдей көрінеді):

IP мекенжайы: 11000000 10101000 00000001 00000010 (192.168.1.2)

Ішкі желі маскасы: 11111111 11111111 11111111 00000000 (255.255.255.0)

Желі мекенжайы: 11000000 10101000 00000001 00000000 (192.168.1.0)

Класссыз адрестеу – класстық адресацияның қатаң құрылымын пайдаланбай, IP мекенжай кеңістігін икемді басқаруға мүмкіндік беретін IP мекенжайлау әдісі. Бұл әдісті пайдалану IP мекенжайларының шектеулі ресурсын үнемді пайдаланады, өйткені әртүрлі ішкі желі маскалары әртүрлі ішкі желілерге қолданылуы мүмкін. Ішкі желі маскалары Classless Routing (CIDR) негізі болып табылады. Бұл тәсілде ішкі желі маскасы IP мекенжайымен бірге «IP адрес/маскадағы 1 бит саны» пішімінде жазылады. Қиғаш сызықтан кейінгі сан ішкі желі маскасындағы 1 санының санын көрсетеді.

Ішкі желі маскасын тағайындау

Маска келесі схемаға сәйкес тағайындалады (С класындағы желілер үшін), мұндағы ішкі желідегі компьютерлер саны + 2, екінің келесі жоғары дәрежесіне дейін дөңгелектенеді (бұл формула ≤ 254 үшін жарамды, онда > 254 үшін). басқа формула болады).

Мысал: С класындағы желіде 30 компьютер бар, мұндай желі үшін маска келесідей есептеледі:

28 - 32 = 224 (0E0сағ)< = >255.255.255.224 (0xFFFFFFE0)

Cisco Packet Tracer бағдарламасында жасалған жергілікті желі жобасы:

1-сурет

1-суретте көрсетілген логикалық құрылыс 16 жұмыс станциясын, 3 коммутаторды, DHCP серверлерінің функциясы бар 2 маршрутизаторды, 2 кіру нүктесін және кіру нүктелеріне қосылған бірнеше соңғы құрылғыларды қамтитын жергілікті желі.

Маршрутизатор параметрлері:

2-сурет

3-сурет

Параметрлерді ауыстыру:

4-сурет

5-сурет

6-сурет

Қатынас нүктесінің параметрлері:

7-сурет

8-сурет

Қорытынды

В заманауи компьютерлерпроцессорлар ZIF ұяшығына (AMD) немесе серіппелі құрылымға - LGA (Intel) ішіне салынған ықшам модуль (өлшемі шамамен 5×5×0,3 см) түрінде жасалған. LGA коннекторының ерекшелігі - түйреуіштер процессор корпусынан коннектордың өзіне - розеткаға беріледі. аналық плата. Қазіргі заманғы процессорлардың көпшілігі миллиондаған, ал жақында тіпті миллиардтаған транзисторларды қамтитын бір жартылай өткізгіш микросхема ретінде жүзеге асырылады. Қазіргі процессорлар 1-ден 16-ға дейін басқару блоктарын және 4-тен 64-ке дейін операциялық блоктарды пайдаланады. Асинхронды схемаға көшу кезінде бірнеше ондаған басқару блоктарын және бірнеше жүз операциялық блоктарды пайдалану ақталады. Мұндай ауысу блоктар санының сәйкес ұлғаюымен бірге ең жоғары өнімділікті магнитуданың екі ретінен жоғары және орташа өнімділікті шама ретінен жоғары арттырады.

45 немесе 32 нм процесін пайдалана отырып, көп гигабиттік PCM чиптерін өндірудің ықтимал перспективаларын сипаттайтын материалдармен қатар, ST 90 нм технологиясы бойынша жасалған 128 Мбит PCM чипінің прототипін ұсынды. PRAM артықшылықтары шағын ұяшық аймағын, жақсы электрлік өнімділікті және жоғары сенімділікті қамтиды.

Алдағы 10-20 жылда процессорлардың материалдық бөлігі осыған байланысты өзгеруі мүмкін технологиялық процессөндірістің физикалық шегіне жетеді. Мүмкін бұлар:

Оптикалық компьютерлер – оның орнына электрлік сигналдаржарық ағындары (электрондар емес, фотондар) өңделеді.

Жұмысы толығымен кванттық эффектілерге негізделген кванттық компьютерлер. Қазіргі уақытта кванттық процессорлардың жұмыс нұсқаларын жасау жұмыстары жүргізілуде.

Молекулалық компьютерлер - есептеу жүйелері, молекулалардың (негізінен органикалық) есептеу мүмкіндіктерін пайдалану. Молекулалық компьютерлер атомдарды кеңістікте орналастырудың есептеу мүмкіндіктері идеясын пайдаланады.

қатты күйдегі диск

Қатты күйдегі диск (SSD, қатты күйдегі диск) — жад микросхемаларына негізделген компьютердің механикалық емес сақтау құрылғысы. Олардан басқа, SSD-де басқару контроллері бар.

Қатты күйдегі дискілердің екі түрі бар: жадқа негізделген SSD жедел жадыкомпьютерлер және SSD негізіндегі флэш-жад.

Қазіргі уақытта қатты күйдегі дискілер ықшам құрылғыларда қолданылады: ноутбуктер, нетбуктер, коммуникаторлар және смартфондар, бірақ оларда да қолдануға болады. стационарлық компьютерлерөнімділікті жақсарту үшін. Кейбір танымал өндірушілер қатты күйдегі дискілерді өндіруге толығымен көшті, мысалы, Samsung өндіріс бизнесін сатты. қатты дискілер Seagate компаниясы. Гибридті деп аталатындар да бар қатты дискілер, бұл басқалармен қатар, қатты күйдегі дискілердің ағымдағы, пропорционалды жоғары құнына байланысты пайда болды. Мұндай құрылғылар қатты дискіні бір құрылғыда біріктіреді. магниттік дискілер(HDD) және қатты күйдегі дисксалыстырмалы түрде шағын көлем, кэш ретінде (құрылғының өнімділігі мен қызмет ету мерзімін арттыру, қуат тұтынуды азайту үшін).

Бұл дискілер тұрақсыз жадты пайдалануға негізделген (ЖЖҚ-да қолданылатындай Дербес компьютер) өте жылдам оқу, жазу және ақпаратты іздеумен сипатталады. Олардың басты кемшілігі - өте жоғары құны. Олар негізінен мәліметтер қорын басқарудың үлкен жүйелері мен қуатты графикалық станциялардың жұмысын жеделдету үшін қолданылады. Мұндай дискілер әдетте қуат жоғалған жағдайда деректерді үнемдеу үшін батареялармен жабдықталған, ал қымбатырақ модельдер сақтық көшірме және/немесе онлайн сақтық көшірме жүйелерімен жабдықталған. Мұндай дискілердің мысалы I-RAM болып табылады. Жеткілікті жедел жады бар пайдаланушылар ұйымдастыра алады виртуалды машинажәне оның қатты дискісін жедел жадтан тауып, өнімділігін бағалаңыз.

LAN журналының бірінші санында «Алғашқы сабақтар» бөлімінде біз осы технологияның негіздері туралы С.Штайнкенің «Ethernet коммутациясы» мақаласын жариялаған болатынбыз және біз дұрыс таңдау жасадық: келесі үш жыл ішінде Ethernet коммутациясы. «ең ыстық» технологиялардың біріне айналды. Кейінірек бұл тақырыпқа бірнеше рет қайта оралдық (атап айтқанда, Д.Ганжидің LAN журналының 1997 жылғы сәуірдегі санындағы «Жергілікті желідегі коммутаторлар» мақаласын қараңыз). Бірінші мақала Fast Ethernet әлі күнге дейін 100VG-AnyLAN-мен күн астында өз орны үшін күресіп жатқан кезде пайда болды және күрестің нәтижесі анық емес еді, сондықтан ол ең алдымен 10 Мбит/с ауысуға арналды. Осы мақалалардың екіншісінде негізінен коммутацияның жалпы аспектілері қарастырылды. Жоғарыда аталған жағдайларды, сондай-ақ ауысудың маңыздылығын ескере отырып, біз бұл тақырыпқа қайта оралуды мүмкін және тіпті қажет деп санадық, әсіресе Ethernet туралы мақалалар сериясы оны қарастырмайынша толық болмайды.

ҚОСУ ДЕГЕН НЕ?

Коммутатор негізінен көп портты көпір болып табылады, сондықтан көпір сияқты ол кіріс пакеттерін қабылдайды, оларды уақытша сақтайды, содан кейін оларды пакеттің тағайындалған мекенжайы негізінде басқа портқа жібереді. Коммутаторлар әртүрлі жергілікті желілерді қосу, жергілікті желіні сегменттеу (яғни, бір соқтығыс доменіндегі медиа үшін бәсекелес түйіндердің санын азайту) және сегмент диаметрінің шектеулерін еңсеру үшін пайдаланылуы мүмкін. Соңғы қолдану әсіресе Fast Ethernet желілері жағдайында маңызды, мұнда сегмент диаметрі бұралған жұп кабель үшін 205 м-ден аспауы керек.

Коммутаторлар жіберуші мен қабылдаушы арасында уақытша байланысты орнату үшін «виртуалды сілтеме» түсінігін пайдаланады. Пакет жіберілгеннен кейін виртуалды байланыс тоқтатылады. Коммутатор қай станциялардың (дәлірек айтқанда, қандай MAC мекенжайлары) қандай физикалық портқа қосылғанын есте сақтайтын кестені сақтайды. 1-суретте А адресі бар абонент D адресі бар алушыға пакетті жібереді.Кестеден коммутатор А адресі бар станция 1-портқа, ал D адресі бар станция 4-портқа қосылғанын анықтайды. Осы деректер негізінде ол 1 және 4 порттары арасында хабарлама жіберу үшін виртуалды байланыс орнатады.

1-сурет.
Тағайындалған мекенжай негізінде коммутатор кіріс пакетті қай портқа жіберу керектігін анықтайды.

Ethernet коммутаторында бір-біріне сәйкес келмейтін порттар жұптары арасында деректерді беру бір уақытта орын алуы мүмкін. Мысалы, A түйіні D түйініне пакетті бір уақытта B түйіні C түйініне пакет жіберуі мүмкін. Екі сөйлесу де бір уақытта болып жатыр, сондықтан Ethernet жағдайында жалпы өткізу қабілеті (өткізу қабілеті) біздің мысалдағы қосқыш 20 Мбит/с. Ол әрбір қосылым үшін қол жетімді өткізу қабілеттілігін қосу арқылы анықталады, айталық 12-портты Ethernet қосқышы жағдайында, теориялық тұрғыдан ол 60 Мбит/с құрайды. Салыстыру үшін, Ethernet қайталағышында әрқашан бірдей жалпы болады өткізу қабілетіпорттар санына қарамастан 10 Мбит/с. Бұған қоса, бірнеше құрылғылар медиаға қол жеткізу үшін бәсекелескенде хабтың нақты өткізу қабілеті әлдеқайда аз болуы мүмкін. Дегенмен, коммутатордың нақты жиынтық өткізу қабілеті коммутатордың конструктивтік кемшіліктеріне байланысты теориялық есептелгеннен төмен болуы мүмкін, мысалы, ішкі шинаның жеткіліксіз өткізу қабілеті. Бұл жағдайда коммутатор блоктау архитектурасына ие деп айтылады.

ҚОСУ АРХИТЕКТУРА

Коммутатордың архитектурасы төрт негізгі фактормен анықталады - порт түрі, буфер өлшемдері, пакеттерді қайта жіберу механизмі және ішкі шина (2-суретті қараңыз).

2-сурет.
Коммутатор конструкцияларының барлық алуан түрлілігімен бұл құрылғылардың негізгі архитектурасы төрт компонентпен анықталады: порттар, буферлер, ішкі шиналар және пакеттерді қайта жіберу механизмі.

Порттар 10 немесе 100 Мбит/с болуы мүмкін және жартылай дуплексті немесе толық дуплексті режимде жұмыс істей алады. Көптеген жоғары деңгейлі үлгілерде FDDI, ATM, Gigabit Ethernet және т.б. порттары болуы мүмкін, бірақ біз бұл тақырыпты қозғамаймыз, әсіресе біз оны бұрын қысқаша қарастырғандықтан.

Жеткілікті сыйымдылықтағы буферлердің болуы коммутация үшін үлкен маңызға ие, атап айтқанда, желіде жылжымалы терезе сияқты хаттамаларды қолдану жағдайында, абонент әрбір пакетті емес, олардың сериясын алғанын мойындаған кезде. Жалпы айтқанда, буфер сыйымдылығы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым жақсы, бірақ қымбатырақ. Сондықтан әзірлеушілер өнімділік пен бағаны таңдауы керек. Бірақ олардың тағы бір шешімі бар - ағынды бақылау (төменде қараңыз).

Пакетті қайта жіберу механизмі келесі үшеуінің бірі болуы мүмкін: буферлі-алға ауысу, ұшты-соңды коммутация және гибридті ұшын-соңғы коммутация. Біз оларды бірнеше рет қарастырдық, сондықтан олардың не екенін еске түсіреміз. Бірінші жағдайда пакет жіберілмес бұрын толығымен буферленеді, сондықтан бұл әдісең үлкен кідірісті енгізеді, сонымен қатар қате пакеттердің сегменттен шығуына жол бермейді. Екінші жағдайда, тағайындалған мекен-жайды оқығаннан кейін, коммутатор кадрды бірден алға жылжытады. Түсіну оңай болғандықтан, оның қарама-қарсы артықшылықтары мен кемшіліктері бар - төмен кідіріс және кадрдың барабар тексерулерінің болмауы.

Үшінші жағдайда коммутатор пакетті жібермес бұрын оның алғашқы 64 байтын оқиды. Осылайша, ол қысқа фреймдерге қатысты аралық буферлі қосқыш және ұзын кадрларға қатысты ұшына ауыстырғыш ретінде әрекет етеді. Кадрларды жылжыту әдістері 3-суретте көрсетілген.

(1х1)

3-сурет
Пакетті қайта жіберу механизмдері пакетті жіберу нүктесінде ерекшеленеді.

Ішкі шина архитектурасы коммутатордың ішкі электроникасы арқылы кадрлардың бір порттан екіншісіне қалай тасымалданатынын анықтайды. Бұл коммутатордың тиімділігі үшін өте маңызды: өндіруші ішкі шинаның 1-2 Гб / с өткізу қабілеті бар деп мәлімдей алады, бірақ сонымен бірге бұл трафиктің белгілі бір түрімен ғана қол жеткізілетінін үндемейді. Мысалы, шағын буферлері бар коммутатор барлық порттар бірдей жылдамдықта жұмыс істейтін және трафик барлық порттар бойынша біркелкі бөлінген жағдайда ғана ең жақсы жұмыс істей алады.

Автобус порттарға циклдік немесе басымдық бойынша қызмет көрсете алады. Айналмалы жүйеде бос тұрған порт өткізіп жіберіледі. Бұл архитектура әрбір порт арқылы өтетін трафик шамамен бірдей болатын жағдайлар үшін ең қолайлы. Басымдық қызметте белсенді порттар ішкі автобус үшін бір-бірімен бәсекелеседі. Архитектураның бұл түрі порттары әртүрлі жылдамдыққа ие коммутаторлармен жұмыс істегенде өте қолайлы. Кейбір өндірушілер автобус архитектурасының түрін өзгерту мүмкіндігі бар қосқыштарды ұсынады.

ТОЛЫҚ дуплексті Ethernet

Қалыпты Ethernet (және Fast Ethernet) ортақ тарату ортасы болып табылады және барлық ортақ желілер анықтамасы бойынша жартылай дуплексті болып табылады: берілген уақытта тек бір станция жіберуге рұқсат етіледі, ал қалғандары тыңдауы керек. Немесе, басқаша айтқанда, станция жібере алады немесе қабылдай алады, бірақ екеуін бір уақытта емес.

Төрт жұпты сымдарды кеңінен қолдану жеке жолдар бойынша (әртүрлі жұптар) деректерді беру мен қабылдаудың іргелі мүмкіндігін ашты, бұл физикалық тасымалдау ортасы коаксиалды кабель болған кезде болмаған.

Коммутатордың әрбір портына бір ғана түйін қосылған жағдайда (біреуін атап өтеміз), тасымалдау ортасына қол жеткізу үшін ешқандай дау-дамай болмайды, сондықтан ешқандай қақтығыстар принципті түрде орын алмайды және CSMA / CD көп қол жеткізу схемасы жоқ. ұзағырақ қажет.

Осылайша, егер екі түйін коммутатор порттарына тікелей қосылса, олар әртүрлі жұптарда бір уақытта мәліметтерді қабылдап, жібере алады, нәтижесінде мұндай қосылымның теориялық өткізу қабілеті Ethernet жағдайында 20 Мбит/с, ал 200 Мбит/с құрайды. Fast Ethernet. Сонымен қатар, бәсекелестіктің болмауына байланысты қосылымның нақты орташа өткізу қабілеті номиналдыға жақындайды және жоғарыда көрсетілген мәндердің 80% астамын құрайды.

АВТОМАТТЫ келіссөздер

Кейбір коммутаторларда 10Мбит/с және 100Мбит/с порттары бар (бұл ақаулықтарды тудыруы мүмкін ақпарат алу үшін "Көкпеліліктің алдын алу" бөлімін қараңыз). Сонымен қатар, олар оған қосылған станциялардың, хабтардың және т.б. қандай жылдамдықпен жұмыс істейтінін автоматты түрде анықтай алады. ).

Бірдей стандартты RJ-45 қосқышы 10BaseT, 10BaseT толық дуплексті, 100BaseTX, 100BaseTX толық дуплексті және 100BaseT4 сигналдарын тасымалдай алады. Сондықтан IEEE кабельдің екінші жағындағы құрылғы қай стандартта жұмыс істейтінін анықтау үшін nWAY деп аталатын автоматты келіссөздер схемасын ұсынды. Жұмыс режимдері үшін басымдық тәртібі келесідей:

• толық дуплексті 100BaseTX;
• 100BaseT4;
• 100BaseTX;
• толық дуплексті 10BaseT;
• 10BaseT.

Автоматты келіссөздерде «келісуші тараптар» Fast Link Pulse деп аталатын Link Integrity импульстерінің 10BaseT аналогын пайдаланады. Екі құрылғы да осындай импульстарды жібереді және олардың әрқайсысы екінші тараптың қандай жіберу режимінде жұмыс істей алатынын анықтайды.

Көптеген қосқыштар барлық бес мүмкін режимді қолдайды, сондықтан қосылған түйінде автоматты келіссөздер болмаса да, коммутатор порты онымен сол арқылы байланысады. жоғары жылдамдықол қабілетті. Сонымен қатар, бұл функцияны жүзеге асыру өте қарапайым және жабдық құнының айтарлықтай өсуіне әкелмейді. Ақырында, стандарт пайдаланушы орната алатындай автоматты келіссөздерді өшіру опциясын ұсынады қалаған режимқажет болса қолмен тасымалдау.

АРТЫҚ ЖҮКТЕПТІҢ АЛДЫН АЛУ

Коммутаторлар жиі 10 және 100 Мбит/с порттар арасындағы көпірді біріктіруі керек, мысалы, коммутаторда бір жоғары жылдамдықты сервер порты және жұмыс станциялары үшін 10 Мбит/с порттар саны болған кезде. Трафик 10 Мбит/с порттан 100 Мбит/с портқа тасымалданған жағдайда, проблемалар болмайды, бірақ трафик қарама-қарсы бағытта жүрсе ... Деректер ағыны 100 Мбит/с.

10 Мбит/с порттан үлкенірек мән реті болып табылады, сондықтан коммутаторда мұны істеу үшін жеткілікті жады болса, артық деректерді ішкі буферінде сақтау керек. Мысалы, бірінші порт 100 Мбит/с картасы бар серверге, ал екінші порт 10 Мбит/с картасы бар клиентке қосылды делік. Егер сервер клиентке бірінен соң бірі 16 дәйекті пакеттерді жіберсе, онда олар бірге орта есеппен 24 Кбайт деректерді құрайды. 1,5 КБ кадрды жіберу Fast Ethernet үшін 122 мкс және Ethernet үшін 1220 мкс алады. Осылайша, бір кадр екінші порт арқылы жіберілмес бұрын бірінші порт он кадрды қабылдайды, яғни бірінші портта кемінде 24 Кбайт буфер болуы керек. Дегенмен, егер ағын жеткілікті ұзақ болса, онда ешқандай буфер жеткіліксіз болады. Кептелуді болдырмаудың бір жолы - ағындарды басқару. Ағынды басқару (немесе кептелістерді болдырмау) тұжырымдамасы жоғары жылдамдықты портта жасанды соқтығысты индукциялауды қамтиды, нәтижесінде жіберуші экспоненциалды кері қайтару алгоритміне сәйкес деректерді беруді біраз уақытқа тоқтатады. Біздің мысалда бірінші порт оның буферінің толғанын анықтайды және жіберушіге кептеліс туралы хабарлама жібереді. Соңғысы бұл хабарды соқтығыс ретінде қабылдап, жіберуді тоқтатады. Коммутатор буфер бос болғанша кептеліс туралы хабарларды жіберуді жалғастырады. Ағынды басқарудың бұл түрі тек жартылай дуплексті порттары бар қосқыштармен орындалады.

ҚОСУДЫ БАСҚАРУ

Коммутаторды басқару - жабдық өндірушілері де, желі әкімшілері де кездесетін ең үлкен қиындықтардың бірі. Ортақ желілер жағдайында басқару аса қиын емес, өйткені бір порт арқылы трафик хабтың барлық басқа порттарына жіберіледі. Коммутатор жағдайында әрбір виртуалды қосылымның порттарының жұптары арасындағы трафик әртүрлі, сондықтан маршрутизатордың жұмысы туралы статистикалық деректерді жинау міндеті әлдеқайда күрделі. Өндірушілер әдетте статистиканы жинаудың келесі екі әдісін қолдайды.

Олардың бірі басқаруды коммутатордың артқы панелінің архитектурасына енгізу болып табылады. Шинада жіберілген әрбір пакет туралы статистика жиналады және оның MAC мекенжайына сәйкес хостта сақталады. Басқару бағдарламасы LAN статистикасы үшін осы құрылғыға қол жеткізе алады. Бұл әдістің жалғыз проблемасы - әрбір коммутатор өндірушісі өзін өзі жүзеге асырады өз схемасы, сондықтан үйлесімділік әдетте SNMP статистикасымен шектеледі.

Екінші әдіс портты көшіру ретінде белгілі. Бұл жағдайда көрсетілген порт арқылы барлық трафик арнайы басқару портына көшіріледі. Бұл порт әдетте әрбір нақты порт үшін статистиканы жинайтын басқару терминалына қосылады. Дегенмен, бұл әдістің шектеуі бар, ол коммутатордың басқа порттарында сол уақытта не болып жатқанын көруге мүмкіндік бермейді.

Кейбір коммутатор өндірушілері әдетте әр коммутатор портының жұмысы туралы статистиканы жинау үшін модельдеріне жоғары сапалы қашықтан басқару мониторы MIB (RMON) қосады. Бірақ өте жиі олар стандартпен анықталған барлық топтарды қамтымайды, сонымен қатар, RMON MIB қолдауы коммутатордың құнын айтарлықтай арттырады.

ТҮРЛІ АЖЫРАУЛАР

Коммутаторларды әртүрлі тәсілдермен жіктеуге болады. Мақсатқа байланысты олардың барлығын екі үлкен топқа бөлуге болады - жұмыс топтарына арналған қосқыштар және магистральдық қосқыштар.

Көптеген жұмыс тобы қосқыштарының айрықша ерекшелігі әрбір портта қолдау көрсетілетін адрестердің аз саны болып табылады. Әрбір порт көпір ретінде әрекет етеді, сондықтан ол басқа порттар арқылы қандай мекенжайларға қол жеткізе алатынын білуі керек. Мұндай порт пен MAC мекенжайын салыстыру өте ұзақ болуы және қымбат жадтың айтарлықтай көлемін алуы мүмкін. Сондықтан жұмыс тобының қосқыштары әдетте тым көп MAC мекенжайларына қолдау көрсетпейді. Олардың кейбіреулері тіпті әрбір порт үшін тек бір мекенжайды есте сақтайды - бұл жағдайда портқа бір және бір ғана түйін қосылуы мүмкін.

Магистральдық қосқыштар жоғары жылдамдықты порттардың көптігімен, соның ішінде толық дуплексті порттардың болуымен ерекшеленеді. қосымша мүмкіндіктервиртуалды жергілікті желілер және кеңейтілген пакетті сүзу, т.б. сияқты желіні басқару. Жалпы алғанда, магистральдық коммутатор жұмыс топтары үшін аналогына қарағанда әлдеқайда қымбат және өнімдірек.

АУЫСТАУДЫҢ АРТЫҚШЫЛЫҚТАРЫ

Ауыстыру өте танымал технология болды, себебі ол әрбір түйінге қол жетімді нақты өткізу қабілеттілігін арттыруға мүмкіндік береді. Нәтижесінде өзгеріс жоқ негізгі технологияжәне желі топологиясын айтарлықтай өзгерту арқылы компаниялар көлік кептелісін жойып, кедергілерді кеңейте алды. Сонымен қатар, ол желінің ұзындығын арттыруға мүмкіндік береді. Бұл жағдай Fast Ethernet жағдайында өте маңызды - мысалы, екі концентратор арасында көпір орнату арқылы (кейбір өндірушілердің көзқарасы бойынша екі портты қосқыш) соңғы станциялар арасындағы қашықтықты 400 м-ге дейін арттыруға болады. .

Дмитрий Ганжа - LAN-ның жауапты редакторы. Онымен хабарласуға болады: .

Ортақ желілерден ауыстырылатын желілерге

Пайдаланушылардың аз санымен жұмыс істеуге арналған жұмыс үстелі қосқыштары 10Base-T хабтарын алмастыра алады. Әдетте жұмыс үстелі коммутаторларында 24 порт болады, олардың әрқайсысы бір түйінді (мысалы, жұмыс станциясын) қосу үшін өткізу қабілеті 10 Мбит/с болатын жеке (жеке) арнаны қолдайды. Қосымша, мұндай қосқышта магистральдық жүйеге немесе серверге қосылу үшін бір немесе бірнеше 100Base-T немесе FDDI порттары болуы мүмкін.

10 Мбит/с және 100 Мбит/с технологиялардың мүмкіндіктерін біріктіре отырып, жұмыс үстелі қосқыштары бұғаттауды азайтады. бір мезгілде қосылубірнеше түйіндерді бір жоғары жылдамдықты портқа (100 Мбит/с). Клиент-сервер ортасында бірнеше түйіндер 100 Мбит/с порт арқылы қосылған серверге бір уақытта қол жеткізе алады.

Жұмыс үстелі қосқыштарын орнату және жөндеу оңай, көбінесе кірістірілген қосу және ойнату бағдарламаларын қамтиды және оңайлатылған орнату интерфейсі бар. Бір порттың құны 150 долларды құрайды, бұл 10Base-T хабтарындағы порт құнынан екі есе аз.

Магистральдық қосқыштар

Ethernet коммутаторы иерархиясының жоғарғы жағында магистральдық қосқыштар, желілерді немесе сегменттерді қосатын және олардың порттары үшін мультигомингті қолдайтын құрылғылар орналасқан. Мұндай қосқыштар 10Base-T концентраторларын, жұмыс үстелі және топтық коммутаторларды, серверлерді қосу үшін қолданылады.

Сегменттеу арқылы қол жетімді өткізу қабілеттілігін арттырғысы келетін пайдаланушылар үшін магистральдық қосқыштар маршрутизаторларға қарапайым, жоғары өнімді және үнемді балама ұсынады. Магистральдық қосқыштар бір уақытта бірнеше сегменттер арасында трафикті жібере алады толық пайдалануортаның өткізу қабілеті.

Сонымен қатар, магистральдық қосқыштар мекенжайлардан басқа атрибуттарға негізделген пакеттерді сүзе алады. Мысалы, әкімші NetWare таратылым пакеттерінің Unix жұмыс станцияларына хаттаманы сүзу арқылы жіберуге жол бермейді.

Магистральды қосқыштар модульдік дизайнмен және әр портқа бірнеше мыңға дейін MAC мекенжайларын қолдау мүмкіндігімен сипатталады. Бұл қосқыштарды орнату жұмыс үстелі қосқыштарына қарағанда күрделірек, негізінен маршруттау функцияларын конфигурациялау қажеттілігіне байланысты. Артық қуат көздері, жылдам ауыстырылатын модульдер, Spanning Tree протоколын қолдау виртуалды желілерді қоса, коммутация технологияларының барлық мүмкіндіктерін қамтамасыз ететін магистральдық коммутаторлар үшін міндетті элементтер болып табылады.

Жұмыс үстелі қосқыштарымен (10Base-T концентраторларының орнына) пайдаланылған кезде магистральдық қосқыштар ортақ ортаны пайдаланумен байланысты мәселелердің көпшілігін болдырмайтын түпкілікті коммутацияны қамтамасыз етеді (соқтығыстардың көп саны, қате пакеттердің көбеюі, қауіпсіздік деңгейінің төмендеуі) . Көпшілігінде қуатты қолданбалар 100 Мбит/с магистральдық қосқыштар 100/10 Мбит/с жұмыс үстелі қосқыштары мен 100 Мбит/с сілтеме арқылы қосылған серверлер арасында жоғары жылдамдықты магистраль ретінде қызмет ете алады.

Бір портқа магистральдық қосқыштардың құны $750 - $1500 құрайды.

Жұмыс тобының қосқыштары

Жұмыс тобының қосқыштары негізінен оқшауланған жұмыс үстелі қосқыштарын немесе 10Base-T хабтарын желінің қалған бөлігіне қосу үшін қолданылады. Бұл құрылғылар жұмыс үстелі және магистральдық қосқыштардың мүмкіндіктерін біріктіреді.

Магистральдық жұмыс тобының қосқыштары сияқты, олар мультигомингті қолдай алады (бір коммутаторға бірнеше мың MAC мекенжайларына дейін) және маршрутизаторлар ретінде пайдалануға болады. Жұмыс үстелінің қосқыштары сияқты, олар жеке түйін порттарына қосылу үшін пайдаланылуы мүмкін.

Жұмыс тобының қосқыштары әдетте протоколды сүзуді және басқа бағыттау мүмкіндіктерін қолдамаса да, осы түрдегі кейбір қосқыштар ағаш протоколын, SNMP және виртуалды желілерді қолдайды.

Коммутатор мен пайдаланушы түйіні арасындағы 10 Мбит/с байланыс ( жұмыс станциясы) көбінесе экрандалмаған бұралған жұп (UTP) кабелімен орындалады, ал жоғары жылдамдықты порт үшін бұралған жұп немесе оптикалық кабель қолданылады. Көп тарату қосқыштары аздаған концентраторларды немесе магистральдарды қосу үшін пайдаланылатын порттары бар құрылғыға бірнеше мың MAC мекенжайларын қолдай алады. Көп тарату қосқыштары желі конфигурациясын жеңілдету және желідегі циклдарсыз арнаның артық болуын қосу үшін Spanning Tree қолдауы керек.

Жұмыс тобының қосқыштарын қолданудың негізгі саласы 10Base-T хабтары мен маршрутизаторларын ауыстыру болып табылады, бұл пайдаланушыларға бір уақытта ортақ және жеке 10 Мбит/с қосылымдарды қолдау арқылы ортақ орталардан жеке тізбектерге өтуге мүмкіндік береді. Кейбір көп тарату қосқыштарының ақауларға төзімді функциялары бар, бірақ көп тарату қосқыштары ешқашан протоколды сүзуді қолдамайды.

Жұмыс тобының қосқыштары үшін бір порттың құны $250 - $1000 құрайды.