Компьютерные сети Лекция 5 Мост и коммутатор Мост

Компьютерные сети Лекция 5

Мост и коммутатор Мост в каждый момент времени может осуществлять передачу кадров только между одной парой портов, а коммутатор одновременно поддерживает потоки данных между всеми своими портами(мост передает кадры последовательно, а коммутатор параллельно). Коммутатор разделяет сеть на логические сегменты(трафик локализуется в пределах групп). Коммутатор принимает решение на основании информации о конфигурации сети. Для того, чтобы собрать и обработать информацию о конфигурации подключенных к нему сегментов, коммутатор должен пройти стадию «обучения». Для автоматического распознавания петель в конфигурации сети разработан алгоритм покрывающего дерева (Spanning Tree Algorithm, STA).

Локализация трафика

УСТРАНЕНИЕ «ПЕТЕЛЬ» Протокол STP сравнением таблиц коммутации (списков MAC-адресов) разных портов сравнением контрольных сумм проходящих пакетов

Spanning Tree Algorithm Алгоритм связующего дерева является основой протокола STP (Spanning Tree Protocol), динамически отключающего избыточные связи в сети стандарта Ethernet (для образования древовидной топологии). На основании определённых условий (обычно в соответствии с настройками) один из коммутаторов выбирается «корневым» (или «root»), после чего все остальные коммутаторы по алгоритму связующего дерева выбирают для работы порты, «ближайшие» к «корневому» коммутатору (учитывается количество посредников и скорость линий). Все прочие сетевые порты, ведущие к «корневому» коммутатору, блокируются. Таким образом образуется несвязное дерево с корнем в выбранном коммутаторе.

VLAN (Virtual Local Area Network) VLAN

Обозначение членства в VLAN по протоколу (Protocol-based): данные 3-4 уровня в заголовке пакета используются чтобы определить членство в VLANe. Например, IP-машины могут быть переведены в первую VLAN, а AppleTalk-машины во вторую. Основной недостаток этого метода в том, что он нарушает независимость уровней, поэтому, например, переход с IPv4 на IPv6 приведет к нарушению работоспособности сети. методом аутентификации (Authentication based): устройства могут быть автоматически перемещены в VLAN основываясь на данных аутентификации пользователя или устройства при использовании протокола 802.1x.

Обозначение членства в VLAN по порту (Port-based, 802.1Q): порту коммутатора вручную назначается одна VLAN. В случае, если одному порту должны соответствовать несколько VLAN (например, если соединение VLAN проходит через несколько свитчей), то этот порт должен быть членом транка. по MAC-адресу (MAC-based): членство в VLANe основывается на MAC-адресе рабочей станции. В таком случае свитч имеет таблицу MAC-адресов всех устройств вместе с VLANами, к которым они принадлежат.

Trunk Магистральный порт или Trunk port — это канал типа «точка-точка» между коммутатором и другим сетевым устройством. Магистральные подключения служат для передачи трафика нескольких VLAN через один канал и обеспечивают им доступ ко всей сети. Магистральные порты необходимы для передачи трафика нескольких VLAN между устройствами при соединении двух коммутаторов, коммутатора и маршрутизатора или коммутатора и сетевого адаптера узла с поддержкой транкинга 802.1Q.

ПРЕИМУЩЕСТВА VLAN Облегчается перемещение, добавление устройств и изменение их соединений друг с другом. Достигается большая степень административного контроля вследствие наличия устройства, осуществляющего между сетями VLAN маршрутизацию на 3-м уровне. Уменьшается потребление полосы пропускания по сравнению с ситуацией одного широковещательного домена. Сокращается непроизводственное использование CPU за счет сокращения пересылки широковещательных сообщений. Предотвращение широковещательных штормов и предотвращение петель.

Характеристики коммутаторов Основные: - скорость фильтрации (filtering); - скорость маршрутизации (forwarding); - пропускная способность (throughput); - задержка передачи кадра. Влияют также на производительность: - размер буфера (буферов) кадров; - производительность внутренней шины; - производительность процессора или процессоров; - размер внутренней адресной таблицы.

этапы обработки кадров (скорость фильтрации) - прием кадра в свой буфер; - просмотр адресной таблицы с целью нахождения порта для адреса назначения кадра; - уничтожение кадра, так как его порт назначения совпадает с портом-источником.

этапы обработки кадров (Скорость продвижения) - прием кадра в свой буфер; - просмотр адресной таблицы с целью нахождения порта для адреса назначения кадра; - передача кадра в сеть через найденный по адресной таблице порт назначения.

Структура коммутатор EPP - Ethernet Packet Processor Системный модуль управляется посредством SNMP - Simple Network Management Protocol

Принцип работы коммутаци-онной матрицы

параллельная обработка нескольких кадров а) – конвеерная, б) – обычная с полной буфферизацией

Пропускная способность коммутатора Идеальный случай – работа попарно.