Комутація у корпоративній мережі. Доц. , к. т. н. Юдін О. М.
Навчальні питання 1. Принципи роботи комутатору. 2. Резервування каналів. Протокол остовного дерева (Spanning Tree Protocol, STP). 3. Віртуальні локальні мережі (Virtual Local Aria Network, VLAN).
Література
Питання Який пристрій використовується для побудови інфраструктури локальної комп'ютерної мережі? Чому? 1) комутатор; 2) концентратор.
Етапи розвитку Зірка, багатопортові репітери Загальна шина, репітери HUB концентратор 2 Мости 1 3
Першій комутатор Ether. Switch компанії Kalpana
Вступ Комутатор - пристрій, призначений для сегментування комп'ютерної мережі. Комутатор - пристрій, що з'єднує вузли одної комп'ютерної мережі за їх МАС-адресами.
Класифікація
Щільність портів симетричний асиметричний Які можуть бути варіанти побудови комп'ютерної мережі?
1. Принципи роботи комутатора
Принцип першій: використання фізичних адрес пристроїв мережі для передачі даних 2 Layer OSI
МАС-адреса За допомогою якої команди можна переглянути МАС-адресу ПК? Яка довжина у бітах МАС-адреси? Можна змінити МАС-адресу чи ні?
Виділення мас-адреси відправника Ні Додає мас-адресу і № порту, активує таймер старіння Є такий запис? Так Якщо адреса не використовується протягом певного часу вона видаляється з пам'яті комутатору Скидає таймер старіння Пошук мас-адреси одержувача Ні Є такий запис? Лавинна маршрутизація Так – передача на відповідний порт
МАС і ІР. Протокол ARP - Address Resolution Protocol
Протокол ARP
Принцип другий: використання високо швидкісної внутрішній шини для просування кадрів даних Методи просування кадрів комутаторами Наскрізна комутація Пересилка з буферізацією кадр повністю зберігається в пам'яті комутатору передачею пристрою призначення швидка пересилка з виключенням фрагментів < 64 байт комутатор передає кадр без його повного прийому Перевага: кадри, що мають помилки не передаються Перевага: висока швидкість передачі Перевага: не передаються помилкові кадри Недолік: затримка кадрів при передачі Недолік: передаються кадри, що мають помилки Недолік: зменшується швидкість передачі
Принцип третій: фільтрація кадрів даних Комутатор передає дані безпосередньо одержувачу.
Комутатори 2 -го рівня Надайте характеристику комутатору
Висновки Комутатор • Використовує фізичну адресу (МАСадресу) для передачі кадрів даних • Побудований на основі високошвидкісної магістралі • Фільтрує трафік – дані одержує тільки той комп'ютер, якому вони призначені
Питання
2. Резервування каналів. Протокол остовного дерева. STP, Spanning Tree Protocol
IZDO Резервні канали забезпечують високу надійність та доступність мережі.
Проблеми з'єднання комутаторів Шторм широкомовних пакетів Створення петель наслідки нестабільність бази даних МАС-адрес. Неможливість створити нове з'єднання і розрив існуючих з'єднань
Протокол STP забезпечує механізм відключення резервних каналів в мережі, що комутується. STP дозволяє використання резервування, яке необхідне для надійної експлуатації мережі , без створення петель комутації.
Протокол STP При включенні комутатору кожний порт послідовно проходить 4 режими: 1) блокування; 2) прослуховування; 3) навчання; 4) пересилка кадрів. Тривалість процесу ініціалізації може бути до 50 секунд.
Протокол STP Кореневий міст (комутатор) – центральний комутатор мережі Локальна мережа на комутаторах – система, що організується сама, але не завжди оптимально
Протокол STP BPDU — це кадри, що розсилаються іншим комутаторам кожні 2 секунди. BPDU - Bridge Protocol Data Unit У разі відказу каналу протокол STP протягом від 30 -50 секунд для кожного комутатору перераховує найкращі шляхи передачі.
Протокол STP
Висновки Протокол STP • забезпечує механізм відключення резервних каналів в мережі, що комутується • дозволяє використання резервування, без створення петель комутації
Питання
3. Віртуальні локальні мережі (VLAN). Virtiual Local Area Network
Недолік комутатору Широкомовна розсилка повідомлень FFFF – широкомовна МАС-адреса локальна мережа – домен широкомовної розсилки повідомлень
VLAN - це логічний домен широкомовної розсилки, який може охоплювати кілька фізичних сегментів LAN. Кожна VLAN функціонує як окрема локальна мережа. Передача даних між VLAN здійснюється маршрутизатором. При створенні VLAN призначається номер та ім'я
Cisco Catalyst 2960 fa 0/1 - fa 0/24 gi 1/1 – gi 1/2 VLAN 1
VLAN транки Магістральні канали дозволяють передавати дані кількох VLAN через один канал.
Якщо не використовувати магістральні канали, то для з'єднання вузлів 3 -х VLAN необхідно 3 канали.
Висновки VLAN • Ізолюють широкомовний трафік • Підвищують безпеку • Роблять комп'ютерну мережу більш керованою
Питання
Завдання • Створити модель комп’ютерної мережі на основі комутаторів з резервуванням каналів і 2 -а віртуальними мережами за допомогою програми Packet Tracer.
Створення віртуальних мереж VLAN 10 VLAN 20 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Створити мережу за зазначеною топологією. Створити на кожному комутаторі 2 віртуальні мережі: VLAN 10 і VLAN 20. Призначити порти комутаторів, до яких підключені РС 1 і РС 2 до VLAN 10. Призначити порти комутаторів, до яких підключені РС 0 і РС 3 до VLAN 20. Визначити ІР-адреси 2 -х підмереж для 2 -х VLAN. Задати ІР-адреси РС 1 і РС 2 з діапазону доступних адрес 1 -ї підмережі. Задати ІР-адреси РС 0 і РС 3 з діапазону доступних адрес 2 -ї підмережі. Перевести порти, за допомогою яких комутатори сполучаються між собою у режим магістралі. 9. Перевірити настроювання комутаторів і роботу мережі.
Створення віртуальної мережі • Switch(config)#vlan_number • Switch(config-vlan)#name vlan_name • Switch(config-vlan)#exit Команди виконуються на кожному комутаторі мережі
Призначення портів VLAN • Switch(config)#interface fa#/# • Switch(config-if)#switchport access vlan_number • Switch(config-if)# exit
Магістральні порти • Switch(config)#interface fa#/# • Switch(config-if)#switchport mode trunk В даний режим необхідно перевести порти, що сполучають комутатори між собою
Видалення VLAN • Switch(config)#no vlan номер_vlan Видалення порту з визначеної VLAN: • Switch(config)#interface fa#/# • Switch(config-if)#no switchport access vlan номер_vlan
Перегляд налаштувань VLAN • show vlan brief • show vlan id номер_id
show vlan brief
Висновки
Багаторівнева комутація Традиційно мережі будувались з окремих пристроїв 2 -го і 3 -го рівня. Комутація 3 -го рівня (багаторівнева комутація), об'єднує апаратну комутацію і апаратну маршрутизацію в одному пристрої.
Варіанти застосування
Packet Tracer
Cisco IOS- Internetwork Operating System Cisco IOS має специфічний інтерфейс командного рядка (command line interface, CLI)
Packet Tracer З'єднання мережевих пристроїв 1 2 3 4 ESC