Скачать презентацию План лекции 4 l l l l Коммутаторы Скачать презентацию План лекции 4 l l l l Коммутаторы

Seti_EVM_i_telekommunikatsii_Lektsia_5_2011.ppt

  • Количество слайдов: 56

План лекции 4 l l l l Коммутаторы Перегрузка портов и потеря кадров при План лекции 4 l l l l Коммутаторы Перегрузка портов и потеря кадров при полнодуплексном режиме Способы управления потоком кадров Характеристики производительности коммутаторов Два типа коммутаторов Достоинства и недостатки коммутаторов Маршрутизаторы Поддержка коммутаторами виртуальных локальных сетей

Коммутатор Коммутатор

Повышение производительности коммутатора Повышение производительности коммутатора

Полнодуплексный режим обмена При полнодуплексной связи компьютеров производительность удваивается и составляет Vд = N*10 Полнодуплексный режим обмена При полнодуплексной связи компьютеров производительность удваивается и составляет Vд = N*10 Мбит/с.

Переполнение буфера порта из-за несбалансированности трафика Переполнение буфера порта из-за несбалансированности трафика

Сеть с выделенным сервером Сеть с выделенным сервером

Управление потоком кадров Цель предотвращение потери кадров при перегрузках Управление потоком кадров Цель предотвращение потери кадров при перегрузках

В полнодуплексном режиме протоколы портов используют процедуры управления потоком Для управления потоком кадров соседнего В полнодуплексном режиме протоколы портов используют процедуры управления потоком Для управления потоком кадров соседнего узла сети используют две команды "Приостановить передачу" и "Возобновить передачу"

Управление потоком кадров при полудуплексном режиме работы Возникает вопрос. Как возникают перегрузки? Рассмотрим обмен Управление потоком кадров при полудуплексном режиме работы Возникает вопрос. Как возникают перегрузки? Рассмотрим обмен данных через коммутатор.

Обмен кадрами между коммутатором и портом сетевого адаптера компьютера при пиковой загрузки коммутатора и Обмен кадрами между коммутатором и портом сетевого адаптера компьютера при пиковой загрузки коммутатора и полудуплексном режиме работы

В полудуплексном режиме у коммутатора имеется возможность оказать воздействие на компьютер и заставить его В полудуплексном режиме у коммутатора имеется возможность оказать воздействие на компьютер и заставить его приостановить передачу кадров, пока у коммутатора не разгрузится внутренний буфер.

При полудуплексном режиме работы используют два приема воздействия на конечные узлы или “торможения” l При полудуплексном режиме работы используют два приема воздействия на конечные узлы или “торможения” l l Агрессивный захват среды Метод обратного давления Эти приемы основаны на том, что конечные узлы строго соблюдают все параметры алгоритма доступа к среде, а порты коммутатора - нет.

Агрессивный захват среды Основан на агрессивном поведении порта коммутатора при захвате среды после окончания Агрессивный захват среды Основан на агрессивном поведении порта коммутатора при захвате среды после окончания передачи кадра или после коллизии

Метод обратного давления Основан на передаче фиктивных кадров компьютеру в том случае, когда у Метод обратного давления Основан на передаче фиктивных кадров компьютеру в том случае, когда у коммутатора нет в буфере кадров для передачи по данному порту. При этом разделяемая среда равновероятно будет доставаться в распоряжение то коммутатору, то компьютеру. Следовательно, интенсивность передачи кадров в коммутатор уменьшается.

Характеристики производительности коммутаторов l l скорость фильтрации; скорость продвижения; пропускная способность; задержка передачи кадра. Характеристики производительности коммутаторов l l скорость фильтрации; скорость продвижения; пропускная способность; задержка передачи кадра.

Скорость фильтрации определяет скорость, с которой коммутатор выполняет следующие этапы обработки кадров: l l Скорость фильтрации определяет скорость, с которой коммутатор выполняет следующие этапы обработки кадров: l l l прием кадра в свой буфер, просмотр адресной таблицы с целью нахождения порта для адреса назначения кадра, уничтожение кадра, если порт назначения совпадает с портом-источником.

Скорость продвижения определяет скорость, с которой коммутатор выполняет следующие этапы обработки кадров: l l Скорость продвижения определяет скорость, с которой коммутатор выполняет следующие этапы обработки кадров: l l l 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.

Пропускная способность коммутатора измеряется количеством переданных в единицу времени через его порты пользовательских данных. Пропускная способность коммутатора измеряется количеством переданных в единицу времени через его порты пользовательских данных.

Задержка передачи кадра измеряется как время, прошедшее с момента прихода первого байта кадра на Задержка передачи кадра измеряется как время, прошедшее с момента прихода первого байта кадра на входной порт коммутатора до момента появления этого байта на выходном порту коммутатора.

Типы коммутаторов l l коммутаторы с промежуточным хранением; узловые коммутаторы - (коммутация на лету), Типы коммутаторов l l коммутаторы с промежуточным хранением; узловые коммутаторы - (коммутация на лету), (коммутирующие концентраторы).

Достоинства коммутаторов 1. Любая пара компьютеров пользуется всей полосой пропускания сети. 2. Каждая пара Достоинства коммутаторов 1. Любая пара компьютеров пользуется всей полосой пропускания сети. 2. Каждая пара компьютеров имеет собственный выделенный канал. 3. При полнодуплексном режиме увеличивается пропускная способность сети в 2 раза. 4. При полнодуплексном режиме в процессе передачи коллизии никогда не возникают, так как любая пара компьютеров в сети обменивается данными по выделенному кабелю. 5. Коммутируемая сеть более безопасна, так как передаваемые по ней данные можно перехватить только на отдельном маршруте их прохождения по сети. 6. Коммутаторы помимо передачи кадров в рамках одной технологии умеют транслировать протоколы локальных сетей, например Ethernet в Token Ring, FDDI в Ethernet и т. п. 7. Применение коммутаторов не ограничивает максимальный диаметр сети величинами в 2500 или 210 м, которые определяют размеры домена коллизий при использований концентраторов Ethernet и Fast Ethernet.

Недостатки коммутаторов 1. Широковещательные сообщения они передают на все свои порты. Это приводит к Недостатки коммутаторов 1. Широковещательные сообщения они передают на все свои порты. Это приводит к перегрузке локальных сетей при поиске в них адресов (механизм поиска адреса в локальной сети связан с рассылкой широковещательных запросов). 2. Ограничены возможности коммутаторов по объединению сетей различных технологий, например Ethernet и Х. 25. с различными способами адресации.

Маршрутизаторы l Маршрутизатор —устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и пересыпает пакеты Маршрутизаторы l Маршрутизатор —устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и пересыпает пакеты в сеть назначения.

Пример составной сети Пример составной сети

Достоинства маршрутизаторов 1. 2. 3. Надежно изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга, Достоинства маршрутизаторов 1. 2. 3. Надежно изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга, так как они более избирательны, чем концентраторы и коммутаторы. (не передают широковещательные сообщения работая на границах ЛВС. По линиям ГВС передаются лишь пакеты, предназначенные для систем в других сетях. Объем трафика по каналам ГВС сведен к минимуму). Повышают надежность доставки данных, так как могут выбрать для пакетов альтернативный путь. Способны связывать в единую сеть подсети, построенные с использованием разных сетевых технологий, например Ethernet и Х. 25.

Недостатки маршрутизаторов l l l Вносят задержки в передачу пакетов, так как требуется время Недостатки маршрутизаторов l l l Вносят задержки в передачу пакетов, так как требуется время на их обработку Дороже и сложнее в управлении Могут добавлять излишний трафик в сети, так как для обновления своих таблиц постоянно обмениваются сообщениями

План лекции 5 l l l Поддержка коммутаторами виртуальных локальных сетей Качество обслуживания (Quality План лекции 5 l l l Поддержка коммутаторами виртуальных локальных сетей Качество обслуживания (Quality of Service, Qo. S) в сетях Модель OSI - эталонная модель взаимодействия открытых систем

Поддержка коммутаторами виртуальных локальных сетей (VLAN) Виртуальной локальной сетью называется группа узлов сети, трафик Поддержка коммутаторами виртуальных локальных сетей (VLAN) Виртуальной локальной сетью называется группа узлов сети, трафик которой, в том числе и широковещательный, на канальном уровне полностью изолирован от других узлов сети.

При использовании технологии виртуальных сетей в коммутаторах одновременно решаются две задачи: l l повышение При использовании технологии виртуальных сетей в коммутаторах одновременно решаются две задачи: l l повышение производительности в каждой из виртуальных сетей, так коммутатор передает кадры в такой сети только узлу назначения; изоляция сетей друг от друга для управления правами доступа пользователей и создания защитных барьеров на пути широковещательных штормов.

Как было раньше Объединение виртуальных сетей в общую сеть выполняется на сетевом уровне переход Как было раньше Объединение виртуальных сетей в общую сеть выполняется на сетевом уровне переход на который возможен с помощью отдельного маршрутизатора или программного обеспечения коммутатора (коммутатора третьего уровня)

Виртуальные сети, построенные на одном коммутаторе Виртуальные сети, построенные на одном коммутаторе

Создание разделяемого ресурса между несколькими виртуальными сетями с использованием технологии группировки портов Создание разделяемого ресурса между несколькими виртуальными сетями с использованием технологии группировки портов

Использование коммутатора 3 -го уровня. Типовая схема сети небольшого предприятия Использование коммутатора 3 -го уровня. Типовая схема сети небольшого предприятия

Пример 24 -х портового коммутатора 3 -го уровня с поддержкой резервного источника питания Пример 24 -х портового коммутатора 3 -го уровня с поддержкой резервного источника питания

D-Link DES-3326 SR –коммутатор 3 -го уровня, объединяющий в себе коммутацию 2 -го уровня D-Link DES-3326 SR –коммутатор 3 -го уровня, объединяющий в себе коммутацию 2 -го уровня на скорости канала с базовой IP маршрутизацией пакетов и функции обеспечения качества обслуживания (Qo. S). 24 порта 10/100 Мбит/с для подключения рабочих станций l Масштабируемое расширение l IP-маршрутизация на скорости канала l Легкость интеграции в сетевую инфраструктуру l Поддержка мультимедийных приложений l Функция 802. 3 x Flow Control l Объединение каналов для агрегирования полосы пропускания l VLAN для повышения производительности и безопасности l

Качество обслуживания (Quality of Service, Qo. S) в сетях Quality of Service, Qo. S Качество обслуживания (Quality of Service, Qo. S) в сетях Quality of Service, Qo. S это механизмы, обеспечивающие условия для высокого качества обслуживания приложений с учетом всего многообразия требований, предъявляемых приложениями к сети.

Показатели качества обслуживания приложений 1. Средняя скорости передачи данных. Средняя скорость вычисляется путем деления Показатели качества обслуживания приложений 1. Средняя скорости передачи данных. Средняя скорость вычисляется путем деления общего объема переданных на время их передачи, причем выбирается достаточно длительный промежуток времени — час, день или неделя; 2. Максимальная скорость — это наибольшая скорость, зафиксированная в течение периода наблюдения. 3. Пропускная способность – максимально достижимая скорость передачи данных. 4. Коэффициент пульсации - отношение средней скорости передачи к максимальной(мгновенной). 5. Время реакции сети - определяется как интервал между возникновением запроса пользователя к какой либо сетевой службе и получением ответа на него.

Показатели качества обслуживания приложений (продолжение) 6. Задержка передачи определяется как задержка между моментом поступления Показатели качества обслуживания приложений (продолжение) 6. Задержка передачи определяется как задержка между моментом поступления данных на вход сетевого устройства и моментом появления их на выходе этого устройства. 7. Вариация задержки передачи, т. е. отклонение межпакетных интервалов в прибывающем трафике по сравнению с отправленным. 8. Надежность передачи. Определяется процентом потерянных пакетов и искаженных пакетов.

Время реакции сети. Зависит от типа службы, сервера, загруженности элементов сети (маршрутизаторов, коммутаторов сегментов Время реакции сети. Зависит от типа службы, сервера, загруженности элементов сети (маршрутизаторов, коммутаторов сегментов сети. Оно складывается: l l l из времени подготовки запроса на компьютере; времени передачи запроса между клиентом и сервером; времени обработки запроса на сервере; времени передачи ответа от сервера к клиенту; времени обработки получаемых ответов на клиентском компьютере.

Учет характеристик для различных приложений Учет характеристик для различных приложений

Характеристика чувствительности приложений к задержкам пакетов. По этой характеристики все приложения делят на: l Характеристика чувствительности приложений к задержкам пакетов. По этой характеристики все приложения делят на: l l Асинхронные приложения: практически нет ограничений на время задержки. Пример - электронная почта. Синхронные приложения: чувствительны к задержкам, но допускают их. Пример - передача голоса, когда при превышении порога задержек в 100 - 150 мс качество воспроизводимого голоса резко ухудшается.

Характеристика чувствительности приложений к потерям пакетов. По этой характеристики все приложения делят на: 1. Характеристика чувствительности приложений к потерям пакетов. По этой характеристики все приложения делят на: 1. Чувствительные к потерям приложения. Практически все приложения, передающие алфавитноцифровые данные (к которым относятся текстовые документы, коды программ, числовые массивы и т. п. ); 2. Устойчивые к потерям приложения. Приложения, работающие с мультимедийным трафиком (аудио- и видеоприложения). Однако устойчивость к потерям имеет свои пределы, поэтому процент потерянных пакетов не может превышать некоторый уровень, например 1 %.

Модель OSI - эталонная модель взаимодействия открытых систем В 1984 г Международная организация по Модель OSI - эталонная модель взаимодействия открытых систем В 1984 г Международная организация по стандартизации (International Standards Organization, ISO) предложила свою эталонную модель OSI (open systems interconnection — взаимодействие открытых систем).

Что значит открытыми системами? Системы, обеспечивающие возможность взаимодействия по опубликованным стандартам называются открытыми. Отсюда Что значит открытыми системами? Системы, обеспечивающие возможность взаимодействия по опубликованным стандартам называются открытыми. Отсюда цель модели - сделать возможным открытое сетевое соединение компьютеров.

Что дает разработчикам применение модели OSI? Дает следующие преимущества: l l возможность построения сети Что дает разработчикам применение модели OSI? Дает следующие преимущества: l l возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных производителей, придерживающихся одного и того же стандарта; возможность безболезненной замены отдельных компонентов сети другими, более совершенными, что позволяет сети развиваться с минимальными затратами; возможность легкого сопряжения одной сети с другой; простоту освоения и обслуживания сети.

Общая схема работы модели OSI Общая схема работы модели OSI

Неспособные совместно работать сети IBM и DEC в одной компании Неспособные совместно работать сети IBM и DEC в одной компании

Связь между сетями с помощью шлюза Связь между сетями с помощью шлюза

Процесс общения между двумя должностными лицами, находящимися в разных местах. Процесс общения между двумя должностными лицами, находящимися в разных местах.

Что дает разработчикам применение модели OSI? Дает следующие преимущества: l l возможность построения сети Что дает разработчикам применение модели OSI? Дает следующие преимущества: l l возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных производителей, придерживающихся одного и того же стандарта; возможность безболезненной замены отдельных компонентов сети другими, более совершенными, что позволяет сети развиваться с минимальными затратами; возможность легкого сопряжения одной сети с другой; простоту освоения и обслуживания сети.

Передача данных с использованием правил, описываемых моделью OSI Передача данных с использованием правил, описываемых моделью OSI

Понятие протокола для сети Для сетей протоколы определяют правила взаимодействия одноименных уровней в разных Понятие протокола для сети Для сетей протоколы определяют правила взаимодействия одноименных уровней в разных узлах.

Понятие инкапсуляция Процесс добавления заголовков к данным при перемещении их вниз по уровням модели Понятие инкапсуляция Процесс добавления заголовков к данным при перемещении их вниз по уровням модели ОСИ называется инкапсуляцией.

Понятие блока данных (Protocol Data Unit, PDU) Протокольный блок данных - единица обмена данными, Понятие блока данных (Protocol Data Unit, PDU) Протокольный блок данных - единица обмена данными, с которыми имеют дело протоколы разных уровней. Для обозначения блоков данных определенных уровней используются специальные названия: сообщение, кадр (frame), пакет (packet), дейтаграмма (datagram), сегмент (segment).