NETSGUIDES
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ
Методы коммутации
В большинстве коммутаторов для выполнения рабочих функций используют два метода: сквозной коммутации и коммутации с промежуточным хранением. При сквозной коммутации (cut-through switching) коммутатор только читает МАС-адрес в коммутируемом кадре. Он начинает отправку кадра в тот порт, МАС-адрес которого был обнаружен в этом кадре, причем так быстро, как только коммутатор узнает, куда его следует посылать — обычно сразу после введения первых 20—30 байтов информации. (Напомним, что кадры Ethernet имеют длину около 1500 байтов, так что пауза в 30 найтов — это очень; небольшая задержка.) Таким образом, скорость сквозной коммутации равна, по существу, скорости линии связи.
Промежуточное хранение является методом, также применяемым в мостах. При этом сначала весь кадр принимается целиком, а затем обрабатывается с целью определения МАС-адреса места назначения и контроля ошибок кадра. Только корректные кадры направляются далее.
На рис. 5.10 показано различие между этими двумя методами.
Какой метод лучше? Сквозная коммутация в общем случае быстрее, поскольку кадры могут передаваться в соответствующий сегмент по мере их поступления на коммутатор. Однако этот метод таит в себе потенциальную опасность передачи искаженных кадров и, как следствие, увеличения сетевого трафика с непригодными битами. Коммутация с промежуточным хранением немного медленнее, так как каждый кадр должен быть проверен на наличие ошибок, но при этом вероятность распространения ошибок по сети меньше. Точнее говоря, он не намного замедляет работу сети, но использование коммутации с промежуточным хранением привносит некоторую задержку, которая отсутствует при сквозной коммутации, и чем крупнее кадр, тем больше время задержки. Это усложняет работу сетей с мостами.
Поэтому сквозная коммутация лучше всего подходит для сетей, нуждающихся, прежде всего, в высокой пропускной способности, а не в уменьшении вероятности распространения ошибки. Этот метод оптимален для небольших простых сетей. Коммутация с промежуточным хранением может потребоваться для более сложных сетей, для которых неприемлемы бесполезные потери времени на работу с испорченными кадрами, с какой бы малой вероятностью они не появлялись.
Примечание:
Некоторые коммутаторы поддерживают оба метода. Обычно в них используется метод сквозной коммутации. При этом они «следят» за частотой появления ошибок без промежуточного хранения кадров. Если частота ошибок превышает определенное допустимое значение, коммутатор переходит на метод коммутации с промежуточным хранением.
Смотрите также
Интерфейс EIDE
Жесткий диск состоит из двух основных частей: собственно диска и платы контроллера. На заре эпохи персональных компьютеров стандартом ESDI (Enhanced Small Disk — улучшенный интерфейс малых уст .
Конфигурирование Windows 2000
Windows 2000 содержит те же самые настройки конфигурирования, что и более ранние версии Windows, но некоторые из них расположены в других местах. IP-адрес и маска подсети Для настр .
Что вы найдете в книге?
Основной стимул при создании сети заключается в желании избавиться от забот, связанных с дискетами. Разумеется, сети создаются не только для этого, но сама идея сети подразумевает совместное исполь .
Источник
Методы коммутации
Дата добавления: 2013-12-23 ; просмотров: 5175 ; Нарушение авторских прав
Первым шагом, который выполняет коммутатор, прежде чем принять решение о передаче кадра, является его получение и анализ содержимого. В коммутаторе может быть реализован один из трех режимов работы, определяющих его поведение при получении кадра:
• коммутация с промежуточным хранением (store-and-forward);
• коммутация без буферизации (cut-through) ;
• коммутация с исключением фрагментов (fragment-free).
При коммутации с промежуточным хранением (store-and-forward) коммутатор, прежде чем передать кадр, полностью копирует его в буфер и производит проверку на наличие ошибок. Если кадр содержит ошибки (не совпадает контрольная сумма, или кадр меньше 64 байт или больше 1518 байт), то он отбрасывается. Если кадр не содержит ошибок, то коммутатор находит МАС-адрес приемника в своей таблице коммутации и определяет выходной порт . Затем, если не определены никакие фильтры, коммутатор передает кадр через соответствующий порт устройству назначения.
Несмотря на то, что этот способ передачи связан с задержками (чем больше размер кадра, тем больше времени требуется на его прием и проверку на наличие ошибок), он обладает двумя существенными преимуществами:
— коммутатор может быть оснащен портами, поддерживающими разные технологии и скорости передачи, например, 10/100 Мбит/с, 1000 Мбит/с и 10 Гбит/с;
— коммутатор может проверять целостность кадра, благодаря чему поврежденные кадры не будут передаваться в соответствующие сегменты.
Коммутация без буферизации (cut-through) была реализована в первом коммутаторе Ethernet, разработанном фирмой Kalpana в 1990 г. При работе в этом режиме коммутатор копирует в буфер только МАС-адрес назначения (первые 6 байт после префикса) и сразу начинает передавать кадр, не дожидаясь его полного приема. Коммутация без буферизации уменьшает задержку, но проверку на ошибки не выполняет. Данный метод коммутации может использоваться только в том случае, когда порты коммутатора поддерживают одинаковую скорость.
Коммутация с исключением фрагментов (fragment -free ) является компромиссным решением между методами store-and-forward и cut-through. При этом методе коммутации коммутатор принимает в буфер первые 64 байта кадра, что позволяет ему отфильтровывать коллизионные кадры перед их передачей. В соответствии со спецификацией Ethernet, коллизия может произойти во время передачи первых 64 байт. Поэтому, все кадры, с длиной больше 64 байт считаются правильными. Этот метод коммутации ожидает, пока полученный кадр не будет проверен на предмет коллизии, и только после этого, начинает его передачу.
Источник
Артём Санников
Языки программирования
Базы данных
Программное обеспечение
Операционные системы
Мобильная разработка
Менеджеры пакетов
Сетевые технологии
CMS системы
Математика
SEO продвижение
Социальные сети
Психология
Хостинг провайдер
Смартфоны
Способы пересылки кадра на коммутаторах Cisco. CCNA Routing and Switching.
Коммутаторы используют один из двух способов пересылки для коммутации данных между сетевыми портами:
- Коммутация с промежуточным хранением (store-and-forward)
- Сквозная коммутация (cut-through)
Рисунок 1 — Способы пересылки пакетов на коммутаторе.
На рисунке 1 приведены различия между этими двумя способами.
Примечание: На коммутаторах Cisco используется преимущественно сквозная коммутация.
При коммутации с промежуточным хранением, когда коммутатор получает кадр, он хранит данные в буфере до тех пор, пока не будет получен весь кадр. Во время сохранения коммутатор анализирует кадр, чтобы получить информацию о его адресате. При этом коммутатор также выполняет проверку на наличие ошибок, используя концевую часть кадра Ethernet — циклический избыточный код (CRC).
CRC использует математическую формулу, основанную на количестве бит (единиц) в кадре, что позволяет определить наличие ошибок в полученном кадре. После подтверждения целостности кадра он перенаправляется через соответствующий порт к узлу назначения. Если же в кадре обнаружена ошибка, коммутатор отбросит его. Отброс кадров с ошибками позволяет уменьшить ширину полосы пропускания, потребляемую поврежденными данными. Коммутация с промежуточным хранением необходима для анализа качества обслуживания (QoS) в мультисервисных сетях, где требуется классификация кадров для их приоретизации. Например, при передаче голосового трафика по IP эти данные должны иметь больший приоритет, чем трафик, используемый для просмотра веб-страниц.
На рисунке 2 показана анимация, которая демонстрирует коммутацию с промежуточным хранением.
Рисунок 2 — Коммутация с промежуточным хранением (store-and-forward).
Источник: Академия Cisco.
Другие статьи из категории «CCNA: Introduction to Networks»
Источник
Основы коммутации
Методы коммутации
Прежде чем принять решение о передаче кадра, коммутатор получает и анализирует его содержимое. В современных коммутаторах используются следующие методы коммутации, определяющие поведение устройства при получении кадра:
- коммутация с промежуточным хранением (store-and-forward);
- коммутация без буферизации (cut-through).
Оба метода коммутации принимают решение о продвижении кадров на основе МАС-адреса получателя, но отличаются последовательностью действий, которые коммутатор выполнит, прежде чем передать или отбросить поступивший на его порт кадр .
Метод коммутации с промежуточным хранением (store-and-forward) исторически появился первым. Он характеризуется тем, что коммутатор , прежде чем передать кадр , полностью копирует его в буфер и производит проверку на наличие ошибок. Если кадр содержит ошибки (не совпадает контрольная сумма, или кадр меньше 64 байт или больше 1518 байт ), то он отбрасывается. Если кадр не содержит ошибок, то коммутатор находит МАС- адрес приемника в своей таблице коммутации и определяет выходной порт . Затем, если не определены никакие фильтры, коммутатор передает кадр через соответствующий порт устройству назначения.
Несмотря на то, что этот способ передачи связан с задержками (чем больше размер кадра, тем больше времени требуется на его прием и проверку на наличие ошибок), он обладает двумя существенными преимуществами:
- коммутатор может быть оснащен портами, поддерживающими разные технологии и скорости передачи, например, 10/100 Мбит/с, 1000 Мбит/с и 10 Гбит/с;
- коммутатор может проверять целостность кадра, благодаря чему поврежденные кадры не будут передаваться в соответствующие сегменты.
В большинстве коммутаторов D-Link реализован этот метод коммутации. Благодаря использованию в устройствах высокопроизводительных процессоров и контроллеров ASIC ( Application -Specific Integrated Circuit ), задержка, вносимая коммутацией store-and- forward при передаче кадров, оказывается незначительной.
Коммутация без буферизации (cut-through) была реализована в первом коммутаторе Ethernet , разработанном фирмой Kalpana в 1990 г. При работе в этом режиме теоретически коммутатор копирует в буфер только МАС- адрес назначения (первые 6 байт после преамбулы) и сразу начинает передавать кадр , не дожидаясь его полного приема. Однако современные коммутаторы не всегда реализуют коммутацию без буферизации в классическом варианте. В зависимости от реализации коммутатор дожидается приема в буфер определенного количества байтов кадра и, если на порте не определены никакие фильтры, принимает решение о его передаче. Так как при работе в режиме cut-through коммутатор не дожидается приема всего кадра, то он не выполняет проверку кадров на наличие ошибок. Проверка кадра на наличие ошибок возлагается на принимающий узел. Однако, современная сетевая инфраструктура , включающая оборудование и кабельную систему позволяет свести вероятность возникновения ошибочных кадров к минимуму.
Основным преимуществом коммутация без буферизации по сравнению с коммутацией с промежуточным хранением является уменьшение времени передачи кадров большого размера. Например, если приложение использует Jumbo-фреймы (кадры Ethernet , размер поля данных которых может достигать 10 000 байт ), то коммутатор , работающий в режиме cut-through , будет передавать данные на несколько микро или миллисекунд (в зависимости от скорости портов коммутатора) быстрее коммутатора, использующего режим store-and- forward .
Помимо этого, коммутаторы с поддержкой режима cut-through хорошо подходят для использования в сетях, например в центрах обработки данных, с приложениями критичными к задержкам.
Однако в некоторых случаях, метод cut-through теряет свои преимущества в скорости передачи. Это может произойти при перегрузке сети, использовании функций фильтрации, требующих обработки на ЦПУ, или когда порты коммутатора поддерживают разную скорость (если коммутационная матрица плохо спроектирована).
Коммутаторы D-Link серии DXS-3600-xx обеспечивают гибкость в выборе метода коммутации, т.к. поддерживают selectable store-andforward/ cut-through mode . По умолчанию в коммутаторах этой серии используется режим store-and- forward , поэтому для получения преимуществ от использования режима cut-through , администратор сети должен сначала его активизировать. Коммутатор будет копировать в буфер , и изучать первые 560 байт кадра. Если размер кадра окажется больше 560 байт , коммутатор автоматически переключится в режим cut-through и начнет процесс продвижения кадра, не дожидаясь его полного приема. Соответственно для кадров, чей размер меньше или равен 560 байт будет использоваться режим коммутации store-and- forward .
Конструктивное исполнение коммутаторов
В зависимости от конструктивного исполнения (габаритных размеров) можно выделить три группы коммутаторов:
- настольные коммутаторы (Desktop switch);
- автономные коммутаторы, монтируемые в телекоммуникационную стойку ( Rack mounted switch);
- коммутаторы на основе шасси ( Chassis switch).
Как следует из названия, настольные коммутаторы предназначены для размещения на столах, иногда они могут оснащаться входящими в комплект поставки скобами для крепления на стену. Обычно такие коммутаторы обладают корпусом обтекаемой формы с относительно небольшим количеством фиксированных портов (у коммутаторов D-Link количество портов варьируется от 5 до 16), внешним или внутренним блоком питания и небольшими ножками (обычно резиновыми) для обеспечения вентиляции нижней поверхности устройства. Чаще всего коммутаторы настольного форм-фактора используются в сетях класса SOHO (Small Office, Home Office), где не требуется высокая производительность и расширенные сетевые функции. В качестве примера коммутатора в настольном исполнении можно привести коммутатор D-Link модели DES-1008A.
Автономные коммутаторы в стоечном исполнении высотой 1U обладают корпусом для монтажа в 19″ стойку, встроенным блоком питания и фиксированным количеством портов (у коммутаторов D-Link количество портов может достигать 52-х штук). По сравнению с настольными коммутаторами коммутаторы, монтируемые в стойку, обеспечивают более высокую производительность и надежность , а также предлагают широкий набор сетевых функций и интерфейсов. Как правило, такие коммутаторы используются на уровнях доступа и распределения сетей малых и средних предприятий (Small to Medium Business, SMB), корпоративных сетей и сетей провайдеров услуг (Internet Service Provider, ISP).
Среди коммутаторов в стоечном исполнении с фиксированным количеством портов можно выделить отдельную группу устройств — стековые коммутаторы. Эти устройства представляют собой коммутаторы, которые могут работать как автономно, так как выполнены в отдельном корпусе, так и совместно, благодаря наличию специальных интерфейсов, позволяющих объединять коммутаторы в одно логическое устройство с целью увеличения количества портов, удобства управления и мониторинга. Говорится, что в этом случае отдельные коммутаторы образуют стек.
Коммутаторы на основе шасси содержат слоты, которые могут быть использованы для установки интерфейсных модулей расширения, резервных источников питания и процессорных модулей. Модульное решение обеспечивает гибкость применения, высокую плотность портов и возможность резервирования критичных для функционирования коммутатора компонентов. Модули такого коммутатора поддерживают технологию hot swap («горячая замена»), то есть допускают замену на ходу, без выключения питания коммутатора. Коммутаторы на основе шасси предназначены для применения на магистрали сети крупных корпоративных сетей, городских сетей или сетей операторов связи .
Физическое стекирование коммутаторов
Под физическим стекированием понимается объединение нескольких коммутаторов в одно логическое устройство с целью увеличения количества портов, удобства управления и мониторинга. Объединенные в стек коммутаторы имеют общие таблицы коммутации и маршрутизации (для коммутаторов 3 уровня).
В коммутаторах D-Link используются 2 топологии стекирования: «кольцо» (ring) и «цепочка» ( chain ).
Стек типа «кольцо» (кольцевая топология) строится по следующей схеме: каждое устройство в стеке подключается к вышележащему и нижележащему, при этом самый нижний и самый верхний коммутатор в стеке также соединяются. При передаче данных пакет последовательно передается от одного устройства стека к другому до тех пор, пока не достигнет порта назначения. Система автоматически определяет оптимальный путь передачи трафика, что позволяет достичь полного использования полосы пропускания. Преимуществом топологии «кольцо» является то, что при выходе одного устройства из строя или обрыве связи остальные устройства стека будут продолжать функционировать в обычном режиме.
В стеке типа «цепочка» (линейная топология) каждое устройство соединено с вышележащим и нижележащим. Самый верхний и самый нижний коммутаторы не соединяются.
Физическое стекирование по линейной и кольцевой топологии реализовано в семи сериях коммутаторов D-Link. Коммутаторы серий DGS-1510-xx, DGS-3120-xx позволяют объединить в стек до 6 устройств, коммутаторы серии DGS-3610-xx – до 8 устройств, а коммутаторы серий DGS-3420-xx и DGS-3620-xx – до 12 устройств, используя интерфейсы 10 Gigabit Ethernet ( 10GE ).
Все устройства стека управляются через один IP- адрес . Передача данных между ними ведется в полнодуплексном режиме.
Источник
