Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Введение в коммутируемые сети - Coggle Diagram
Введение в коммутируемые сети
Объединённые сети
Объединенная сеть(internetwork)
- это функционирующая как единая сеть совокупность сетей, взаимосвязанных маршрутизаторами и другими устройствами.
Элементы объединенной сети
Управление вызовами:
обработка телефонных звонков, идентификация вызывающего
абонента, перевод вызова, удержание линии и конференции.
Голосовые сообщения:
голосовая почта
Мобильная связь:
приём важных звонков независимо от местонахождения.
Автоответчик:
более быстрое обслуживание клиентов благодаря возможности
направления звонков напрямую в соответствующий отдел или сотруднику.
Методы пересылки на коммутаторе
Динамическое заполнение таблицы МАС-адресов коммутатора
Коммутаторы используют МАС-адреса для направления сетевой передачи данных через
коммутатор к соответствующему порту до места назначения
Чтобы коммутатор знал, какой порт использовать для передачи кадра, он должен сначала узнать, какие устройства существуют на каждом порте. По мере того, как коммутатор узнаёт отношение портов к устройствам, он создаёт таблицу МАС-адресов или таблицу ассоциативной памяти (CAM).
CAM(ассоциативная память, англ. Content Addressable Memory)
— это особый тип памяти, используемый в приложениях быстрого поиска.
Коммутаторы LAN определяют способ обработки входящих кадров путём ведения таблицы МАС-адресов. Коммутатор создаёт свою таблицу МАС-адресов, записывая МАС-адрес каждого устройства, подключённого к каждому из своих портов. Коммутатор использует данные из таблицы МАС-адресов для отправления кадров, предназначенных для конкретного устройства из порта, который был назначен этому устройству.
Следующие шаги описывают процесс построения таблицы МАС-адресов:
3) После записи информации об адресе источника коммутатор проверяет MAC-адрес назначения.
Если адрес назначения не содержится в таблице МАС-адресов или представляет собой широковещательный MAC-адрес, на что указывают все F, коммутатор рассылает кадр на все порты, за исключением входного
4) Устройство назначения (PC 3) отвечает кадру индивидуальным кадром, адресованным PC 1
2) Коммутатор проверяет MAC-адрес источника и сравнивает его с таблицей MAC-адресов.
Если адрес не содержится в таблице МАС-адресов, он сопоставляет MAC-адрес источника компьютера PC 1 с входным портом в таблице МАС-адресов
Если таблица МАС-адресов уже содержит запись для этого адреса источника, она сбрасывает таймер.
5) Коммутатор вводит МАС-адрес источника компьютера PC 3 и номер порта входного порта в таблицу адресов. Адрес назначения кадра и его соответствующий выходной порт находятся в таблице МАС-адресов
1) Коммутатор получает кадр от компьютера PC 1 на порте Port1
6) Теперь коммутатор может пересылать кадры между устройствами источника и назначения без лавинной рассылки, потому что в таблице МАС-адресов есть записи, которые идентифицируют соответствующие порты
Коммутируемая среда
Концепция коммутации и пересылки кадров универсальна для сетевых и телекоммуникационных технологий. В локальной, глобальной и телефонной сетях используются различные типы коммутаторов. Основная концепция коммутации заключается в принятии устройством решения на основе двух критериев:
Входной порт
Адрес назначения
Роль коммутируемых сетей
За последние два десятилетия роль коммутируемых сетей существенно возросла. Совсем недавно повсеместно использовались плоские коммутируемые сети 2-го уровня. Для передачи трафика LAN в рамках организации плоские сети передачи данных 2-го уровня полагались на базовые свойства стандарта Ethernet и широкое использование повторителей и концентратора.
Коммутируемая LAN обеспечивает большую гибкость, оптимизированное управление
трафиком и следующие дополнительные функции:
Качество обслуживания
Дополнительная безопасность
Поддержка беспроводных сетей и подключения
Поддержка таких новых технологий, как IP-телефония и мобильных сервисов
Иерархия в коммутируемой сети
Руководство по проектированию коммутируемой сети без границ построено на принципах,
перечисленных ниже.
Модульность
— способствует безупречному расширению сети и внедрению интегрированных сервисов по мере необходимости.
Отказоустойчивость
— обеспечивает бесперебойную работу сети в соответствии с ожиданиями пользователей.
Иерархичность
— упрощает понимание роли каждого устройства на каждом уровне, обеспечивает поддержку в процессе развёртывания, эксплуатации и управления, а также снижает количество неполадок на каждом уровне.
Гибкость
— обеспечивает рациональное распределение нагрузки трафика за счёт
использования всех сетевых ресурсов.
Коммутация с промежуточным хранением
Коммутация с промежуточным хранением характеризуется двумя основными признаками, которые отличают её от сквозной коммутации: выявлением ошибок и автоматической буферизацией.
Выявление ошибок
Коммутатор с промежуточным хранением выявляет ошибки во входящем кадре. После получения всего кадра на входном порте коммутатор сравнивает значение FCS (frame-checksequence) в последнем поле датаграммы с собственными вычислениями FCS.
FCS
- это процесс выявления ошибок, который позволяет убедиться в том, что кадр свободен от физических и канальных ошибок. Коммутатор пересылает кадр, если не выявил в нём ошибок. В противном случае кадр отбрасывается.
Автоматическая буферизация
Процесс буферизации на входном порте, используемый коммутаторами с промежуточным хранением, обеспечивает гибкость для поддержки любых скоростей Ethernet.
Сквозная коммутация
Преимущество сквозной коммутации заключается в способности коммутатора начать пересылку кадра раньше, чем при коммутации с промежуточным хранением. Сквозная коммутация характеризуется двумя основными признаками: быстрой пересылкой кадра и обработкой недопустимых кадров.
Коммутатор со сквозной коммутацией может принимать решение о пересылке сразу после нахождения МАС-адреса назначения кадра в своей таблице МАС-адресов. Коммутатору не нужно ждать остальной части кадра, поступающей через входной порт, прежде чем принять решение о пересылке
Коммутационные домены
В сегментах Ethernet на основе концентраторов сетевые устройства «борются» за контроль над средой передачи, поскольку устройства должны передавать данные по очереди.
Сегменты сети, которые пользуются общей полосой пропускания, называются коллизионными доменами, т. к. в случаях, когда два или более устройств в пределах одного сегмента пробуют передавать данные одновременно, могут возникнуть коллизии.
Снижение перегрузок сети
Важные характеристики коммутаторов, которые способствуют снижению перегрузки сети:
Скорость порта.
В зависимости от стоимости коммутатора возможна поддержка совокупности скоростей. Наиболее распространены порты со скоростями 100 Мбит/с, 1 или 10 Гбит/с
Быстрая внутренняя коммутация
. Возможность быстрой внутренней пересылки обеспечивает высокую производительность. В качестве метода можно использовать быструю внутреннюю шину или общую память, которая влияет на общую производительность коммутатора.
Большие буферы кадров
. Возможность хранить больше полученных кадров перед их отбрасыванием весьма полезна, особенно при наличии перегруженных портов, к которым подключены серверы или другие части сети.
Низкая стоимость каждого порта.
Коммутаторы обеспечивают высокую плотность портов при минимуме затрат. Именно поэтому коммутаторы LAN могут обеспечивать проекты сетей с меньшим количеством пользователей для каждого сегмента, таким образом повышая среднюю пропускную способность для каждого пользователя.
Высокая плотность портов.
Коммутаторы обладают более высокой плотностью портов: часто высота коммутаторов с 24 и 48 портами равна минимальной стандартной высоте наращиваемого устройства (1,75''), а скорость их может достигать 100 Мбит/с, 1 Гбит/с и 10 Гбит/с. Коммутаторы крупных предприятий могут поддерживать несколько сотен портов.