LAN превключватели

Превключвателите са от основно значение за днешните локални мрежи. ТИПОВЕ НА КЛЮЧЕНЕ КОНЦЕНТРАТОРИ НА МЕТОДИ МЕТОДИ ЗА ОБРАБОТКА НА РИСКОВИ И АСИК ПАКЕТИ АРХИТЕКТУРА НА ВИСОКОКЛАСНИ КЛЮЧОВЕ СТРОИТЕЛСТВО НА ВИРТУАЛНИ МРЕЖИ НИВО ТРЕТИ КЛЮЧ ЗАКЛЮЧЕНИЕ е една от най-популярните технологии Превключването е една от най-популярните технологии.

Превключвателите са от основно значение за днешните локални мрежи.

Превключването е една от най-популярните съвременни технологии. Превключвателите заменят мостове и рутери на ръба на локални мрежи, оставяйки зад себе си ролята на организиране на комуникацията по глобалната мрежа. Подобна популярност на комутаторите се дължи преди всичко на факта, че те позволяват, поради микросегментацията, да увеличат производителността на мрежата в сравнение със споделените мрежи със същата номинална честотна лента. В допълнение към разделянето на мрежата на малки сегменти, комутаторите предоставят възможност за организиране на свързани устройства в логически мрежи и лесно да ги прегрупират, когато е необходимо; с други думи, те ви позволяват да създавате виртуални мрежи.

ВИДОВЕ КОМУТАЦИЯ

Превключването обикновено се отнася до четири различни технологии - превключване на конфигурацията, превключване на рамки, превключване на клетки и преобразуване на кадър в клетка.

Превключването на конфигурацията е известно още като превключване на портове, при което определен порт на модула Smart Hub се присвоява на един от вътрешните сегменти на Ethernet (или Token Ring). Това задание се извършва дистанционно чрез програмно управление на мрежата, когато потребителите и ресурсите в мрежата се свързват или преместват. За разлика от други комутационни технологии, този метод не подобрява производителността на споделената LAN.

Превключването на рамки или превключването на LAN използва стандартни Ethernet (или Token Ring) рамкови формати. Всеки кадър се обработва от най-близкия превключвател и се препраща в мрежата директно към получателя. В резултат на това мрежата се превръща в набор от паралелно работещи високоскоростни директни канали. Ще разгледаме как се извършва превключването на рамката вътре в превключвателя по-долу, като използваме примера на превключваща главина.

Превключването на клетки се използва в ATM. Използването на малки клетки с фиксирана дължина дава възможност да се създадат евтини, високоскоростни комутационни структури на хардуерно ниво. Както рамковите комутатори, така и клетъчните комутатори могат да поддържат няколко независими работни групи, независимо от тяхната физическа връзка (вижте раздела „Изграждане на виртуални мрежи“).

Преобразуването между кадри и клетки позволява, например, станции с Ethernet карта да комуникират директно с устройства в мрежа от банкомати. Тази технология се използва за емулиране на локална мрежа.

В този урок ще се интересуваме преди всичко от смяната на персонала.

КЛЮЧОВИ КОНЦЕНТРАТОРИ

Първият превключващ хъб, EtherSwictch, беше представен от Kalpana. Този хъб намали мрежовото противоречие чрез намаляване на броя на възлите в логически сегмент, използвайки технологията за микросегментиране. По същество броят на станциите в един сегмент беше намален до две: станцията, инициираща заявката, и станцията, отговаряща на заявката. Никоя друга станция не вижда информацията, предавана между тях. Пакетите се предават като през мост, но без закъснението, присъщо на моста.

(1x1)

МЕТОДИ ЗА ОБРАБОТКА НА ПАКЕТИ

В допълнение към горните два, някои комутатори използват хибриден метод. При нормални обстоятелства те извършват превключване от край до край, но в същото време следят броя на грешките, като проверяват контролни суми. Ако броят на грешките достигне предварително определена прагова стойност, те преминават в буферен режим на превключване. Когато броят на грешките намалее до приемливо ниво, те се връщат в режим на превключване от край до край. Този тип превключване се нарича прагово или адаптивно превключване.

РИСК И ASIC

Буферните превключватели често се изпълняват с помощта на стандартни RISC процесори. Едно от предимствата на този подход е, че те са сравнително евтини в сравнение с ASIC комутаторите, но не е много добър за специализирани приложения. Превключването в такива устройства се извършва с помощта на софтуер, така че тяхната функционалност може да бъде променена чрез надграждане на инсталирания софтуер. Недостатъкът е, че те са по-бавни от базираните на ASIC комутатори.

Превключватели с интегрални схеми ASIC са проектирани да изпълняват специализирани задачи: цялата им функционалност е "свързана" към хардуера. Има и недостатък на този подход: когато е необходимо надстройване, производителят е принуден да преработи веригата. ASIC обикновено са превключване от край до край. Платът ASIC създава специални физически пътища между входните и изходните портове, както е показано на фигура 1.

АРХИТЕКТУРА НА ВИСОКОКЛАСНИ КЛЮЧОВЕ

Превключвателите от висок клас обикновено са модулни и могат да се справят както с превключване на пакети, така и с превключване на клетки. Модулите на такъв комутатор извършват превключване между мрежи от различен тип, включително Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI и ATM. В същото време основният превключващ механизъм в такива устройства е комутационната структура на ATM. Ще разгледаме архитектурата на такива устройства на примера на Centillion 100 от Bay Networks.

Превключването се извършва с помощта на следните три хардуерни компонента (вж. Фигура 2):

  • АТМ задна платка за ултрависокоскоростен клетъчен трансфер между модули;
  • специална интегрална схема CellManager на всеки модул за контрол на трансфера на клетки през задната платка;
  • SAR интегрална схема със специална цел на всеки модул за преобразуване на кадри в клетки и обратно.

    solutions
    (1x1)

    Фигура 2.
    Превключвателите от висок клас използват превключване на клетки все повече и повече поради своята висока скорост и лесна миграция към банкомат.

    Всеки комутационен модул има входно/изходни портове, буферна памет и ASIC на CellManager. В допълнение, всеки LAN модул има и RISC процесор за превключване на рамки между локални портове и колектор/декомпресор на пакети за преобразуване на кадри и клетки помежду си. Всички модули могат независимо да превключват между своите портове, така че само трафикът, предназначен за други модули, да се предава през задната платка.

    СТРОИТЕЛНИ ВИРТУАЛНИ МРЕЖИ

    В допълнение към подобряването на производителността, превключвателите ви позволяват да създавате виртуални мрежи. Един от методите за създаване на виртуална мрежа е създаването на излъчен домейн чрез логическа връзка на портове във физическата инфраструктура на комуникационно устройство (това може да бъде или интелигентен хъб - превключване на конфигурация, или превключване на рамка на превключвател). Например нечетните портове на устройство с осем порта се присвояват на една виртуална мрежа, а четните - на друга. В резултат на това станция в една виртуална мрежа е изолирана от станции в друга. Недостатъкът на този метод за организиране на виртуална мрежа е, че всички станции, свързани към един и същи порт, трябва да принадлежат към една и съща виртуална мрежа.

    ТРИ КЛЮЧА НА НИВО

    При всичките си предимства, комутаторите имат един съществен недостатък: те не могат да защитят мрежата от лавини от излъчвани пакети и това води до непродуктивно натоварване на мрежата и увеличаване на времето за реакция. Рутерите могат да наблюдават и филтрират ненужния излъчен трафик, но те са с порядъци по-бавни. Така че, според документацията на Case Technologies, типичната производителност на рутера е 10 000 пакета в секунда и това не се сравнява със сходния показател на комутатора - 600 000 пакета в секунда.

    В резултат на това много производители започнаха да изграждат функционалност за маршрутизиране в комутатори. За да се гарантира, че работата на превключвателя не се забавя значително, се използват различни методи: например превключването на втория слой и превключването на третия слой се реализират директно в хардуер (в ASIC). Различните производители наричат ​​тази технология различно, но целта е една и съща: маршрутизиращият превключвател трябва да изпълнява функциите на третия слой със същата скорост като функциите на втория слой. Важен фактор е цената на такова устройство на порт: тя също трябва да бъде ниска, като тази на суичовете (вижте статията на Ник Липис в следващия брой на списание LAN).

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Превключвателите са както структурно, така и функционално много разнообразни; невъзможно е да се обхванат всичките им аспекти в една кратка статия. В следващия урок ще разгледаме по-отблизо комутаторите за банкомат.

    Споделете материала с колеги и приятели