Топология

Из теории следует, что в классическом виде Ethernet нельзя соединять по топологии "кольцо", поскольку, в случае использования концентраторов, это закончится постоянными коллизиями – кадры, пришедшие по двум путям, будут постоянно накладываться. А в случае использования коммутаторов будет происходить т.н. "широковещательный шторм": когда первый же широковещательный кадр начинает бесконечно циркулировать по кольцу из двух соединений. Нетрудно догадаться, что в обоих случаях сеть будет практически выведена из строя. Поэтому для классического Ethernet’а можно применять только топологию типа "звезда", которая является древовидной с непересекающимися ветвями (Рис. 2). Правда, в современных коммутаторах начали встраивать защиту от широковещательных штормов, но это само по себе, конечно, не даёт возможности делать топологию типа "кольцо".

Кстати говоря, возможность широковещательного шторма - одна из серьёзных уязвимостей протокола Ethernet к атакам типа DOS: для выведения из рабочего состояния коммутатора бывает достаточно просто взять кросс-патчкорд и подключить его к двум портам одного и того же коммутатора.

Продолжая разговор о физической топологии, хотелось бы коснуться темы резервирования соединений, ведь, если два коммутатора соединены одним кабелем, то это не так надёжно – кабель могут повредить, его может залить водой, могут просто отойти контакты и т.п… А топология классического Ethernet не подразумевает параллельных соединений двух коммутаторов или "колец" между звеньями сети. На этот случай был разработан протокол Spanning Tree Protocol (STP). По своей сути, STP просто отслеживает логическую топологию всей "видимой" ему сети и отключает те порты, которые могут "замкнуть" ветви "дерева". Тем самым, можно искусственно организовать кольцо, или несколько колец, между коммутаторами, поддерживающими STP. При этом часть соединений будет постоянно отключена, но активирована только в случае обрыва основного соединения. Обычная практика, при этом, пускать основное и резервные соединения разными физическими путями – чтобы кабели не повредились одновременно. Правда, у STP есть один недостаток – время переключения на резервное соединение может занимать до минуты, а в современных сетях это довольно много. Поэтому был разработан протокол Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), который является более "быстрой" версией STP. В современных сетях, в основном, применяется RSTP или частные протоколы производителей, которые не стандартизованы и поддерживаются только оборудованием этих же производителей. Проблема в том, что протокол (R)STP поддерживают только дорогие коммутаторы, которые относятся к классу "smart".