рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Параметры коммутаторов

Параметры коммутаторов - раздел Связь, Логическая структуризация сетей Параметры Коммутаторов. Скорость Продвижений (Forwarding) - Скорость Фильтрац...

Параметры коммутаторов. скорость продвижений (forwarding) - скорость фильтрации (filtering) - пропускная способность коммутатора (throughput) - время задержки передачи кадра - тип коммутации - размер адресной таблицы - размер буферной памяти Скорость продвижения, измеряемая в количестве кадров в секунду, определяет скорость, с которой происходит передача кадра между входным и выходным портами.

Сам процесс передачи кадра включает в себя несколько этапов.

Первый этап — это процесс буферизации либо всего кадра в целом, либо первых байтов кадра, содержащих адрес назначения. После определения адреса назначения кадра происходит процесс поиска искомого выходного порта в адресной таблице, которая может быть расположена либо в локальном кэше порта, либо в общей адресной таблице. После определения нужного выходного порта процессор принимает решение о продвижении кадра и посылает запрос на доступ к выходному порту.

Установление необходимой связи между выходным и входным портами сопровождается передачей кадра в сеть через выходной порт. Скорость фильтрации, так же как и скорость продвижения, измеряется в количестве кадров в секунду и характеризует скорость, с которой порт фильтрует, то есть отбрасывает ненужные для передачи кадры. Первый этап процесса фильтрации — это буферизация либо всего кадра, либо только первых адресных байтов кадра.

После этого процессор просматривает адресную таблицу на предмет установления необходимого выходного порта. Определив, что адрес выходного порта совпадает с адресом входного порта, процессор принимает решение о фильтрации кадра и очищает свой буфер. Скорость фильтрации и скорость продвижения зависят как от производительности процессоров портов, так и от режима работы коммутатора, о чем будет сказано далее. Наибольшего значения скоростей можно достигнуть при наименьшем размере кадров, так как в этом случае скорость их поступления максимальна.

Как правило, скорость фильтрации является неблокирующей, то есть обработка кадров может происходить со скоростью их поступления. Пропускная способность коммутатора, измеряемая в мегабитах в секунду (Мбит/с), определяет какое количество пользовательских данных можно передать через коммутатор за единицу времени. Максимальное значение пропускной способности достигается на кадрах максимальной длины, поскольку в этом случае доля накладных расходов на служебную информацию в каждом кадре мала. Время задержки передачи кадра определяется как время, прошедшее с момента поступления первого байта кадра на входной порт коммутатора до момента появления этого байта на его выходном порте.

Время задержки, так же как и скорость фильтрации и продвижения, зависит от типа коммутации, поэтому принято указывать лишь минимально возможное время задержки, которое составляет от единиц до десятков микросекунд. Типы коммутации рассмотрены в пункте 1.2. Размер адресной таблицы определяет то максимальное количество MAC-адресов, которое может хранить коммутатор.

Обычно размер адресной таблицы приводится в расчете на один порт. Размер адресной таблицы зависит от области применения коммутаторов. Так, при использовании коммутатора в рабочей группе при микросегментации сети достаточно всего несколько десятков адресов. Коммутаторы отделов должны поддерживать несколько сот адресов, а коммутаторы магистралей сетей — до нескольких тысяч адресов.

Размер адресной таблицы сказывается на производительности коммутатора только в том случае, если требуется больше адресов, чем может разместиться в таблице. Если адресная таблица порта коммутатора полностью заполнена и встречается кадр с адресом, которого нет в таблице, то процессор размещает этот адрес в таблице, вытесняя при этом какой-либо старый адрес. Эта операция отнимает у процессора порта часть времени, что снижает производительность коммутатора. Кроме того, если после этого порт получает кадр с адресом назначения, который пришлось предварительно удалить из таблицы, по процессор порта передает этот кадр на все остальные порты, так как не может определить адрес назначения.

Это в значительной степени отнимает процессорное время у процессоров всех портов и создает излишний трафик в сети, что еще больше снижает производительность коммутатора. Размер буферной памяти также оказывает непосредственное влияние на производительность коммутатора. Буферная память используется для временного хранения кадров, в случае если их невозможности немедленной передачи на выходной порт. Основное назначение буферной памяти заключается в сглаживании кратковременных пиковых пульсаций трафика.

Такие ситуации могут возникать в случае, если на все порты коммутатора одновременно предаются кадры, и у коммутатора нет возможности передавать принимаемые кадры на порты назначения. Чем больше объем буферной памяти, тем ниже вероятность потери кадров при перегрузках. Размер буферной памяти может указываться как общий, так и в расчете на порт. Для повышения эффективности использования буферной памяти в некоторых моделях коммутаторов память может перераспределяться между портами, так как перегрузки на всех портах маловероятны. 1.3 Алгоритм покрывающего дерева (STA) Алгоритм покрывающего дерева — Spanning Tree Algorithm (STA) позволяет коммута¬торам автоматически определять древовидную конфигурацию связей в сети при произвольном соединении портов между собой.

Как уже отмечалось, для нормаль¬ной работы коммутатора требуется отсутствие замкнутых маршрутов в сети. Эти маршруты могут создаваться администратором специально для образования ре¬зервных связей или же возникать случайным образом, что вполне возможно, если сеть имеет многочисленные связи, а кабельная система плохо структурирована или документирована. Поддерживающие алгоритм STA коммутаторы автоматически создают актив¬ную древовидную конфигурацию связей, то есть связную конфигурацию без пе¬тель, на множестве всех связей сети. Такая конфигурация называется покрывающим деревом — Spanning Tree (иногда ее называют основным деревом), и ее название дало имя всему алгоритму.

Алгоритм Spanning Tree описан в стандарте IEEE 802.1D, том же стандарте, который определяет принципы работы прозрачных мостов.

Коммутаторы находят покрывающее дерево адаптивно, с помощью обмена слу¬жебными пакетами. Реализация в коммутаторе алгоритма STA очень важна для работы в больших сетях — если коммутатор не поддерживает этот алгоритм, то администратор должен самостоятельно определить, какие порты нужно перевести в заблокированное состояние, чтобы исключить петли.

К тому же при отказе какого-либо кабеля, порта или коммутатора администратор должен, во-первых, обнаружить факт отказа, а во-вторых, ликвидировать последствия отказа, переведя резервную связь в рабочий режим путем активизации некоторых портов. При поддержке ком¬мутаторами сети протокола Spanning Tree отказы обнаруживаются автоматически, за счет постоянного тестирования связности сети служебными пакетами.

После об¬наружения потери связности протокол строит новое покрывающее дерево, если это возможно, и сеть автоматически восстанавливает работоспособность. Алгоритм Spanning Tree определяет активную конфигурацию сети за три этапа. • Сначала в сети определяется корневой коммутатор (root switch), от которого строится дерево. Корневой коммутатор может быть выбран автоматически или назначен администратором.

При автоматическом выборе корневым становится коммутатор с меньшим значением МАС-адреса его блока управления. • Затем, на втором этапе, для каждого коммутатора определяется корневой порт(root port) — это порт, который имеет по сети кратчайшее расстояние до кор¬невого коммутатора (точнее, до любого из портов корневого коммутатора). • И наконец, на третьем этапе для каждого сегмента сети выбирается так называ¬емый назначенный порт (designated port) — это порт, который имеет кратчайшее расстояние от данного сегмента до корневого коммутатора.

После определения корневых и назначенных портов каждый коммутатор блокирует остальные порты, которые не попали в эти два класса портов. Можно математически доказать что при таком выборе активных портов в сети исключаются петли и оставшиеся связи образуют покрывающее дерево (если оно может быть построено при су¬ществующих связях в сети). Понятие расстояния играет важную роль в построении покрывающего дерева. Именно по этому критерию выбирается единственный порт, соединяющий каж¬дый коммутатор с корневым коммутатором, и единственный порт, соединяющий каждый сегмент сети с корневым коммутатором. На рис. 4 показан пример построения конфигурации покрывающего дерева для сети, состоящей из 5 сегментов и 5 коммутаторов.

Корневые порты закрашены темным цветом, назначенные порты не закрашены, а заблокированные порты пере¬черкнуты. В активной конфигурации коммутаторы 2 и 4 не имеют портов, переда¬ющих кадры данных, поэтому они закрашены как резервные.

Рис.5 Построение покрывающего дерева по алгоритму STA Расстояние до корня определяется как суммарное условное время на передачу одного бита данных от порта данного коммутатора до порта корневого коммутато¬ра. При этом считается, что время внутренних передач данных (с порта на порт) коммутатором пренебрежимо мало, а учитывается только время на передачу дан¬ных по сегментам сети, соединяющим коммутаторы. Условное время сегмента рас¬считывается как время, затрачиваемое на передачу одного бита информации в 10 наносекундных единицах между непосредственно связанными по сегменту сети портами. Так, для сегмента Ethernet это время равно 10 условным единицам, а для сегмента Token Ring 16 Мбит/с — 6,25. (Алгоритм STA не связан с каким-либо определенным стандартом канального уровня, он может применяться к коммута¬торам, соединяющим сети различных технологий.) В приведенном примере предполагается, что все сегменты работают на одной скорости, поэтому они имеют одинаковые условные расстояния, которые поэтому не показаны на рисунке. Для автоматического определения начальной активной конфигурации дерева все коммутаторы сети после их инициализации начинают периодически обмени¬ваться специальными пакетами, называемыми протокольными блоками данных мо¬ста — BPDU (Bridge Protocol Data Unit), что отражает факт первоначальной разработки алгоритма STA для мостов. 2

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Логическая структуризация сетей

И не потому, что практически все технологии ограничивают количество узлов в разделяемой среде: все виды семейства Ethernet — 1024 узлами, Token… На рис. 1 показана зависимость задержек доступа к среде передачи данных в… Для всего се¬мейства технологий Ethernet это 40-50 %, для технологии Token Ring - 60 %, а тех¬нологии FDDI -70%.…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Параметры коммутаторов

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Аппаратные средства структуризации
Аппаратные средства структуризации. Для логической сегментации на логическом уровне используют мосты(bridge) и коммутаторы(switch). Оба устройства продвигают кадры на основе одних и тех же алгоритм

Типы функциональных схем коммутаторов
Типы функциональных схем коммутаторов. На сегодняшний день используется 3 типа схем: - коммутационная матрица - с общей шиной - с разделяемой многовходовой памятью Коммутаторы с коммутационной матр

Структуризация LAN с помощью мостов
Структуризация LAN с помощью мостов. Принципы работы мостов Прозрачные мосты Прозрачные мосты незаметны для сетевых адаптеров конечных узлов, так как они строят специальную адресную таблицу, на осн

Структуризация LAN с помощью коммутаторов
Структуризация LAN с помощью коммутаторов. При построении небольших сетей, составляющих нижний уровень иерархии кор¬поративной сети, вопрос о применении того или иного коммуникационного уст¬ройства

Структурные схемы сетей на коммутаторах
Структурные схемы сетей на коммутаторах. При всем разнообразии структурных схем сетей, построенных на коммутаторах, все они используют две базовые структуры — стянутую в точку магистраль и рас¬пред

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги