Perisian untuk sistem teleproses. Topologi rangkaian logik. Akses Media

Penstrukturan fizikal rangkaian berguna dalam banyak cara, tetapi dalam beberapa kes, biasanya berkaitan dengan rangkaian besar dan sederhana, tanpa penstrukturan logik rangkaian adalah mustahil untuk dicapai. Paling isu penting, yang tidak boleh diselesaikan dengan penstrukturan fizikal, masalah pengagihan semula lalu lintas yang dihantar antara berbeza segmen fizikal rangkaian.

DALAM rangkaian yang besar heterogeniti secara semula jadi timbul aliran maklumat: rangkaian terdiri daripada banyak subnet kumpulan kerja, jabatan, cawangan perusahaan dan entiti pentadbiran lain. Dalam sesetengah kes, pertukaran data yang paling intensif diperhatikan antara komputer yang dimiliki oleh subnet yang sama, dan hanya bahagian kecil panggilan berlaku kepada sumber komputer yang terletak di luar kumpulan kerja tempatan. Di perusahaan lain, terutamanya di mana terdapat penyimpanan berpusat data korporat, yang digunakan secara aktif oleh semua pekerja perusahaan, keadaan sebaliknya diperhatikan: intensiti permintaan luaran lebih tinggi daripada intensiti pertukaran antara mesin "jiran". Tetapi tidak kira bagaimana trafik luaran dan dalaman diagihkan, untuk meningkatkan kecekapan rangkaian, kepelbagaian aliran maklumat patut dipertimbangkan.

Rangkaian dengan topologi tipikal("tayar", "cincin", "bintang"), di mana segala-galanya segmen fizikal dianggap sebagai satu persekitaran yang dikongsi bersama, ternyata tidak mencukupi untuk struktur aliran maklumat pada rangkaian yang besar. Sebagai contoh, dalam rangkaian dengan bas yang dikongsi, interaksi mana-mana pasangan komputer mendudukinya untuk keseluruhan masa pertukaran, oleh itu, apabila bilangan komputer dalam rangkaian meningkat, bas itu menjadi kesesakan. Komputer di satu jabatan terpaksa menunggu sepasang komputer di jabatan lain untuk menyelesaikan pertukaran.


nasi. 8.5.


nasi. 8.6. Struktur logik terus sepadan dengan "bas biasa".

Untuk menyelesaikan masalah, kita perlu meninggalkan idea satu homogen persekitaran yang dikongsi bersama. Sebagai contoh, dalam contoh yang dibincangkan di atas, adalah wajar untuk memastikan bahawa bingkai yang dihantar oleh komputer jabatan 1 akan melangkaui sempadan bahagian rangkaian ini jika dan hanya jika bingkai ini dihantar ke beberapa komputer daripada jabatan lain. Sebaliknya, hanya bingkai yang dialamatkan kepada nod rangkaian ini harus memasuki rangkaian setiap jabatan. Dengan organisasi operasi rangkaian ini, ia prestasi akan meningkat dengan ketara, kerana komputer satu jabatan tidak akan terbiar semasa komputer jabatan lain bertukar-tukar data.

Adalah mudah untuk melihat bahawa dalam penyelesaian yang dicadangkan kami meninggalkan idea seorang jeneral persekitaran yang dikongsi bersama dalam keseluruhan rangkaian, walaupun mereka meninggalkannya dalam setiap jabatan. Lebar jalur Talian komunikasi antara jabatan seharusnya tidak sepadan dengan lebar jalur persekitaran dalam jabatan. Jika trafik antara jabatan hanyalah 20% daripada trafik dalam jabatan (seperti yang telah dinyatakan, nilai ini mungkin berbeza), maka daya pengeluaran talian komunikasi dan peralatan komunikasi menghubungkan jabatan boleh jauh lebih rendah daripada trafik rangkaian dalaman jabatan.


nasi. 8.7.

Pengagihan trafik yang dimaksudkan untuk komputer pada segmen rangkaian tertentu, hanya dalam segmen ini, dipanggil penyetempatan lalu lintas . Penstrukturan logik rangkaian ialah proses membahagikan rangkaian kepada segmen dengan trafik setempat.

Untuk penstrukturan logik rangkaian digunakan peranti komunikasi:

  • jambatan;
  • suis;
  • penghala;
  • pintu masuk.

Jambatan(jambatan) membahagikan medium penghantaran kongsi rangkaian kepada bahagian (selalunya dipanggil segmen logik), memindahkan maklumat dari satu segmen ke segmen lain hanya jika pemindahan sedemikian benar-benar perlu, iaitu, jika alamat komputer destinasi milik subnet yang berbeza . Oleh itu, jambatan mengasingkan trafik satu subnet daripada trafik subnet yang lain, meningkatkan keseluruhannya prestasi pemindahan data dalam talian. Penyetempatan trafik bukan sahaja menjimatkan lebar jalur, tetapi juga mengurangkan kemungkinan akses tanpa kebenaran kepada data, kerana bingkai tidak melampaui sempadan segmen mereka, dan lebih sukar bagi penyerang untuk memintas mereka.

Dalam Rajah. Rajah 8.8 menunjukkan rangkaian yang diperoleh daripada rangkaian dengan hab pusat (lihat Rajah 8.5) dengan menggantikannya dengan jambatan. Rangkaian jabatan 1 dan 2 terdiri daripada segmen logik yang berasingan, dan rangkaian jabatan 3 terdiri daripada dua segmen logik. Setiap segmen logik dibina berdasarkan hab dan mempunyai yang paling mudah struktur fizikal dibentuk oleh panjang kabel yang menyambungkan komputer ke port hub. Jika pengguna komputer A menghantar data kepada pengguna komputer B yang berada dalam segmen yang sama dengannya, maka data ini akan diulang hanya pada mereka antara muka rangkaian , yang ditandakan dalam rajah dengan bulatan berlorek.


nasi. 8.8.

Jambatan digunakan untuk penyetempatan lalu lintas alamat perkakasan komputer. Ini menyukarkan untuk mengenali sama ada komputer tertentu tergolong dalam segmen logik tertentu - alamat itu sendiri tidak mengandungi maklumat sedemikian. Oleh itu, jambatan mewakili pembahagian rangkaian kepada segmen dengan cara yang agak mudah - ia mengingati melalui port mana bingkai data diterima daripada setiap komputer pada rangkaian, dan seterusnya menghantar bingkai yang dimaksudkan untuk komputer ini, ke pelabuhan ini. Tepat topologi sambungan Jambatan tidak tahu antara segmen logik. Oleh kerana itu, penggunaan jambatan membawa kepada sekatan yang ketara pada konfigurasi sambungan rangkaian - segmen mesti disambungkan sedemikian rupa sehingga gelung tertutup tidak terbentuk dalam rangkaian.

Dari segi prinsip pemprosesan bingkai, suis boleh dikatakan tidak berbeza dengan jambatan. Satu-satunya perbezaan ialah ia adalah sejenis komunikasi berbilang pemproses, kerana setiap portnya dilengkapi dengan cip khusus yang memproses bingkai menggunakan algoritma jambatan, tanpa mengira cip port lain. Disebabkan ini, jumlah prestasi Suis biasanya mempunyai prestasi yang jauh lebih tinggi daripada jambatan tradisional, yang mempunyai unit pemprosesan tunggal. Boleh dikatakan begitu suis- Ini ialah jambatan generasi baharu yang memproses bingkai dalam mod selari.

Had yang berkaitan dengan penggunaan jambatan dan suis - mengikut

6 . MENSTRUKTUR SEBAGAI CARA MEMBINA RANGKAIAN BESAR

6.3. Penstrukturan rangkaian logik

Penstrukturan rangkaian fizikal berguna dalam banyak cara, tetapi dalam beberapa kes, biasanya berkaitan dengan rangkaian besar dan sederhana, adalah mustahil untuk dilakukan tanpa penstrukturan rangkaian logik. Masalah paling penting yang tidak dapat diselesaikan dengan penstrukturan fizikal kekal sebagai masalah pengagihan semula trafik yang dihantar antara segmen fizikal rangkaian yang berbeza.

Dalam rangkaian yang besar, kepelbagaian aliran maklumat secara semula jadi timbul: rangkaian terdiri daripada banyak subrangkaian kumpulan kerja, jabatan, cawangan perusahaan dan entiti pentadbiran lain. Selalunya, pertukaran data yang paling intensif berlaku antara komputer yang dimiliki oleh subnet yang sama, dan hanya sebahagian kecil daripada panggilan berlaku kepada sumber komputer yang terletak di luar kumpulan kerja tempatan. Oleh itu, untuk meningkatkan kecekapan rangkaian, kepelbagaian aliran maklumat mesti diambil kira.

Rangkaian dengan topologi standard (bas, cincin, bintang), di mana semua segmen fizikal dianggap sebagai satu medium yang dikongsi, ternyata tidak mencukupi untuk struktur aliran maklumat dalam rangkaian yang besar. Sebagai contoh, dalam rangkaian dengan bas yang dikongsi, interaksi mana-mana pasangan komputer mendudukinya untuk keseluruhan masa pertukaran, oleh itu, apabila bilangan komputer dalam rangkaian meningkat, bas itu menjadi kesesakan. Komputer dalam satu jabatan terpaksa menunggu sepasang komputer di jabatan lain untuk menyelesaikan pertukaran, dan ini walaupun hakikatnya keperluan untuk komunikasi antara komputer dalam dua jabatan berbeza timbul lebih jarang dan memerlukan sangat sedikit lebar jalur.

Keadaan ini timbul disebabkan oleh fakta bahawa struktur logik rangkaian ini kekal homogen - ia tidak mengambil kira peningkatan intensiti trafik dalam jabatan dan menyediakan semua pasangan komputer dengan peluang yang sama untuk bertukar maklumat (Rajah 17, a , 6).

nasi. 17. Percanggahan antara struktur logik rangkaian dan struktur aliran maklumat

Penyelesaian kepada masalah ini adalah untuk meninggalkan idea satu persekitaran perkongsian homogen. Sebagai contoh, dalam contoh yang dibincangkan di atas, adalah wajar untuk memastikan bahawa bingkai yang dihantar oleh komputer jabatan 1 akan melangkaui sempadan bahagian rangkaian ini jika dan hanya jika bingkai ini dihantar ke beberapa komputer daripada jabatan lain. Sebaliknya, hanya bingkai yang dialamatkan kepada nod rangkaian ini harus memasuki rangkaian setiap jabatan. Dengan organisasi operasi rangkaian ini, prestasinya akan meningkat dengan ketara, kerana komputer satu jabatan tidak akan terbiar semasa komputer jabatan lain bertukar-tukar data.

PERHATIAN

Mengedarkan trafik yang dimaksudkan untuk komputer pada segmen rangkaian tertentu sahaja dalam segmen itu dipanggil penyetempatan trafik. Penstrukturan rangkaian logik ialah proses membahagikan rangkaian kepada segmen dengan trafik setempat.

Penolakan daripada satu medium penghantaran data yang dikongsi juga perlu dalam kes lain. Kelemahan utama rangkaian pada satu medium kongsi mula muncul apabila ambang tertentu bilangan nod yang disambungkan kepadanya melebihi. Sebabnya ialah sifat rawak kaedah akses sederhana yang digunakan dalam semua teknologi rangkaian tempatan.

Kesan kelewatan dan perlanggaran pada daya pemprosesan berguna rangkaian Ethernet ditunjukkan dengan baik dalam graf yang dibentangkan dalam Rajah. 18.

nasi. 18. Kebergantungan jalur lebar rangkaian Ethernet yang berguna

daripada faktor penggunaan

Bilangan nod di mana penggunaan rangkaian mula menghampiri had berbahaya bergantung pada jenis aplikasi yang dijalankan dalam nod: dengan trafik yang cukup sengit, bilangannya berkurangan. Masalah yang sama berlaku bukan sahaja dalam rangkaian besar, tetapi juga berdasarkan kumpulan kerja, jadi rangkaian jabatan tersebut memerlukan penstrukturan tambahan.

Had penggunaan media kongsi biasa boleh diatasi dengan membahagikan rangkaian kepada berbilang media kongsi dan menyambungkan segmen rangkaian individu dengan peranti seperti jambatan, suis atau penghala.

Peranti yang disenaraikan menghantar bingkai dari satu port mereka ke port yang lain, menganalisis alamat destinasi yang diletakkan dalam bingkai ini. Jambatan dan suis melaksanakan operasi pemindahan bingkai berdasarkan alamat rata lapisan pautan(alamat MAC) dan penghala berdasarkan nombor rangkaian.

Segmen logik mewakili satu persekitaran dikongsi. Membahagikan rangkaian kepada segmen logik membawa kepada fakta bahawa beban pada setiap segmen yang baru dibentuk hampir selalu kurang daripada beban yang dialami oleh rangkaian asal.

Perkataan "hampir" mengambil kira kes yang sangat jarang berlaku apabila semua trafik adalah antara segmen. Jika ini diperhatikan, ini bermakna rangkaian dibahagikan kepada subnet logik dengan tidak betul, kerana ia sentiasa mungkin untuk mengenal pasti sekumpulan komputer yang menjalankan tugas biasa.

Secara umum, penstrukturan logik rangkaian membawa kepada perkara berikut.

  • Segmentasi meningkatkan fleksibiliti rangkaian . Dengan membina rangkaian sebagai koleksi subnet, setiap subnet boleh disesuaikan dengan keperluan tertentu kerja berkumpulan atau jabatan. Proses membahagikan rangkaian kepada segmen logik juga boleh dipertimbangkan dalam arah terbalik, sebagai proses mencipta rangkaian besar daripada modul - subnet sedia ada.
  • Subnet meningkatkan keselamatan data . Apabila pengguna menyambung ke segmen rangkaian fizikal yang berbeza, anda boleh menafikan akses pengguna tertentu kepada sumber segmen lain. Dengan memasang pelbagai penapis logik pada jambatan, suis dan penghala, anda boleh mengawal akses kepada sumber, yang pengulang tidak membenarkan.
  • Subnet memudahkan pengurusan rangkaian . Kesan sampingan mengurangkan trafik dan meningkatkan keselamatan data adalah untuk memudahkan pengurusan rangkaian. Masalah selalunya disetempatkan dalam segmen, kerana masalah dalam satu subnet tidak menjejaskan yang lain. Subnet membentuk domain pengurusan rangkaian logik.

Kebolehpercayaan rangkaian;

Prestasi;

Mengimbangi beban saluran individu;

Kemudahan menyambungkan nod baharu;

Kos peralatan rangkaian;

Kos dan kemudahan pemasangan kabel;

Penyatuan sambungan pelbagai modul;

Kemungkinan akses siaran pantas ke semua stesen rangkaian;

Jumlah panjang minimum talian komunikasi, dsb.

Topologi bersambung sepenuhnya (Rajah 5.3.1, a).

Topologi jaringan (Rajah 5.3.1, b).

Penstrukturan fizikal rangkaian

Untuk sambungan fizikal Untuk segmen kabel rangkaian tempatan yang berbeza, pengulang digunakan untuk meningkatkan jumlah panjang rangkaian (Rajah 5.3.4).

nasi. 5.3.4. Pengulang membenarkan anda memanjangkan panjang rangkaian Ethernet (contohnya, 10Base2).

Pengulang yang mempunyai lebih daripada dua port dipanggil hub atau hab (hab).

Hab mengulangi isyarat masuk dari salah satu port mereka pada port mereka yang lain.

Jadi, hab ethernet berulang isyarat masukan pada semua portnya, kecuali yang dari mana isyarat datang (Rajah 5.3.5, a).

Dan hab Token Ring (Gamb. 5.3.5, b) mengulangi isyarat input yang datang dari port tertentu pada hanya satu port - yang mana komputer seterusnya dalam gelang disambungkan.

nasi. 5.3.5. Penumpu pelbagai teknologi.

Penstrukturan rangkaian logik membolehkan anda mengagihkan semula trafik yang dihantar antara segmen rangkaian fizikal yang berbeza.

Contoh (Rajah 5.3.6).

nasi. 5.3.6. Rangkaian di mana semua segmen fizikal dianggap sebagai satu medium yang dikongsi ternyata tidak mencukupi untuk struktur aliran maklumat dalam rangkaian yang besar.

Mengedarkan trafik yang dimaksudkan untuk komputer pada segmen rangkaian tertentu sahaja dalam segmen itu dipanggil penyetempatan trafik. Penstrukturan rangkaian logik ialah proses membahagikan rangkaian kepada segmen dengan trafik setempat.

Jambatan, suis, penghala dan get laluan digunakan untuk menstruktur rangkaian secara logik.

nasi. 5.3.7. Penstrukturan rangkaian logik menggunakan jambatan.

Penghala mengasingkan lalu lintas dengan lebih dipercayai dan lebih berkesan daripada jambatan bahagian individu rangkaian antara satu sama lain.

Gerbang menghubungkan rangkaian dengan jenis yang berbeza sistem dan perisian aplikasi.

Kesimpulan:

1. Ciri penting Rangkaian ialah topologi - sejenis graf yang bucunya sepadan dengan komputer rangkaian (kadangkala peralatan lain, seperti hab), dan tepinya sepadan dengan sambungan fizikal antara mereka. Konfigurasi sambungan fizikal ditentukan sambungan elektrik komputer sesama mereka dan mungkin berbeza daripada konfigurasi sambungan logik antara nod rangkaian. Sambungan logik mewakili laluan penghantaran data antara nod rangkaian

2. Topologi tipikal sambungan fizikal ialah: bersambung sepenuhnya, mesh, bas biasa, topologi cincin dan topologi bintang.

3. Untuk jaringan komputer dicirikan oleh kedua-dua talian komunikasi individu antara komputer dan yang dikongsi, apabila satu talian komunikasi digunakan secara bergilir-gilir oleh beberapa komputer. Dalam kes kedua, masalah elektrik semata-mata timbul kualiti yang diperlukan isyarat apabila menyambungkan beberapa penerima dan pemancar ke wayar yang sama, serta masalah logik membahagikan masa akses kepada talian ini.

4. Tiga jenis alamat digunakan untuk menangani nod rangkaian: alamat perkakasan, nama simbolik dan alamat kompaun berangka. DALAM rangkaian moden Sebagai peraturan, ketiga-tiga skema pengalamatan ini digunakan secara serentak. penting masalah rangkaian adalah tugas untuk mewujudkan surat-menyurat antara alamat pelbagai jenis. Masalah ini boleh diselesaikan sama ada dengan cara terpusat atau teragih sepenuhnya.

5. Untuk menghapuskan sekatan pada panjang rangkaian dan bilangan nodnya, penstrukturan fizikal rangkaian digunakan menggunakan pengulang dan hab.

6. Untuk meningkatkan prestasi dan keselamatan rangkaian, penstrukturan rangkaian logik digunakan, yang terdiri daripada membahagikan rangkaian kepada segmen sedemikian rupa sehingga sebahagian besar trafik komputer dalam setiap segmen tidak melangkaui sempadan segmen ini. Cara penstrukturan logik ialah jambatan, suis, penghala dan pintu masuk.

Dalam pelajaran lepas, dan ini adalah kuliah No. 3, kami mengkaji isu-isu yang berkaitan dengan menyelesaikan masalah penukaran dalam rangkaian komputer. Pada masa yang sama, masalah tertentu yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah umum pensuisan dalam rangkaian telah dipertimbangkan, ciri perbandingan dan skop penggunaan kaedah menukar saluran dan paket, dan intipati mekanisme yang digunakan dalam rangkaian dengan pensuisan paket untuk bergerak. maklumat melalui rangkaian - penghantaran datagram dan saluran maya.

Untuk menyemak kualiti asimilasi bahan pendidikan kuliah, kami akan menjalankan tinjauan kawalan.

Soalan kawalan:

    Apakah masalah tertentu yang perlu diselesaikan untuk menyediakan pensuisan dalam rangkaian?

    Apakah kriteria optimum yang digunakan semasa menentukan laluan?

    Terangkan intipati operasi pemultipleksan dan penyahmultipleksan.

    Kelebihan dan keburukan utama rangkaian suis litar (paket).

    Intipati kaedah datagram penghantaran data.

    Intipati kaedah penghantaran data menggunakan saluran maya.

Hari ini dalam kelas kita akan terus mempelajari topik No. 1: "Seni bina rangkaian komputer" dan mempertimbangkan topik: « Penstrukturan dan ciri-ciri rangkaian komputer."

  1. Bahagian utama

1. Struktur rangkaian fizikal dan logik

1.1. Sebab penstrukturan rangkaian

Dalam rangkaian dengan bilangan komputer yang kecil (10-30), salah satu daripada yang berikut paling kerap digunakan: topologi tipikal- rangkaian bas, gelang, bintang atau jaringan biasa. Semua topologi di atas mempunyai sifat homogeniti. Kehomogenan struktur ini memudahkan untuk menambah bilangan komputer dan memudahkan penyelenggaraan dan pengendalian rangkaian. Dalam rangkaian besar, penggunaan struktur standard menimbulkan pelbagai sekatan, yang paling penting ialah:

sekatan ke atas panjang komunikasi antara nod;

sekatan ke atas bilangan nod dalam rangkaian;

sekatan ke atas keamatan trafik yang dihasilkan oleh nod rangkaian.

Untuk menghapuskan sekatan ini, kaedah khas penstrukturan rangkaian dan peralatan pembentuk struktur khas digunakan - pengulang, hab, jambatan, suis, penghala. Peralatan jenis ini juga dipanggil peralatan komunikasi, bermakna dengan bantuannya segmen rangkaian individu berinteraksi antara satu sama lain.

Terdapat perbezaan antara topologi sambungan fizikal (struktur fizikal) dan topologi sambungan logik (struktur logik). Konfigurasi sambungan fizikal ditentukan oleh sambungan elektrik komputer, di sini tepi graf sepadan dengan segmen kabel yang menyambungkan pasangan nod. Sambungan logik ialah laluan penghantaran data antara nod rangkaian dan dibentuk dengan mengkonfigurasi peralatan komunikasi yang sesuai.

1.2. Penstrukturan fizikal rangkaian

Alat komunikasi yang paling mudah ialah pengulang- digunakan untuk menyambung secara fizikal segmen kabel LAN yang berbeza untuk meningkatkan panjang keseluruhan rangkaian. Pengulang menghantar isyarat yang datang dari satu segmen rangkaian ke segmen rangkaian yang lain. Pengulang membolehkan anda mengatasi batasan pada panjang talian komunikasi dengan meningkatkan kualiti isyarat yang dihantar - memulihkan kuasa dan amplitudnya, menambah baik tepi, dll. Pengulang yang mempunyai beberapa port dan menghubungkan beberapa segmen fizikal sering dipanggil hab, atau hab.

Operasi hab mana-mana teknologi mempunyai banyak persamaan - mereka mengulangi isyarat yang datang dari salah satu port mereka pada port mereka yang lain (lihat Rajah 1). Hab adalah perkara biasa kepada hampir semua orang teknologi asas rangkaian tempatan -Ethernet, ArcNet, Token cincin, FDDI, Cepat Ethernet, Gigabit Ethernet. Menambah hab pada rangkaian sentiasa mengubah topologi fizikalnya, tetapi meninggalkan topologi logik tidak berubah. Dalam banyak kes, topologi rangkaian fizikal dan logik adalah sama.

Penstrukturan fizikal rangkaian menggunakan hab berguna bukan sahaja untuk meningkatkan jarak antara nod rangkaian, tetapi juga untuk meningkatkan kebolehpercayaannya. Sebagai contoh, jika komputer pada rangkaian Ethernet dengan bas kongsi fizikal, disebabkan kegagalan, mula menghantar data secara berterusan melalui kabel biasa, maka keseluruhan rangkaian gagal dan hanya ada satu jalan keluar untuk menyelesaikan masalah - putuskan sambungan secara manual penyesuai rangkaian komputer ini daripada kabel. Dalam rangkaian Ethernet, masalah ini boleh diselesaikan secara automatik - hab melumpuhkan portnya jika ia mengesan bahawa nod yang disambungkan kepadanya telah memonopoli rangkaian terlalu lama

nasi. 1. Hab teknologi Ethernet dan TokenRing.

Penstrukturan rangkaian logik menggunakan jambatan dan suis

Penstrukturan rangkaian logik merujuk kepada pembahagian persekitaran kongsi biasa kepada segmen logik yang mewakili persekitaran perkongsian bebas dengan bilangan nod yang lebih kecil. Rangkaian yang dibahagikan kepada segmen logik mempunyai lebih banyak lagi prestasi tinggi dan kebolehpercayaan. Interaksi antara segmen logik diatur menggunakan jambatan dan suis.

Sebab penstrukturan logik rangkaian tempatan

Had rangkaian yang dibina di atas medium dikongsi bersama

Apabila membina rangkaian kecil yang terdiri daripada 10-30 nod, gunakan teknologi standard pada media penghantaran data yang dikongsi membawa kepada kos efektif dan penyelesaian yang berkesan. Walau apa pun, penyataan ini adalah benar untuk sebilangan besar rangkaian hari ini, malah yang dalam jumlah besar dihantar maklumat multimedia, - kemunculan teknologi berkelajuan tinggi dengan kadar pertukaran 100 dan 1000 Mbit/s menyelesaikan masalah kualiti perkhidmatan pengangkutan dalam rangkaian tersebut.

Kecekapan persekitaran yang dikongsi untuk rangkaian kecil memanifestasikan dirinya terutamanya dalam sifat berikut:

· topologi rangkaian mudah, membolehkan peningkatan mudah dalam bilangan nod (dalam had yang kecil);

· tiada kehilangan bingkai akibat limpahan penampan peranti komunikasi, kerana bingkai baharu tidak dihantar ke rangkaian sehingga yang sebelumnya diterima - logik pembahagian sederhana itu sendiri mengawal aliran bingkai dan menggantung stesen yang menjana bingkai terlalu kerap, memaksa mereka untuk menunggu akses;

· kesederhanaan protokol, yang memastikan kos rendah penyesuai rangkaian, pengulang dan hab.

Faedah penstrukturan rangkaian logik

Had penggunaan media kongsi kongsi boleh diatasi dengan membahagikan rangkaian kepada berbilang media kongsi dan menyambungkan segmen rangkaian individu dengan peranti seperti jambatan, suis atau penghala (Rajah).

nasi..Penstrukturan rangkaian logik

Peranti yang disenaraikan menghantar bingkai dari satu port mereka ke port yang lain, menganalisis alamat destinasi yang diletakkan dalam bingkai ini. (Ini berbeza dengan hab, yang mengulangi bingkai pada semua portnya, memajukannya ke semua segmen yang disambungkan kepadanya, tanpa mengira yang mana stesen destinasi itu terletak.) Jambatan dan suis melakukan operasi pemajuan bingkai berdasarkan pautan rata- alamat lapisan, iaitu, alamat MAC, dan penghala berdasarkan nombor rangkaian. Dalam kes ini, satu medium perkongsian tunggal yang dicipta oleh hab (atau, dalam kes yang melampau, segmen kabel tunggal) dibahagikan kepada beberapa bahagian, setiap satunya disambungkan ke port pada jambatan, suis atau penghala.

Mereka mengatakan bahawa dalam kes ini rangkaian dibahagikan kepada segmen logik atau rangkaian tertakluk kepada penstrukturan logik. Segmen logik mewakili satu persekitaran dikongsi. Membahagikan rangkaian kepada segmen logik membawa kepada fakta bahawa beban pada setiap segmen yang baru dibentuk hampir selalu kurang daripada beban yang dialami oleh rangkaian asal. Akibatnya, kesan berbahaya daripada pemisahan sederhana dikurangkan: kependaman akses dikurangkan, dan dalam rangkaian Ethernet, keamatan perlanggaran dikurangkan.

Majoriti rangkaian yang besar dibangunkan berdasarkan struktur dengan tulang belakang yang sama, yang mana subnet disambungkan melalui jambatan dan penghala. Subnet ini berkhidmat untuk jabatan yang berbeza. Subnet boleh dibahagikan lagi kepada segmen yang direka untuk berkhidmat kepada kumpulan kerja.

Secara umum, membahagikan rangkaian kepada segmen logik meningkatkan prestasi rangkaian (dengan memunggah segmen), serta fleksibiliti reka bentuk rangkaian, meningkatkan tahap perlindungan data, dan memudahkan pengurusan rangkaian.

Segmentasi meningkatkan fleksibiliti rangkaian. Dengan membina rangkaian sebagai koleksi subnet, setiap subnet boleh disesuaikan dengan keperluan khusus kumpulan kerja atau jabatan. Sebagai contoh, satu subnet mungkin menggunakan teknologi Ethernet dan NetWare OS, dan satu lagi mungkin menggunakan Token Ring dan OS-400, mengikut tradisi jabatan tertentu atau keperluan aplikasi sedia ada. Pada masa yang sama, pengguna kedua-dua subnet berpeluang menukar data melalui peranti kerja internet seperti jambatan, suis dan penghala. Proses membahagikan rangkaian kepada segmen logik juga boleh dipertimbangkan dalam arah yang bertentangan, sebagai proses mencipta rangkaian besar daripada modul - subnet yang sedia ada.

Subnet meningkatkan keselamatan data. Apabila pengguna menyambung ke segmen rangkaian fizikal yang berbeza, anda boleh menghalang pengguna tertentu daripada mengakses sumber pada segmen lain. Dengan memasang pelbagai penapis logik pada jambatan, suis dan penghala, anda boleh mengawal akses kepada sumber, yang tidak boleh dilakukan oleh pengulang.

Subnet memudahkan pengurusan rangkaian. Kesan sampingan mengurangkan trafik dan meningkatkan keselamatan data ialah rangkaian menjadi lebih mudah untuk diurus. Masalah selalunya disetempatkan dalam segmen. Seperti dalam kes berstruktur sistem kabel, masalah pada satu subnet tidak menjejaskan subnet lain. Subnet membentuk domain pengurusan rangkaian logik.

Rangkaian mesti direka pada dua peringkat: fizikal dan logik. Reka bentuk logik mentakrifkan lokasi sumber, aplikasi dan cara mengumpulkan sumber ini ke dalam segmen logik.

Penstrukturan dengan jambatan dan suis

Bab ini membincangkan peranti penstrukturan rangkaian logik yang beroperasi pada tahap pautan data susunan protokol, iaitu jambatan dan suis. Penstrukturan rangkaian juga boleh dilakukan berdasarkan penghala, yang menggunakan protokol untuk melaksanakan tugas ini lapisan rangkaian. Setiap kaedah penstrukturan digunakan protokol saluran dan dengan bantuan protokol rangkaian- mempunyai kelebihan dan kekurangannya. Rangkaian moden sering menggunakan kaedah gabungan penstrukturan logik - segmen kecil digabungkan oleh peranti peringkat pautan ke dalam subnet yang lebih besar, yang seterusnya, disambungkan oleh penghala.

Jadi, rangkaian boleh dibahagikan kepada segmen logik menggunakan dua jenis peranti - jambatan dan/atau suis (suis, hab pensuisan). Jambatan dan suis adalah kembar berfungsi. Kedua-dua peranti ini mempromosikan bingkai berdasarkan algoritma yang sama. Jambatan dan suis menggunakan dua jenis algoritma: algoritma jambatan telus, diterangkan dalam piawaian IEEE 802.ID atau algoritma jambatan penghalaan sumber Syarikat IBM untuk rangkaian Token Ring. Piawaian ini telah dibangunkan lama sebelum suis pertama, jadi ia menggunakan istilah "jambatan." Bilakah yang pertama dilahirkan? model industri suis untuk teknologi Ethernet, kemudian ia melakukan algoritma yang sama untuk mempromosikan bingkai IEEE 802.1D, yang telah diusahakan selama sepuluh tahun oleh jambatan rangkaian kawasan tempatan dan luas. Semua orang melakukan perkara yang sama suis moden. Suis yang memajukan bingkai protokol Token Ring beroperasi menggunakan ciri algoritma Penghalaan Sumber bagi jambatan IBM.

Perbezaan utama antara suis dan jambatan ialah jambatan memproses bingkai secara berurutan, manakala suis memproses bingkai secara selari.

Jika jambatan juga boleh memperlahankan rangkaian apabila prestasinya kurang daripada keamatan aliran bingkai intersegmen, maka suis sentiasa dikeluarkan dengan pemproses port yang boleh menghantar bingkai pada kelajuan maksimum yang protokol itu direka bentuk. Menambah kepada ini pemindahan selari bingkai antara port menjadikan prestasi suis beberapa susunan magnitud lebih tinggi daripada jambatan - suis boleh memindahkan sehingga beberapa juta bingkai sesaat, manakala jambatan biasanya diproses 3-5 ribu bingkai sesaat. Ini telah menentukan nasib jambatan dan suis.

Pada masa hadapan, kami akan memanggil peranti yang mempromosikan bingkai menggunakan algoritma jambatan dan beroperasi pada rangkaian tempatan, istilah moden"suis". Apabila menerangkan sendiri algoritma 802.1D dan Penghalaan Sumber dalam bahagian seterusnya, kami secara tradisinya akan memanggil peranti itu sebagai jambatan, kerana ia sebenarnya dipanggil dalam piawaian ini.

Prinsip operasi jambatan

Algoritma operasi jambatan telus

Jambatan telus tidak dapat dilihat oleh penyesuai rangkaian nod akhir, kerana ia secara bebas membina jadual alamat khas, berdasarkan mana mereka boleh memutuskan sama ada bingkai masuk perlu dihantar ke beberapa segmen lain atau tidak. Penyesuai rangkaian, apabila menggunakan jambatan telus, berfungsi sama seperti dalam kes ketiadaan mereka, iaitu, mereka tidak mengambil sebarang tindakan. tindakan tambahan supaya bingkai itu melalui jambatan. Algoritma penyambung telus adalah bebas daripada teknologi LAN di mana jambatan itu dipasang, jadi jambatan telus Ethernet beroperasi sama seperti jambatan telus FDDI.

Jambatan lutsinar membina jadual alamatnya dengan memerhatikan trafik yang mengalir secara pasif pada segmen yang disambungkan ke pelabuhannya. Dalam kes ini, jambatan mengambil kira alamat sumber bingkai data yang tiba di pelabuhan jambatan. Berdasarkan alamat sumber bingkai, jambatan menyimpulkan bahawa nod ini dimiliki oleh satu atau segmen rangkaian yang lain.

Mari kita pertimbangkan proses mencipta jadual alamat jambatan secara automatik dan menggunakannya menggunakan contoh rangkaian mudah yang ditunjukkan dalam Rajah. 4.18.


nasi. 4.18.Prinsip operasi jambatan lutsinar

Jambatan menghubungkan dua segmen logik. Segmen 1 terdiri daripada komputer yang disambungkan menggunakan satu segmen kabel sepaksi ke port 1 jambatan, dan segmen 2 - komputer disambungkan menggunakan sekeping kabel sepaksi lain ke port 2 jambatan.

Setiap pelabuhan jambatan beroperasi sebagai nod hujung segmennya dengan satu pengecualian - port jambatan tidak mempunyai alamat MAC sendiri. Pelabuhan jambatan beroperasi dalam apa yang dipanggil tidak boleh dibaca (promisquous) mod tangkapan paket, apabila semua paket yang tiba di port disimpan dalam memori penimbal. Menggunakan mod ini, jambatan memantau semua lalu lintas yang dihantar pada segmen yang dilampirkan padanya dan menggunakan paket yang melaluinya untuk mengkaji komposisi rangkaian. Oleh kerana semua paket ditulis ke penimbal, jambatan tidak memerlukan alamat port.

Jambatan penghalaan sumber

Jambatan penghalaan sumber digunakan untuk menyambungkan Cincin Token dan FDDI, walaupun jambatan lutsinar juga boleh digunakan untuk tujuan yang sama. Penghalaan Sumber (SR) adalah berdasarkan fakta bahawa stesen penghantar meletakkan dalam bingkai yang dihantar ke gelang lain semua maklumat alamat tentang jambatan dan gelang perantaraan yang mesti dilalui oleh bingkai sebelum masuk ke gelang yang stesen itu disambungkan - penerima. Walaupun nama kaedah ini termasuk istilah "penghalaan", tidak ada penghalaan sebenar dalam erti kata yang ketat istilah ini, kerana jambatan dan stesen masih menggunakan maklumat peringkat MAC sahaja untuk menghantar bingkai data dan pengepala peringkat rangkaian untuk jambatan jenis ini masih kekal sebagai bahagian yang tidak dapat dibezakan dalam medan data bingkai.

Mari kita lihat prinsip operasi jambatan Penghalaan Sumber (selepas ini dirujuk sebagai jambatan SR) menggunakan contoh rangkaian yang ditunjukkan dalam Rajah. 4.21. Rangkaian ini terdiri daripada tiga cincin yang disambungkan oleh tiga jambatan. Untuk menetapkan laluan, cincin dan jambatan mempunyai pengecam. Jambatan SR tidak membina jadual alamat, tetapi apabila menggerakkan bingkai, ia menggunakan maklumat yang tersedia dalam medan sepadan bingkai data.

nasi. 4.21.Jambatan Penghalaan Sumber

Apabila menerima setiap paket, jambatan SR hanya perlu melihat Medan Maklumat Penghalaan (RIF) dalam Token Ring atau bingkai FDDI untuk melihat sama ada ia mengandungi pengecamnya. Dan jika ia hadir di sana dan disertakan dengan pengecam cincin yang disambungkan jambatan ini, maka dalam kes ini jambatan menyalin bingkai masuk ke gelang yang ditentukan. Jika tidak, bingkai tidak disalin ke gelang lain. Dalam kedua-dua kes, salinan asal bingkai dikembalikan di sepanjang gelang asal ke stesen penghantar, dan jika ia telah dihantar ke gelang lain, maka bit A (alamat dikenali) dan bit C (bingkai disalin) bagi bingkai tersebut. medan status ditetapkan kepada 1 untuk memaklumkan stesen penghantar bahawa bingkai telah diterima oleh stesen destinasi (di dalam kes ini dipindahkan melalui jambatan ke gelang lain).

Medan RIF mempunyai subbidang kawalan yang terdiri daripada tiga bahagian.

· Jenis bingkaimentakrifkan jenis medan RIF. wujud Pelbagai jenis Medan RIF digunakan untuk mencari laluan dan menghantar bingkai di sepanjang laluan yang diketahui.

· Padang panjang maksimum bingkai digunakan oleh jambatan untuk menghubungkan gelang yang mempunyai nilai MTU yang berbeza. Menggunakan medan ini, jambatan memberitahu stesen tentang panjang bingkai maksimum yang mungkin (iaitu. nilai minimum MTU sepanjang keseluruhan laluan komposit).

· Panjang medan RIFadalah perlu kerana bilangan deskriptor laluan yang menentukan pengecam gelang dan jambatan yang bersilang tidak diketahui terlebih dahulu.

Algoritma penghalaan sumber menggunakan dua jenis tambahan bingkai - penyiaran satu laluan bingkai-penyelidik SRBF (bingkai siaran satu laluan) dan penyiaran berbilang laluan bingkai-penyelidik ARBF (bingkai siaran semua laluan).

Semua jambatan SR mesti dikonfigurasikan secara manual oleh pentadbir untuk memajukan bingkai ARBF pada semua port kecuali port sumber bingkai, dan untuk bingkai SRBF, beberapa port jambatan mesti disekat untuk mengelakkan gelung dalam rangkaian.

Jambatan dengan penghalaan sumber mempunyai kelebihan dan kekurangan berbanding dengan jambatan telus, seperti yang ditunjukkan dalam Jadual. 4.1.

Jadual 4.1.Kebaikan dan Keburukan Jambatan Penghalaan Sumber


Sehingga suatu ketika, masalah ini diselesaikan dengan dua cara. Satu pendekatan ialah menggunakan sama ada hanya penghalaan sumber atau hanya jambatan telus pada semua segmen. Cara lain ialah memasang penghala. Hari ini terdapat penyelesaian ketiga. Ia berdasarkan piawaian yang membolehkan kedua-dua teknologi jambatan digabungkan dalam satu peranti. Piawaian ini, yang dipanggil SRT (Source Route Transparent), membenarkan jambatan itu beroperasi dalam sebarang mod. Jambatan melihat bendera khas dalam pengepala bingkai Token Ring dan secara automatik menentukan algoritma yang hendak digunakan.

Had topologi rangkaian terjepit

Perlindungan yang lemah terhadap ribut penyiaran adalah salah satu batasan utama jambatan, tetapi bukan satu-satunya. Satu lagi batasan serius ialah mereka kefungsian adalah ketidakupayaan untuk menyokong konfigurasi rangkaian berbentuk gelung.

suis LAN

Suis ialah peranti yang memajukan bingkai menggunakan algoritma jambatan dan beroperasi pada rangkaian tempatan.

Protokol LAN dupleks penuh

Perubahan dalam pengendalian tahap MAC semasa operasi dupleks penuh

Teknologi pensuisan itu sendiri tidak mempunyai kaitan langsung dengan kaedah capaian media yang digunakan oleh port suis. Apabila menyambungkan segmen yang mewakili medium kongsi, port suis mesti menyokong mod separuh dupleks, kerana ia adalah salah satu nod segmen ini.

Walau bagaimanapun, apabila tidak satu segmen disambungkan ke setiap port suis, tetapi hanya satu komputer, dan melalui dua saluran berasingan, seperti yang berlaku dalam hampir semua standard tahap fizikal, kecuali untuk versi sepaksi Ethernet, keadaan menjadi kurang jelas. Port boleh beroperasi dalam kedua-dua mod separuh dupleks biasa dan mod dupleks penuh. Menyambung untuk menukar port bukan segmen, tetapi komputer individu dipanggil pembahagian mikro.

DALAM mod biasa operasi, port suis masih mengenali perlanggaran. Domain perlanggaran dalam kes ini akan menjadi bahagian rangkaian yang merangkumi pemancar suis, penerima suis, pemancar penyesuai rangkaian komputer, penerima penyesuai rangkaian komputer dan dua pasangan berpintal, menyambungkan pemancar kepada penerima (Rajah 4.27).

nasi. 4.27.Domain perlanggaran yang dibentuk oleh komputer dan port suis

Perlanggaran berlaku apabila port suis dan penghantar penyesuai rangkaian secara serentak atau hampir serentak mula menghantar bingkai mereka, mempercayai bahawa segmen yang ditunjukkan dalam rajah adalah percuma. Benar, kebarangkalian perlanggaran dalam segmen sedemikian jauh lebih kecil daripada dalam segmen yang terdiri daripada 20-30 nod, tetapi ia bukan sifar.

Dalam mod dupleks penuh, penghantaran data serentak oleh pemancar port suis dan penyesuai rangkaian tidak dianggap sebagai perlanggaran. Pada dasarnya, ini adalah mod operasi yang agak semula jadi untuk saluran komunikasi dupleks penuh individu, dan ia sering digunakan dalam protokol rangkaian wilayah. Pada komunikasi dupleks penuh Port Ethernet boleh menghantar data pada kelajuan 20 Mbit/s - 10 Mbit/s dalam setiap arah.

Sememangnya, adalah perlu bahawa nod MAC peranti berinteraksi menyokong ini mod khas. Dalam kes apabila hanya satu nod menyokong mod dupleks penuh, nod kedua akan sentiasa mengesan perlanggaran dan menggantung kerjanya, manakala nod lain akan terus menghantar data yang tiada siapa yang menerima pada masa itu. Perubahan yang perlu dibuat pada logik nod MAC supaya ia boleh beroperasi dalam mod dupleks penuh adalah minimum - anda hanya perlu membatalkan pengendalian penetapan dan perlanggaran dalam rangkaian Ethernet, dan Rangkaian token Dering dan FDDI - hantar bingkai ke suis tanpa menunggu token akses tiba, tetapi hanya apabila nod akhir memerlukannya. Malah, apabila beroperasi dalam mod dupleks penuh, nod MAC tidak menggunakan kaedah akses sederhana yang direka untuk teknologi ini.

Apabila menggunakan versi dupleks penuh protokol, terdapat beberapa penumpuan teknologi yang berbeza, memandangkan kaedah akses sebahagian besarnya menentukan wajah setiap teknologi. Perbezaan teknologi kekal pelbagai format bingkai, serta dalam prosedur untuk memantau operasi rangkaian yang betul pada tahap fizikal dan pautan data.

Versi dupleks penuh protokol juga boleh dilaksanakan dalam jambatan. Tiada halangan asas untuk ini, cuma dalam tempoh menggunakan jambatan tempatan keperluan untuk penghantaran berkelajuan tinggi Tiada lalu lintas persimpangan.

Masalah kawalan aliran semasa operasi dupleks penuh

Hanya enggan menyokong algoritma akses media yang dikongsi tanpa sebarang pengubahsuaian pada protokol membawa kepada peningkatan kemungkinan kehilangan bingkai pada suis, kerana ini mengakibatkan kehilangan kawalan ke atas aliran bingkai yang dihantar oleh nod akhir ke rangkaian. Sebelum ini, aliran bingkai dikawal oleh kaedah akses kepada medium yang dikongsi, sehingga terlalu kerap bingkai penjanaan nod terpaksa menunggu gilirannya ke medium dan intensiti sebenar aliran data yang dihantar oleh nod ini ke rangkaian. nyata kurang daripada keamatan yang ingin dihantar oleh nod ke rangkaian. Apabila bertukar kepada mod dupleks penuh, nod dibenarkan menghantar bingkai ke suis pada bila-bila masa ia memerlukannya, jadi suis rangkaian boleh mengalami kesesakan dalam mod ini tanpa mempunyai sebarang cara untuk mengawal selia ("memperlahankan") aliran bingkai.

Sebab lebihan beban biasanya bukan terletak pada fakta bahawa suis menyekat, iaitu, ia tidak mempunyai prestasi pemproses yang mencukupi untuk aliran bingkai perkhidmatan, tetapi dalam daya pemprosesan terhad port individu, yang ditentukan oleh parameter pemasaan protokol. Sebagai contoh, port Ethernet tidak boleh menghantar lebih daripada 14,880 bingkai sesaat melainkan ia melanggar perhubungan pemasaan yang ditetapkan oleh standard.

Oleh itu, jika trafik input diagihkan secara tidak sekata antara port output, adalah mudah untuk membayangkan situasi di mana trafik dengan jumlah purata intensiti lebih besar daripada maksimum protokol akan dihantar ke mana-mana port output suis. Dalam Rajah. 4.28 menggambarkan situasi sedemikian apabila pelabuhan 3 suis mengarahkan trafik dari pelabuhan 1,2,4 dan 6, dengan jumlah keamatan 22,100 bingkai sesaat. Pelabuhan 3 ternyata 150% dimuatkan. Sememangnya, apabila bingkai memasuki penimbal port pada kelajuan 20,100 bingkai sesaat, dan meninggalkan pada kelajuan 14,880 bingkai sesaat, penimbal dalaman port output mula terisi penuh dengan bingkai mentah .

nasi. 4.28.Limpahan penimbal pelabuhan disebabkan ketidakseimbangan trafik

Walau apa pun saiz penampan pelabuhan, ia pasti akan melimpah pada satu ketika. Adalah mudah untuk mengira bahawa dengan saiz penimbal 100 KB dalam contoh di atas, penimbal akan diisi sepenuhnya 0.22 saat selepas ia mula berfungsi (penampan saiz ini boleh menyimpan sehingga 1600 bingkai bersaiz 64 bait). Menaikkan penimbal kepada 1 MB akan meningkatkan masa pengisian penimbal kepada 2.2 saat, yang juga tidak boleh diterima. Dan kehilangan kakitangan sentiasa sangat tidak diingini, kerana ia berkurangan prestasi yang berguna rangkaian, dan suis yang kehilangan bingkai boleh merendahkan prestasi rangkaian dengan ketara dan bukannya memperbaikinya.

Suis LAN bukanlah peranti pertama yang menghadapi masalah ini. Jambatan juga boleh mengalami kesesakan, tetapi situasi sedemikian jarang berlaku apabila menggunakan jambatan disebabkan oleh intensiti trafik persimpangan yang rendah, jadi pemaju jambatan tidak membina mekanisme kawalan aliran ke dalam protokol rangkaian tempatan atau ke dalam jambatan itu sendiri. DALAM rangkaian global Suis teknologi X.25 menyokong protokol lapisan pautan LAP-B, yang mempunyai bingkai kawalan aliran "Receiver Ready" (RR) dan "Receiver Not Ready" (RNR) khas, serupa dengan tujuan untuk bingkai protokol LLC2 (ini tidak menghairankan, kerana kedua-dua protokol tergolong dalam keluarga protokol HDLC. Protokol LAP-B beroperasi antara suis jiran rangkaian X.25 dan, dalam kes apabila baris gilir suis mencapai sempadan berbahaya, melarang jiran terdekatnya, menggunakan "Penerima adalah bingkai tidak bersedia", daripada menghantar bingkai kepadanya sehingga capaian baris gilir akan berkurangan ke tahap biasa. Dalam rangkaian X.25, protokol sedemikian diperlukan, kerana rangkaian ini tidak pernah menggunakan media penghantaran data kongsi, tetapi dikendalikan melalui saluran komunikasi individu dalam mod dupleks penuh.

Apabila membangunkan suis rangkaian tempatan, keadaan pada asasnya berbeza daripada situasi di mana suis rangkaian wilayah dicipta. Tugas utama adalah untuk mengekalkan nod akhir tidak berubah, yang tidak termasuk pelarasan protokol rangkaian tempatan. Dan dalam protokol ini tiada prosedur kawalan aliran - persekitaran umum penghantaran data dalam mod perkongsian masa menghapuskan situasi di mana rangkaian akan dibebankan dengan bingkai yang tidak diproses. Rangkaian tidak mengumpul data dalam mana-mana penimbal perantaraan apabila hanya menggunakan pengulang atau hab.

Menggunakan suis tanpa menukar protokol pengendalian peralatan sentiasa mewujudkan risiko kehilangan bingkai. Jika port suis beroperasi dalam keadaan biasa, iaitu mod separuh dupleks, maka suis mempunyai keupayaan untuk memberikan sedikit pengaruh pada nod akhir dan memaksanya untuk menggantung penghantaran bingkai sehingga penampan dalaman suis dipunggah. Kaedah bukan standard kawalan aliran dalam suis sambil mengekalkan protokol akses tidak berubah akan dibincangkan di bawah.

Jika suis beroperasi dalam mod dupleks penuh, maka protokol pengendalian nod akhir dan portnya masih berubah. Oleh itu, untuk menyokong mod operasi dupleks penuh suis, adalah wajar untuk mengubah suai sedikit protokol interaksi nod dengan membina mekanisme kawalan aliran bingkai eksplisit ke dalamnya.

Kawalan aliran bingkai semasa operasi separuh dupleks

Apabila port beroperasi dalam mod separuh dupleks, suis tidak boleh menukar protokol dan menggunakan arahan baharu seperti Gantung Penghantaran dan Sambungkan Penghantaran untuk mengawal aliran.

Tetapi suis mempunyai peluang untuk mempengaruhi nod akhir menggunakan mekanisme algoritma akses sederhana, yang mesti diikuti oleh nod akhir. Teknik ini adalah berdasarkan fakta bahawa nod akhir mematuhi semua parameter algoritma akses media, tetapi port suis tidak. Terdapat dua cara utama untuk mengawal aliran bingkai: tekanan belakang pada nod akhir dan tangkapan media yang agresif.

Kaedah tekanan belakang terdiri daripada mencipta perlanggaran buatan dalam segmen yang menghantar terlalu banyak bingkai ke suis. Untuk melakukan ini, suis biasanya menggunakan urutan kesesakan yang dihantar ke output port yang mana segmen (atau nod) disambungkan untuk menggantung aktivitinya. Selain itu, kaedah tekanan belakang boleh digunakan dalam kes di mana pemproses port tidak direka bentuk untuk menyokong maksimum yang mungkin protokol ini lalu lintas. Salah satu contoh pertama penggunaan kaedah tekanan belakang adalah berkaitan dengan kes sedemikian - kaedah itu digunakan oleh LANNET dalam modul LSE-1 dan LSE-2, direka untuk menukar trafik Ethernet dengan keamatan maksimum 1 Mbit /s dan 2 Mbit/s, masing-masing.

Kaedah kedua "membrek" nod akhir apabila penimbal dalaman suis dibebankan adalah berdasarkan apa yang dipanggil tingkah laku agresif port suis apabila menangkap medium sama ada selepas tamat penghantaran paket seterusnya, atau selepas perlanggaran. Kedua-dua kes ini digambarkan dalam Rajah. 4.29, A Dan b.


nasi. 4.29. Tingkah laku agresif suis apabila penimbal terlebih beban

Dalam kes pertama, suis selesai menghantar bingkai seterusnya dan, bukannya jeda teknologi 9.6 μs, membuat jeda 9.1 μs dan mula menghantar bingkai baharu. Komputer tidak dapat memperoleh alam sekitar kerana ia menunggu jeda standard 9.6 µs dan kemudian mendapati bahawa persekitaran sudah diduduki.

Dalam kes kedua, bingkai suis dan komputer berlanggar dan perlanggaran telah dikesan. Oleh kerana komputer berhenti seketika selepas perlanggaran pada 51.2 μs, seperti yang dikehendaki oleh standard (selang kelewatan ialah selang 512 bit), dan suis - 50 μs, maka dalam kes ini komputer tidak dapat menghantar bingkainya.

Suis boleh menggunakan mekanisme ini secara adaptif, meningkatkan keagresifannya mengikut keperluan.

Banyak pengeluar menggunakan gabungan dua kaedah yang diterangkan untuk melaksanakan mekanisme yang agak halus untuk mengawal aliran bingkai semasa beban lampau. Kaedah ini menggunakan algoritma untuk berselang-seli bingkai yang dihantar dan diterima (frame interleave). Algoritma interleaving mestilah fleksibel dan membenarkan komputer, dalam situasi kritikal, menghantar beberapa sendiri untuk setiap bingkai yang diterima, memunggah penimbal bingkai dalaman, dan tidak semestinya mengurangkan keamatan penerimaan bingkai kepada sifar, tetapi hanya mengurangkannya kepada tahap yang diperlukan.

Dalam hampir semua model suis, kecuali yang paling banyak model ringkas untuk kumpulan kerja, laksanakan satu atau satu lagi algoritma kawalan aliran bingkai dengan operasi port separuh dupleks. Algoritma ini biasanya melaksanakan kawalan aliran yang lebih halus daripada standard 802.3x tanpa menghentikan penerimaan bingkai daripada nod jiran kepada sifar dan dengan itu tidak menyumbang kepada pemindahan kesesakan kepada suis jiran jika suis lain selain daripada nod akhir disambungkan ke pelabuhan.

kesimpulan

· Penstrukturan rangkaian logik adalah perlu apabila membina rangkaian bersaiz sederhana dan besar. Menggunakan persekitaran kongsi yang dikongsi hanya boleh diterima untuk rangkaian yang terdiri daripada 5-10 komputer.

· Membahagikan rangkaian kepada segmen logik meningkatkan prestasi, kebolehpercayaan, fleksibiliti dan kebolehurusan rangkaian.

· Untuk penstrukturan logik rangkaian, jambatan dan pengganti modennya - suis dan penghala - digunakan. Dua jenis peranti pertama membolehkan anda membahagikan rangkaian kepada segmen logik menggunakan cara minimum - hanya berdasarkan protokol lapisan pautan. Di samping itu, peranti ini tidak memerlukan konfigurasi.

· Segmen logik yang dibina pada suis ialah blok binaan rangkaian yang lebih besar yang disambungkan oleh penghala.

· Suis ialah peranti komunikasi moden terpantas; ia membenarkan anda menyambungkan segmen berkelajuan tinggi tanpa menyekat (mengurangkan daya tampung) trafik persimpangan.

· Cara pasif membina jadual alamat dengan suis - dengan memantau lalu lintas yang lalu - menjadikannya mustahil untuk berfungsi dalam rangkaian dengan sambungan gelung. Satu lagi kelemahan rangkaian yang dibina pada suis ialah kekurangan perlindungan terhadap ribut penyiaran, yang mana peranti ini diperlukan untuk menghantar mengikut algoritma operasi.

· Penggunaan suis membolehkan penyesuai rangkaian gunakan mod dupleks penuh operasi protokol rangkaian tempatan (Ethernet, Ethernet pantas, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI). Dalam mod ini, tiada langkah akses media dikongsi dan kadar pemindahan data keseluruhan digandakan.

· Mod dupleks penuh menggunakan kaedah kawalan aliran yang diterangkan dalam standard 802.3x untuk memerangi kesesakan suis. Ia mengulangi algoritma untuk menghentikan trafik sepenuhnya mengikut pasukan khas, dikenali daripada teknologi rangkaian global.

· Dalam operasi separuh dupleks, suis menggunakan dua kaedah untuk mengawal aliran semasa kesesakan: tangkapan media yang agresif dan tekanan belakang pada nod hujung. Penggunaan kaedah ini membolehkan anda mengawal aliran dengan agak fleksibel, berselang-seli beberapa bingkai yang dihantar dengan satu yang diterima.



ARTIKEL BERKAITAN