Buku "Membina Rangkaian Komputer Beralih" muncul berkat kerjasama bertahun-tahun antara D-Link dan universiti teknikal terkemuka negara - MSTU. N. E. Bauman. Buku ini bertujuan untuk pembentangan teori yang mendalam dan pembentukan pengetahuan praktikal. Ia berdasarkan bahan latihan daripada D-Link, serta kelas praktikal yang dijalankan di pusat latihan D-Link - MSTU. N. E. Bauman - D-Link dan Jabatan Sistem Komputer dan Rangkaian.
Buku ini mengandungi penerangan lengkap tentang teknologi pensuisan LAN asas, contoh penggunaannya, serta tetapan pada suis D-Link. Ia berguna kepada pelajar yang belajar dalam bidang "Informatik dan Sains Komputer", pelajar siswazah, pentadbir rangkaian, pakar perusahaan yang melaksanakan Teknologi maklumat, serta semua orang yang berminat dengan teknologi rangkaian moden dan prinsip membina rangkaian bertukar.
Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua orang yang terlibat dalam proses menasihati, menyunting, dan menyediakan lukisan untuk kursus ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada pengurus Pejabat Perwakilan D-Link International PTE Ltd dan MSTU. N. E. Bauman, pakar D-Link Pavel Kozik, Ruslan Bigarov, Alexander Zaitsev, Evgeny Ryzhov dan Denis Evgrafov, Alexander Shchadnev untuk nasihat teknikal; Olga Kuzmina kerana menyunting buku; Alesya Dunaeva atas bantuannya dalam menyediakan ilustrasi. Bantuan besar dalam penyediaan manuskrip dan kelas amali ujian telah diberikan oleh guru-guru MSTU. N. E. Bauman Mikhail Kalinov, Dmitry Chirkov.
Notasi yang digunakan dalam kursus
Teks kursus menggunakan ikon berikut untuk mewakili pelbagai jenis peranti rangkaian:
Sintaks Perintah
Simbol berikut digunakan untuk menerangkan input arahan, nilai yang diharapkan dan hujah apabila mengkonfigurasi suis melalui antara muka baris arahan (CLI).
| Simbol | Tujuan |
|---|---|
| < kurungan sudut > | Mengandungi pembolehubah atau nilai yang dijangkakan yang mesti ditentukan |
| [ dalam kurungan] | Mengandungi nilai yang diperlukan atau set argumen yang diperlukan. Boleh ditentukan sebagai satu nilai atau hujah |
| | bar menegak | Mengasingkan dua atau lebih item yang saling eksklusif daripada senarai, satu daripadanya mesti dimasukkan/dinyatakan |
| { pendakap gigi} | Mengandungi nilai pilihan atau satu set argumen pilihan |
Evolusi rangkaian tempatan
Evolusi rangkaian kawasan tempatan berkait rapat dengan sejarah perkembangan teknologi Ethernet, yang kekal sebagai teknologi rangkaian kawasan tempatan yang paling biasa sehingga hari ini.
Pada mulanya, teknologi LAN dilihat sebagai teknologi penjimatan masa dan kos efektif yang berkongsi data, ruang cakera dan peranti yang mahal. Penurunan kos komputer peribadi dan persisian telah membawa kepada penggunaan meluas dalam perniagaan, dan bilangan pengguna rangkaian telah meningkat secara mendadak. Pada masa yang sama, seni bina aplikasi ("pelayan pelanggan") dan keperluan mereka untuk sumber pengkomputeran, serta seni bina pengkomputeran ( pengkomputeran teragih). Menjadi popular mengecilkan saiz(penskalaan bawah) - pemindahan sistem maklumat dan aplikasi daripada kerangka utama kepada platform rangkaian. Semua ini membawa kepada peralihan dalam penekanan dalam penggunaan rangkaian: mereka menjadi alat yang sangat diperlukan dalam perniagaan, memastikan pemprosesan maklumat yang paling cekap.
Rangkaian Ethernet awal (10Base-2 dan 10Base-5) menggunakan topologi bas, dengan setiap komputer disambungkan ke peranti lain menggunakan kabel sepaksi tunggal digunakan sebagai media penghantaran data. Persekitaran rangkaian telah dikongsi dan peranti perlu memastikan bahawa ia adalah percuma sebelum mereka mula menghantar paket data. Walaupun rangkaian ini mudah dipasang, ia mempunyai kelemahan yang ketara seperti had dalam saiz, kefungsian dan kebolehkembangan, kekurangan kebolehpercayaan dan ketidakupayaan untuk mengendalikan peningkatan eksponen dalam trafik rangkaian. Untuk meningkatkan kecekapan rangkaian tempatan, penyelesaian baharu diperlukan.
Langkah seterusnya ialah pembangunan standard 10Base-T dengan topologi bintang, di mana setiap nod disambungkan oleh kabel berasingan ke peranti pusat - hab. Hab berfungsi pada lapisan fizikal model OSI dan isyarat berulang yang datang dari salah satu portnya ke semua port aktif lain, pra-memulihkannya. Penggunaan hab memungkinkan untuk meningkatkan kebolehpercayaan rangkaian, kerana putus mana-mana kabel tidak melibatkan kegagalan keseluruhan rangkaian. Walau bagaimanapun, walaupun penggunaan hab dalam rangkaian memudahkan tugas pengurusan dan penyelenggaraannya, medium penghantaran kekal dikongsi (semua peranti berada dalam domain perlanggaran yang sama). Di samping itu, jumlah bilangan hab dan segmen rangkaian yang mereka sambungkan adalah terhad disebabkan kelewatan masa dan sebab lain.
Tugasan pembahagian rangkaian, iaitu membahagikan pengguna kepada kumpulan (segmen) mengikut lokasi fizikal mereka untuk mengurangkan bilangan pelanggan yang bersaing untuk lebar jalur telah diselesaikan menggunakan peranti yang dipanggil jambatan. Jambatan itu dibangunkan oleh Digital Equipment Corporation (DEC) pada awal 1980-an dan merupakan peranti lapisan pautan OSI (biasanya dua port) yang direka untuk menyambungkan segmen rangkaian. Tidak seperti hab, jambatan tidak hanya memajukan paket data dari satu segmen ke segmen lain, tetapi menganalisis dan menghantarnya hanya jika penghantaran sedemikian benar-benar diperlukan, iaitu alamat stesen kerja destinasi milik segmen lain. Dengan cara ini, jambatan mengasingkan trafik satu segmen daripada trafik yang lain, mengurangkan domain perlanggaran dan meningkatkan keseluruhan prestasi rangkaian.
Walau bagaimanapun, jambatan berkesan hanya selagi bilangan stesen kerja dalam segmen kekal agak kecil. Sebaik sahaja ia meningkat, kesesakan berlaku dalam rangkaian (limpahan penampan penerima peranti rangkaian), yang membawa kepada kehilangan paket.
Peningkatan bilangan peranti yang disambungkan dalam rangkaian, peningkatan kuasa pemproses stesen kerja, kemunculan aplikasi multimedia dan aplikasi pelayan-pelanggan memerlukan lebih lebar jalur. Sebagai tindak balas kepada permintaan yang semakin meningkat ini, Kalpana melancarkan yang pertama suis, dipanggil EtherSwitch.
nasi.
1.1. Suis itu ialah jambatan berbilang port dan juga dikendalikan pada lapisan pautan data model OSI. Perbezaan utama antara suis dan jambatan ialah ia boleh dipasang antara pasangan port yang berbeza. Apabila paket dihantar melalui suis, saluran maya (atau nyata, bergantung pada seni bina) yang berasingan telah dicipta di dalamnya, yang melaluinya data dihantar terus dari port sumber ke port destinasi pada kelajuan maksimum yang mungkin untuk teknologi yang digunakan . Prinsip operasi ini dipanggil "mikrosegmentasi". Terima kasih kepada microsegmentation, suis dapat beroperasi masuk mod dupleks penuh (
Jambatan tempatan - pendahulu suis
Prinsip menukar segmen dan nod rangkaian tempatan menggunakan teknologi tradisional
Protokol rangkaian tempatan dupleks penuh - tertumpu secara eksklusif pada penukaran bingkai
Pensuisan ATM
Ciri suis rangkaian tempatan
Pelaksanaan teknikal suis
Suis Berasaskan Fabrik
Suis Bas
Suis Memori Dikongsi
Suis Gabungan
Suis modular dan boleh tindanan
Ciri Prestasi Tukar
Kelajuan penapisan dan kelajuan pendahuluan
Menganggar prestasi suis keseluruhan yang diperlukan
Saiz jadual alamat
Kelantangan penimbal
Ciri Suis Tambahan
Terjemahan protokol lapisan pautan
Sokongan Algoritma Pokok Spanning
Cara mengawal aliran bingkai
Keupayaan penapisan trafik suis
Pensuisan on-the-fly atau buffered
Menggunakan kelas perkhidmatan yang berbeza (kelas perkhidmatan)
Sokongan rangkaian maya
Pengurusan Rangkaian Bertukar
Skim biasa untuk menggunakan suis dalam rangkaian tempatan
Tukar atau hab?
Suis atau penghala?
Batang ditarik ke satu titik pada suis
Tulang belakang teragih pada suis
Gambaran keseluruhan model suis
Suis Pemangkin Sistem Cisco
SMC EliteSwitch ES/1
Suis LAN 3Com
Contoh suis ATM untuk rangkaian tempatan
pengenalan. Trendnya ialah menggantikan hab dan penghala dengan suis
Sistem pengangkutan rangkaian tempatan berskala bangunan atau kampus telah lama mula merangkumi pelbagai jenis peralatan komunikasi aktif - pengulang, hab, suis dan penghala, disambungkan dalam struktur hierarki yang kompleks, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.1.
nasi. 1.1. Struktur rangkaian bangunan atau kampus biasa
Peralatan aktif menguruskan bit, bingkai dan paket yang beredar dalam rangkaian, cuba mengatur penghantarannya supaya data hilang sejarang mungkin dan sampai ke penerima secepat mungkin, selaras dengan keperluan trafik aplikasi yang berjalan pada rangkaian .
Pendekatan yang diterangkan telah menjadi kebiasaan dalam reka bentuk rangkaian besar dan telah menggantikan sepenuhnya rangkaian yang dibina semata-mata berdasarkan segmen kabel pasif, yang dikongsi oleh komputer di rangkaian untuk menghantar maklumat. Kelebihan rangkaian dengan peralatan aktif yang disambungkan secara hierarki telah diuji dalam amalan lebih daripada sekali dan kini tidak dipertikaikan oleh sesiapa pun.
Dan, jika anda tidak memberi perhatian kepada jenis peralatan yang digunakan, tetapi menganggapnya hanya sebagai kotak hitam multiport, maka anda mungkin mendapat tanggapan bahawa tidak ada perubahan lain dalam teori dan amalan membina rangkaian tempatan - skim yang hampir sama adalah dicadangkan dan dilaksanakan, hanya berbeza dalam bilangan nod dan tahap hierarki peralatan komunikasi.
Walau bagaimanapun, analisis kualitatif peralatan yang digunakan menunjukkan sebaliknya. Terdapat perubahan, dan ia adalah ketara. Sepanjang satu atau dua tahun lalu, suis telah mula menolak keluar jenis peralatan aktif lain dari kedudukan yang kelihatan kukuh. Bertahun-tahun yang lalu, dalam rangkaian bangunan biasa, tahap bawah hierarki sentiasa diduduki oleh pengulang dan hab, bahagian atas dibina menggunakan penghala, dan suis diberi tempat di suatu tempat di tengah, di peringkat rangkaian lantai. Di samping itu, biasanya terdapat beberapa suis - ia dipasang hanya dalam segmen rangkaian yang sangat sibuk atau untuk menyambungkan pelayan berprestasi tinggi.
Suis mula mengalihkan penghala dari pusat rangkaian ke pinggir (Rajah 1.2), di mana ia digunakan untuk menyambungkan rangkaian tempatan kepada rangkaian global.
nasi. 1.2. Berkongsi suis dan penghala
Tempat pusat dalam rangkaian bangunan itu diduduki oleh suis korporat modular, yang menyatukan semua rangkaian tingkat dan jabatan pada tulang belakang dalamannya, biasanya sangat produktif. Suis telah menggantikan penghala kerana penunjuk harga/prestasinya, dikira untuk satu port, ternyata jauh lebih rendah, dengan kefungsian menghampiri penghala dari segi pengaruh aktif pada trafik yang dihantar. Suis korporat hari ini boleh melakukan banyak perkara yang kelihatan sebagai prerogatif eksklusif penghala beberapa tahun yang lalu: bingkai penyiaran teknologi rangkaian tempatan yang berbeza, contohnya Ethernet ke FDDI, menapis trafik berdasarkan pelbagai syarat, termasuk yang ditentukan pengguna, mengasingkan trafik satu segmen dari yang lain, dan lain-lain. Suis itu juga memperkenalkan teknologi baharu yang tidak pernah digunakan sebelum penampilannya - teknologi segmen maya, yang membolehkan pengguna berpindah dari satu segmen ke segmen lain semata-mata dalam perisian, tanpa menyambung semula penyambung secara fizikal. Dan dengan semua ini, kos setiap port dengan prestasi yang sama untuk suis ternyata beberapa kali lebih rendah daripada untuk penghala.
Selepas menakluki lapisan tulang belakang rangkaian korporat, suis mula menyerang rangkaian kumpulan kerja, di mana sebelum ini, dalam tempoh lima tahun yang lalu, pengulang multiport (hub) untuk kabel pasangan terpiuh sentiasa digunakan, menggantikan segmen sepaksi pasif. Suis telah muncul direka khusus untuk tujuan ini - peranti mudah, selalunya tidak diurus yang hanya boleh memindahkan bingkai dengan cepat dari port ke port ke alamat destinasi, tetapi tidak menyokong semua kepelbagaian suis korporat. Kos setiap port suis ini semakin berkurangan dengan pantas, dan walaupun port hab masih kos kurang daripada port suis kumpulan kerja, arah aliran harga adalah jelas.
Trend ini boleh disahkan oleh data daripada syarikat penyelidikan InStat dan Dell'Oro Group untuk tahun 1996 dan ramalan mereka untuk tahun 1998:
| 1996 | 1998Pengurangan peratusan dalam dua tahun |
|
| Harga purata bagi setiap pelabuhan hab | ||
| Ethernet | $101 | $946.9% |
| Ethernet pantas | $200 | $14527.5% |
| Harga purata bagi setiap port suis | ||
| Ethernet | $427 | $20053% |
| Ethernet pantas | $785 | $50036.3% |
| Nisbah port port/hab | ||
| Ethernet | 4.22 | 2.1 |
| Ethernet pantas | 3.9 | 3.4 |
Data ini dikumpul merentas semua kelas suis, dari peringkat kumpulan kerja ke peringkat tulang belakang, di mana hab tidak digunakan, jadi membandingkan hab hanya dengan suis kumpulan kerja akan memberikan hasil yang lebih hampir dari segi kos, kerana kos setiap port Ethernet untuk individu suis mencecah $150, iaitu, hanya satu setengah kali ganda kos port hab Ethernet.
Pada masa yang sama, prestasi rangkaian yang dibina pada suis biasanya beberapa kali lebih tinggi daripada prestasi rangkaian serupa yang dibina menggunakan hab. Memandangkan kos peningkatan prestasi tidak begitu tinggi dan sentiasa menurun, banyak penyepadu rangkaian semakin menerimanya untuk mengurangkan kependaman dalam rangkaian mereka. Dengan percambahan aplikasi masa nyata, kesan kelewatan pengangkutan menjadi lebih teruk dan beban pada sistem pengangkutan semakin meningkat, yang seterusnya menggalakkan peranti berprestasi tinggi seperti suis untuk bergerak lebih dekat dengan komputer pengguna.
Sememangnya, trend ke arah meningkatkan peranan suis dalam rangkaian tempatan bukanlah mutlak. Kedua-dua penghala dan hab masih mempunyai aplikasi mereka yang lebih masuk akal daripada suis. Penghala kekal sangat diperlukan apabila menyambungkan rangkaian tempatan ke rangkaian global. Di samping itu, penghala melengkapkan suis dengan baik apabila membina rangkaian maya daripada segmen maya, kerana ia menyediakan cara yang terbukti untuk menggabungkan segmen ke dalam rangkaian berdasarkan alamat rangkaian mereka.
Penumpu juga mempunyai niche mereka hari ini. Masih terdapat sejumlah besar kes di mana trafik dalam kumpulan kerja adalah kecil dan diarahkan ke pelayan tunggal. Dalam kes sedemikian, prestasi tinggi suis tidak banyak memberi manfaat kepada pengguna akhir - apabila menggantikan hab dengan suis, dia tidak akan merasakannya.
Walau bagaimanapun, semakin banyak suis muncul dalam rangkaian tempatan, dan keadaan ini tidak mungkin berubah secara radikal dalam masa terdekat. Sesetengah teknologi baru, seperti ATM, secara amnya menggunakan pensuisan sebagai satu-satunya kaedah penghantaran data pada rangkaian, yang lain, sebagai contoh, Gigabit Ethernet, menganggapnya sebagai, walaupun bukan satu-satunya, tetapi cara utama untuk berkomunikasi peranti pada rangkaian.
Teknologi penukaran bingkai dalam rangkaian tempatan
Had teknologi tradisional (Ethernet, Token Ring) berdasarkan media penghantaran data yang dikongsi
Pengulang LAN dan hab melaksanakan teknologi teras yang direka untuk media kongsi. Wakil klasik teknologi ini ialah Ethernet pada kabel sepaksi. Dalam rangkaian sedemikian, semua komputer berkongsi masa satu saluran komunikasi tunggal yang dibentuk oleh segmen kabel sepaksi (Rajah 2.1).
Suis tidak terurus sesuai untuk membina rangkaian rumah atau pejabat kecil. Perbezaannya daripada yang lain adalah versi "berkotak". Iaitu, selepas pembelian, sudah cukup untuk menyediakan sambungan ke pelayan pembekal dan anda boleh mengedarkan Internet.
Apabila bekerja dengan suis sedemikian, perlu dipertimbangkan bahawa kelewatan jangka pendek adalah mungkin apabila menggunakan alat kelui suara (Skype, Vo-IP) dan kemustahilan untuk mengedarkan lebar saluran Internet. Iaitu, apabila anda menghidupkan program Torrent pada salah satu komputer pada rangkaian, ia akan menggunakan hampir keseluruhan lebar jalur saluran, dan komputer lain pada rangkaian akan menggunakan jalur lebar yang tinggal.
Suis terurus ialah penyelesaian terbaik untuk membina rangkaian di pejabat dan kelab komputer. Jenis ini dijual sebagai standard dan dengan tetapan standard.
Untuk mengkonfigurasi suis sedemikian, anda perlu bekerja keras - sebilangan besar tetapan boleh membuat kepala anda berputar, tetapi dengan pendekatan yang betul ia akan membawa hasil yang mengagumkan. Ciri utama ialah pengagihan lebar saluran dan pelarasan daya tampung setiap port. Mari kita ambil sebagai contoh saluran Internet 50 Mbps/s, 5 komputer pada rangkaian, kotak set atas IP-TV dan ATC. Kita boleh melakukan beberapa pilihan, tetapi saya akan mempertimbangkan satu sahaja.
Seterusnya - hanya imaginasi anda dan pemikiran di luar kotak. Secara keseluruhan kami mempunyai saluran yang agak besar. Mengapa secara relatif? Anda akan mempelajari maklumat ini dengan lebih lanjut jika anda mendalami intipatinya dengan teliti. Saya terlupa untuk menjelaskan - saya sedang menyusun rangkaian untuk pejabat kecil. IP-TV digunakan untuk TV di ruang menunggu, komputer - untuk bekerja dengan e-mel, memindahkan dokumen, melayari laman web, ATC - untuk menyambungkan telefon talian tetap ke talian utama untuk menerima panggilan dari Skype, QIP, telefon bimbit, dll.
Suis terurus ialah pengubahsuaian suis biasa yang tidak terurus.
Sebagai tambahan kepada cip ASIC, ia mengandungi mikropemproses yang mampu melaksanakan operasi tambahan pada bingkai, seperti penapisan, pengubahsuaian dan keutamaan, serta tindakan lain yang tidak berkaitan dengan pemajuan bingkai. Sebagai contoh, sediakan antara muka pengguna.
Dari segi praktikal, perbezaan antara suis terurus dan tidak terurus terletak, pertama sekali, dalam senarai piawaian yang disokong - jika suis biasa dan tidak terurus hanya menyokong standard Ethernet (IEEE 802.3) dalam pelbagai jenisnya, maka suis terurus menyokong senarai yang lebih luas. daripada standard: 802.1Q 802.1X, 802.1AE, 802.3ad (802.1AX) dan seterusnya, yang memerlukan konfigurasi dan pengurusan.
Terdapat jenis lain - suis SMART.
Kemunculan suis pintar adalah disebabkan oleh langkah pemasaran - peranti menyokong bilangan fungsi yang jauh lebih kecil daripada abang mereka, tetapi masih boleh diurus.
Untuk tidak mengelirukan atau mengelirukan pengguna, model pertama dihasilkan dengan sebutan pintar atau diurus web.
Peranti ini menawarkan fungsi asas suis terurus pada harga yang jauh lebih rendah - organisasi VLAN, mendayakan pentadbiran dan melumpuhkan port, menapis mengikut alamat MAC atau mengehadkan kelajuan. Secara tradisinya, satu-satunya kaedah pengurusan ialah antara muka web, jadi nama yang diuruskan web telah ditetapkan dengan tegas kepada suis pintar.
Suis menyimpan jadual pensuisan dalam memori bersekutu, yang menunjukkan surat-menyurat alamat MAC hos ke port suis. Apabila suis dihidupkan, jadual ini kosong dan ia mula beroperasi dalam mod pembelajaran. Dalam mod ini, data yang tiba di mana-mana port dihantar ke semua port suis lain. Dalam kes ini, suis menganalisis bingkai dan, setelah menentukan alamat MAC hos penghantaran, memasukkannya ke dalam jadual.
Selepas itu, jika salah satu port suis menerima bingkai yang dimaksudkan untuk hos yang alamat MACnya sudah ada dalam jadual, maka bingkai ini akan dihantar hanya melalui port yang dinyatakan dalam jadual. Jika alamat MAC hos destinasi tidak terikat pada mana-mana port pada suis, maka bingkai akan dihantar ke semua port.
Dari masa ke masa, suis membina jadual lengkap untuk semua portnya, dan akibatnya, trafik disetempatkan.
Perlu diperhatikan kependaman rendah (kelewatan) dan kelajuan pemajuan yang tinggi pada setiap port antara muka.
Kaedah penukaran dalam suis.
Terdapat tiga kaedah pensuisan. Setiap daripadanya adalah gabungan parameter seperti masa menunggu suis membuat keputusan (latensi) dan kebolehpercayaan penghantaran.
Dengan storan perantaraan (Simpan dan Hadapan).
"Memotong".
"Bebas serpihan" atau hibrid.
Dengan storan perantaraan (Simpan dan Hadapan). Suis membaca semua maklumat masuk dalam bingkai, menyemaknya untuk ralat, memilih port pensuisan, dan kemudian menghantar bingkai yang disahkan kepadanya.
"Memotong". Suis hanya membaca alamat destinasi dalam bingkai dan kemudian melakukan penukaran. Mod ini mengurangkan kelewatan penghantaran, tetapi tidak mempunyai kaedah pengesanan ralat.
"Bebas serpihan" atau hibrid. Mod ini adalah pengubahsuaian mod "Seluruh". Penghantaran dilakukan selepas menapis serpihan perlanggaran (bersaiz bingkai 64 bait diproses menggunakan teknologi simpan dan hadapan, selebihnya menggunakan teknologi potong). Kependaman "keputusan suis" ditambah pada masa yang diperlukan bingkai untuk masuk dan keluar port suis dan bersama-sama menentukan kependaman suis keseluruhan.
Tukar ciri prestasi.
Ciri-ciri utama suis yang mengukur prestasinya ialah:
- - kelajuan penapisan;
- - kelajuan penghalaan (pemajuan);
- - daya pengeluaran;
- - kelewatan penghantaran bingkai.
Selain itu, terdapat beberapa ciri suis yang mempunyai impak terbesar pada spesifikasi prestasi ini. Ini termasuk:
- - saiz penimbal bingkai;
- - prestasi bas dalaman;
- - prestasi pemproses atau pemproses;
- - saiz jadual alamat dalaman.
Penapisan bingkai dan kelajuan pemajuan ialah dua ciri prestasi utama suis. Ciri-ciri ini adalah penunjuk penting; ia tidak bergantung pada cara suis dilaksanakan secara teknikal.
Kadar penapisan menentukan kelajuan suis melakukan langkah pemprosesan bingkai berikut:
- - menerima bingkai ke dalam penimbal anda;
- - kemusnahan bingkai, kerana pelabuhan destinasinya bertepatan dengan port sumber.
Kadar pemajuan menentukan kelajuan suis melakukan langkah pemprosesan bingkai berikut:
- - menerima bingkai ke dalam penimbal anda;
- - melihat jadual alamat untuk mencari port untuk alamat destinasi bingkai;
- - penghantaran bingkai ke rangkaian melalui port destinasi yang terdapat dalam jadual alamat.
Kedua-dua kelajuan penapisan dan kelajuan pemajuan biasanya diukur dalam bingkai sesaat.
Jika ciri suis tidak menyatakan untuk protokol mana dan untuk saiz bingkai apa kelajuan penapisan dan pemajuan diberikan, maka secara lalai ia diandaikan bahawa penunjuk ini diberikan untuk protokol Ethernet dan bingkai sepanjang 64 bait (tanpa mukadimah), dengan medan data sebanyak 46 bait .
Penggunaan bingkai dengan panjang minimum sebagai penunjuk utama kelajuan suis dijelaskan oleh fakta bahawa bingkai sedemikian sentiasa mencipta mod pengendalian yang paling sukar untuk suis berbanding bingkai format lain dengan daya pemprosesan yang sama bagi data pengguna yang dipindahkan.
Oleh itu, apabila menguji suis, mod panjang bingkai minimum digunakan sebagai ujian yang paling sukar, yang harus mengesahkan keupayaan suis untuk beroperasi di bawah kombinasi parameter trafik yang paling teruk untuknya.
Di samping itu, untuk paket dengan panjang minimum, kelajuan penapisan dan pemajuan mempunyai nilai maksimum, yang tidak penting apabila mengiklankan suis.
Daya pemprosesan suis diukur dengan jumlah data pengguna yang dihantar setiap unit masa melalui portnya.
Memandangkan suis beroperasi pada peringkat pautan data, data penggunanya ialah data yang dipindahkan ke medan data bingkai protokol lapisan pautan data - Ethernet, Token Ring, FDDI, dsb.
Nilai maksimum daya pemprosesan suis sentiasa dicapai pada bingkai dengan panjang maksimum, kerana dalam kes ini bahagian kos overhed untuk maklumat perkhidmatan bingkai adalah jauh lebih rendah daripada bingkai dengan panjang minimum, dan masa suis menjalankan operasi pemprosesan bingkai setiap satu. bait maklumat pengguna adalah kurang ketara.
Kebergantungan daya pemprosesan suis pada saiz bingkai yang dihantar digambarkan dengan baik oleh contoh protokol Ethernet, yang mana, apabila menghantar bingkai dengan panjang minimum, kelajuan penghantaran 14880 bingkai sesaat dan daya pemprosesan 5.48 Mb/s adalah dicapai, dan apabila menghantar bingkai dengan panjang maksimum, kelajuan penghantaran 812 bingkai sesaat dicapai dan daya pemprosesan 9.74 Mb/s.
Throughput menurun hampir dua kali apabila bertukar kepada bingkai dengan panjang minimum, dan ini tidak mengambil kira kehilangan masa untuk memproses bingkai oleh suis.
Kependaman penghantaran bingkai diukur apabila masa berlalu dari saat bait pertama bingkai tiba di port input suis sehingga saat bait ini muncul pada port output suis.
Latensi terdiri daripada masa yang diluangkan untuk menimbal bait bingkai, serta masa yang dihabiskan untuk memproses bingkai dengan suis - melihat melalui jadual alamat, membuat keputusan penapisan atau pemajuan dan mendapatkan akses kepada persekitaran port keluar. Jumlah kelewatan yang diperkenalkan oleh suis bergantung pada mod pengendaliannya. Jika penukaran dilakukan "dengan cepat", maka kelewatan biasanya kecil dan berkisar antara 10 µs hingga 40 µs, dan dengan penimbalan bingkai penuh - dari 50 µs hingga 200 µs (untuk bingkai dengan panjang minimum). Suis ialah peranti berbilang port, jadi adalah lazim untuk memberikan semua ciri di atas (kecuali kelewatan penghantaran bingkai) dalam dua versi:
- - pilihan pertama ialah jumlah prestasi suis dengan penghantaran trafik serentak pada semua portnya;
- - pilihan kedua ialah prestasi yang diberikan setiap port.
Oleh kerana apabila trafik dihantar secara serentak oleh beberapa port, terdapat sejumlah besar pilihan trafik, berbeza dalam saiz bingkai dalam aliran, taburan intensiti purata aliran bingkai antara port destinasi, pekali variasi dalam keamatan aliran bingkai, dsb., dsb.
Kemudian, apabila membandingkan suis mengikut prestasi, adalah perlu untuk mengambil kira varian trafik yang mana data prestasi yang diterbitkan diperolehi. Sesetengah makmal yang sentiasa menguji peralatan komunikasi telah membangunkan penerangan terperinci tentang keadaan ujian untuk suis dan menggunakannya dalam amalan mereka, tetapi ujian ini belum lagi menjadi perkara biasa dalam industri. Sebaik-baiknya, suis yang dipasang pada rangkaian menghantar bingkai antara nod yang disambungkan ke portnya pada kadar di mana nod menjana bingkai ini, tanpa memperkenalkan kelewatan tambahan atau kehilangan satu bingkai.
Dalam amalan sebenar, suis sentiasa memperkenalkan beberapa kelewatan semasa menghantar bingkai, dan mungkin juga kehilangan beberapa bingkai, iaitu, tidak menghantarnya kepada penerima. Disebabkan oleh perbezaan dalam organisasi dalaman model suis yang berbeza, adalah sukar untuk meramalkan cara suis tertentu akan menghantar bingkai untuk mana-mana corak trafik tertentu. Kriteria terbaik masih merupakan amalan meletakkan suis dalam rangkaian sebenar dan mengukur kelewatan yang diperkenalkan dan bilangan bingkai yang hilang. Prestasi keseluruhan suis dipastikan oleh prestasi yang cukup tinggi bagi setiap elemen individunya - pemproses port, matriks pensuisan, modul penyambung bas biasa, dsb.
Tidak kira organisasi dalaman suis dan cara operasinya disalurkan, adalah mungkin untuk menentukan keperluan prestasi yang agak mudah untuk elemennya yang diperlukan untuk menyokong matriks trafik tertentu. Oleh kerana pengeluar suis berusaha untuk membuat peranti mereka secepat mungkin, prestasi dalaman keseluruhan suis selalunya melebihi beberapa margin jumlah purata trafik yang boleh dihantar ke port suis mengikut protokol mereka.
Suis jenis ini dipanggil tidak menyekat, iaitu, sebarang jenis trafik dihantar tanpa mengurangkan keamatannya. Sebagai tambahan kepada daya pemprosesan elemen individu suis, seperti pemproses port atau bas biasa, prestasi suis dipengaruhi oleh parameter seperti saiz jadual alamat dan volum penimbal umum atau penimbal port individu.
Saiz jadual alamat mempengaruhi kapasiti maksimum jadual alamat dan menentukan bilangan maksimum alamat MAC yang boleh dikendalikan oleh suis secara serentak.
Oleh kerana suis paling kerap menggunakan unit pemprosesan khusus untuk melaksanakan operasi pada setiap port dengan memorinya sendiri untuk menyimpan contoh jadual alamat, saiz jadual alamat untuk suis biasanya diberikan setiap port.
Contoh jadual alamat modul pemproses yang berbeza tidak semestinya mengandungi maklumat alamat yang sama - kemungkinan besar tidak akan terdapat banyak alamat pendua, melainkan pengagihan trafik pada setiap port adalah sama rata antara port lain. Setiap port hanya menyimpan set alamat yang telah digunakan baru-baru ini. Bilangan maksimum alamat MAC yang boleh diingati oleh pemproses port bergantung pada penggunaan suis. Suis kumpulan kerja biasanya hanya menyokong beberapa alamat setiap port kerana ia direka bentuk untuk membentuk segmen mikro. Suis jabatan mesti menyokong beberapa ratus alamat, dan suis tulang belakang rangkaian mesti menyokong sehingga beberapa ribu, biasanya 4000 - 8000 alamat. Kapasiti jadual alamat yang tidak mencukupi boleh menyebabkan suis menjadi perlahan dan rangkaian tersumbat dengan trafik yang berlebihan. Jika jadual alamat pemproses port penuh sepenuhnya, dan ia menemui alamat sumber baharu dalam paket masuk, maka ia mesti mengusir mana-mana alamat lama daripada jadual dan meletakkan alamat baharu di tempatnya. Operasi ini sendiri akan mengambil sedikit masa pemproses, tetapi kehilangan prestasi utama akan diperhatikan apabila bingkai tiba dengan alamat destinasi yang terpaksa dialih keluar daripada jadual alamat.
Memandangkan alamat destinasi bingkai tidak diketahui, suis mesti memajukan bingkai ke semua port lain. Operasi ini akan mencipta kerja yang tidak perlu untuk banyak pemproses port, di samping itu, salinan bingkai ini akan berakhir pada segmen rangkaian yang tidak diperlukan sama sekali. Sesetengah pengeluar suis menyelesaikan masalah ini dengan menukar algoritma untuk mengendalikan bingkai dengan alamat destinasi yang tidak diketahui. Salah satu port suis dikonfigurasikan sebagai port trunk, yang mana semua bingkai dengan alamat yang tidak diketahui dihantar secara lalai.
Memori penimbal dalaman suis diperlukan untuk menyimpan sementara bingkai data dalam kes di mana ia tidak dapat dihantar segera ke port output. Penampan direka bentuk untuk melancarkan semburan trafik jangka pendek.
Lagipun, walaupun trafik seimbang dengan baik dan prestasi pemproses port, serta elemen pemprosesan lain suis, mencukupi untuk menghantar nilai trafik purata, ini tidak menjamin bahawa prestasi mereka akan mencukupi untuk puncak yang sangat besar. bebanan. Sebagai contoh, trafik boleh tiba serentak pada semua input suis dalam beberapa puluh milisaat, menghalangnya daripada menghantar bingkai yang diterima ke port output. Untuk mengelakkan kehilangan bingkai apabila purata intensiti trafik berulang kali melebihi untuk masa yang singkat (dan untuk rangkaian tempatan, nilai pekali riak trafik dalam julat 50-100 sering dijumpai), satu-satunya cara ialah penimbal volum besar. Seperti jadual alamat, setiap modul pemproses port biasanya mempunyai memori penimbal sendiri untuk menyimpan bingkai. Semakin besar volum memori ini, semakin kecil kemungkinan bingkai akan hilang akibat beban berlebihan, walaupun jika nilai trafik purata tidak seimbang, penimbal lambat laun akan melimpah.
Biasanya, suis yang direka untuk beroperasi di bahagian kritikal rangkaian mempunyai memori penimbal beberapa puluh atau ratusan kilobait setiap port.
Adalah baik apabila memori penimbal ini boleh diagihkan semula antara beberapa port, kerana beban berlebihan serentak pada beberapa port tidak mungkin. Cara perlindungan tambahan boleh menjadi penimbal yang biasa kepada semua port dalam modul pengurusan suis. Penampan sedemikian biasanya mempunyai kapasiti beberapa megabait.
Pertukaran dalam rangkaian tempatan (LAN) adalah salah satu asas peralihan berterusan kepada penggunaan teknologi generasi akan datang. LAN tradisional direka untuk berkongsi sumber antara pengguna sebilangan kecil stesen (biasanya sehingga 50). Sumber yang dikongsi termasuk fail dan peranti persisian (pencetak, modem, dsb.). Memandangkan corak trafik dalam rangkaian sedemikian mempunyai sifat pecah yang ketara, penggunaan lebar jalur yang dikongsi antara semua pengguna boleh membawa kepada kelembapan yang ketara. Piawaian Ethernet dan cincin token mengawal akses peranti rangkaian kepada media penghantaran yang dikongsi. Apabila salah satu peranti menghantar data ke rangkaian, semua peranti lain mesti menunggu penghantaran selesai tanpa cuba menghantar data mereka ke rangkaian.
Skim perkongsian media ini sangat berkesan pada rangkaian kecil yang digunakan untuk berkongsi fail atau pencetak. Hari ini, saiz dan kerumitan rangkaian tempatan telah meningkat dengan ketara, dan bilangan peranti diukur dalam beribu-ribu. Ditambah dengan keperluan pengguna yang semakin meningkat, sifat bukan deterministik seni bina rangkaian tradisional (seperti Ethernet dan cincin token) telah mula mengehadkan keupayaan aplikasi rangkaian. Pensuisan LAN ialah teknologi popular yang boleh memanjangkan hayat Ethernet sedia ada dan LAN berasaskan cincin token. Kelebihan menukar terletak pada membahagikan rangkaian - membahagikannya kepada serpihan yang lebih kecil dengan pengurangan ketara dalam bilangan stesen dalam setiap segmen. Pengasingan trafik dalam segmen kecil membawa kepada pengembangan berbilang lebar jalur yang tersedia untuk setiap pengguna, dan sokongan untuk LAN maya (VLAN) dengan ketara meningkatkan fleksibiliti sistem.
Penukaran menyediakan segmentasi LAN dengan media kongsi
Pentadbir rangkaian mesti memahami aspek teknologi pensuisan LAN dan kos penukaran kepada suis dalam rangkaian sedia ada. Isu teknologi termasuk memahami seni bina suis LAN, perbezaan antara peralihan peringkat MAC dan penghalaan peringkat rangkaian, dan perbezaan antara operasi peringkat perisian dan perkakasan. Pertimbangan ekonomi termasuk membandingkan nisbah prestasi/harga penghala dan suis, menilai nilai wang, dan kos untuk menyediakan dan menyelenggara rangkaian (termasuk pengurusan rangkaian).
Aspek teknologi
Sehingga baru-baru ini, jambatan telah digunakan untuk membahagikan LAN, tetapi kemajuan dalam teknologi telah memungkinkan untuk menggunakan penyelesaian yang lebih cekap untuk ini. Hanya beberapa tahun yang lalu, penghala, peranti peringkat rangkaian, digunakan untuk menyambungkan segmen LAN. Penghala menyediakan pembahagian yang berkesan, tetapi ia mahal dan sukar untuk diurus. Kemunculan suis berdasarkan pengawal ASIC khusus telah menjadikan peranti ini alat pembahagian rangkaian yang lebih berkesan.
Suis LAN mempunyai pelbagai jenis keupayaan dan, oleh itu, harga - kos 1 port berkisar antara 50 hingga 1000 dolar. Salah satu sebab perbezaan yang besar adalah kerana ia direka untuk menyelesaikan kelas masalah yang berbeza. Suis mewah mesti menyediakan prestasi tinggi dan ketumpatan port, serta menyokong pelbagai fungsi pengurusan. Peranti sedemikian sering melaksanakan fungsi penghalaan sebagai tambahan kepada pensuisan tradisional pada tahap MAC. Suis mudah dan murah biasanya mempunyai bilangan port yang kecil dan tidak mampu menyokong fungsi pengurusan.
Salah satu perbezaan utama ialah seni bina yang digunakan dalam suis. Memandangkan kebanyakan suis moden adalah berdasarkan pengawal ASIC proprietari, reka bentuk cip ini dan penyepaduannya dengan modul suis yang lain (termasuk penimbal I/O) memainkan peranan penting. Suis yang turut melaksanakan fungsi lapisan rangkaian (routing) biasanya dilengkapi dengan pemproses RISC untuk melaksanakan program penghalaan intensif sumber.
Rajah 2.1 Gambar rajah blok suis palang silang
Pengawal ASIC untuk suis LAN dibahagikan kepada 2 kelas - ASIC besar yang boleh melayani banyak port bertukar (satu pengawal setiap peranti) dan ASIC kecil yang berkhidmat beberapa port dan digabungkan menjadi matriks pensuisan. Isu penskalaan dan strategi pembangun suis dalam bidang penyusunan tulang belakang dan/atau kumpulan kerja menentukan pilihan ASIC dan, oleh itu, kelajuan promosi suis ke pasaran.
Terdapat 3 pilihan untuk seni bina suis - pensuisan palang silang dengan penimbalan input, laluan kendiri dengan memori dikongsi dan bas berkelajuan tinggi. Ditunjukkan ialah gambarajah blok suis dengan seni bina yang digunakan untuk menyambung pasangan port secara bergilir-gilir. Pada bila-bila masa, suis sedemikian boleh menyediakan organisasi hanya satu sambungan (sepasang port). Apabila tahap trafik rendah, tidak perlu menyimpan data dalam ingatan sebelum menghantarnya ke port destinasi - pilihan ini dipanggil suis potong dengan cepat). Walau bagaimanapun, suis palang silang memerlukan penimbalan input daripada setiap port kerana jika satu-satunya sambungan yang mungkin digunakan, suis disekat (). Walaupun kos rendah dan kelajuan tinggi ke pasaran, suis palang silang adalah terlalu primitif untuk terjemahan berkesan antara antara muka gelang token atau Ethernet berkelajuan rendah dan port ATM dan FDDI berkelajuan tinggi.
Rajah 2.2 Mengunci suis palang silang
Suis memori yang dikongsi mempunyai penimbal input biasa untuk semua port, digunakan sebagai satah belakang dalaman peranti. Menimbal data sebelum menghantarnya (simpan dan ke hadapan - simpan dan ke hadapan) membawa kepada kelewatan. Walau bagaimanapun, suis memori kongsi, seperti yang ditunjukkan, tidak memerlukan tulang belakang dalaman khas untuk memindahkan data antara port, yang memberikannya harga yang lebih rendah berbanding suis berdasarkan bas dalaman berkelajuan tinggi.
Rajah 2.3 Senibina Suis Memori Dikongsi
Rajah 2.4 Suis Bas Berkelajuan Tinggi
Rajah 2.5 Penukaran dan penghalaan dalam model OSI
Kebanyakan peranti rangkaian moden - hab, suis, penghala - menyokong fungsi pensuisan dan penghalaan yang berasingan. Pentadbir rangkaian mesti memutuskan perkhidmatan bagi setiap jenis yang diperlukan pada rangkaian dan peralatan yang paling sesuai untuk tugasan tersebut.
Pelaksanaan perkakasan suis LAN menggunakan cip ASIC khusus (dibangunkan secara dalaman atau daripada syarikat lain), yang melaksanakan fungsi pensuisan. Pelaksanaan perkakasan memberikan kelajuan yang lebih tinggi berbanding dengan pelaksanaan perisian. Walau bagaimanapun, ini masih tidak mencukupi untuk mencipta suis yang baik. Apabila membangunkan ASIC, program penukaran yang dilaksanakan pada cip mesti dibuat dan diuji. Sebaik sahaja pengawal dibuat, kod program tidak boleh diubah, jadi kecekapan mesin pensuisan memainkan peranan penting. Keinginan untuk membawa peranti ke pasaran dengan lebih pantas selalunya menentukan tahap kefungsian ASIC. Penyelesaian perisian menggunakan pemproses tujuan umum yang memerlukan muat turun kod untuk beroperasi. Faedah pendekatan ini termasuk tahap perkhidmatan yang lebih tinggi (cth. penghalaan), tetapi faedah ini selalunya terharu sepenuhnya oleh peningkatan kependaman.
Aspek ekonomi
Jelas sekali, sebab utama penggunaan suis yang begitu pantas adalah kos peranti itu sendiri yang lebih rendah, berbanding dengan penghala tradisional, dan pengurangan ketara dalam kos mengatur dan menyokong rangkaian. Sebagai peranti peringkat MAC, suis tidak memerlukan sebarang konfigurasi dan menyediakan penyelesaian plug-and-play (ini terpakai terutamanya pada suis mudah). Suis dengan mudah menyelesaikan masalah pengembangan lebar jalur dan boleh berfungsi dalam rangkaian dengan penghala tradisional, membahagikan rangkaian kepada segmen yang kemudiannya disambungkan oleh penghala. Memandangkan rangkaian kelihatan rata pada lapisan pautan data, semua perkhidmatan penghalaan tambahan mesti dilakukan oleh penghala tradisional. Oleh itu, suis dalam kumpulan kerja membolehkan anda membahagikan rangkaian dengan berkesan, meninggalkan fungsi komunikasi antara segmen kepada penghala.
Satu lagi sebab untuk pertumbuhan pesat dalam populariti suis ialah ia dioptimumkan untuk menyelesaikan pelbagai tugas rangkaian (khususnya untuk mengatur kumpulan kerja). Memandangkan keperluan kumpulan kerja terutamanya berkaitan dengan kelajuan komunikasi yang tinggi dan penyediaan laluan tidak menyekat untuk menghantar trafik antara ahli kumpulan, suis LAN mengandungi enjin pensuisan perkakasan sebagai terasnya. Pengeluaran besar-besaran pengawal ASIC telah membawa kepada pengurangan harga yang ketara. Port berkelajuan tinggi tambahan (uplink) untuk menyambung ke pelayan, penghala atau tulang belakang memastikan pengguna kumpulan kerja dapat memenuhi semua keperluan mereka. Peruntukan lebar jalur yang fleksibel dan berskala menjadikan suis LAN sebagai bahagian penting dalam proses memodenkan rangkaian sedia ada berdasarkan media kongsi. Keupayaan untuk bergerak dengan mudah dari satu titik rangkaian ke yang lain memberikan kecekapan pelaburan yang tinggi, kerana apabila tugas atau struktur rangkaian berubah, tidak perlu membeli peranti baharu untuk menggantikan yang sedia ada.
Mungkin penjimatan terbesar daripada suis datang daripada pembahagian rangkaian yang cekap (jalur lebar yang meningkat) dan kemudahan pengurusan (plug-and-play). Tidak seperti penghala, suis LAN hampir tidak memerlukan konfigurasi dan tidak mengambil banyak masa daripada pentadbir rangkaian. Alamat MAC peranti yang disambungkan kepada suis ditentukan secara automatik, dan skema pengalamatan IP kompleks yang digunakan dalam rangkaian hari ini kekal telus sepenuhnya kepada kumpulan kerja. Memasang suis dalam kumpulan kerja biasanya memerlukan tidak lebih daripada menyambungkan peranti ke port suis dan bukannya port hab atau meletakkan suis antara hab dan penghala seperti yang ditunjukkan dalam Rajah dan .
Rajah 2.6 LAN tradisional berdasarkan hab
Rajah 2.7 Suis LAN bukannya hab
Rajah 2.8 Berkongsi Suis dan Hab
Suis LAN menyediakan pengembangan lebar jalur agregat
Segmentasi LAN media yang dikongsi boleh digambarkan dengan membahagikan peserta dalam persidangan besar kepada kumpulan khusus yang diasingkan dalam bilik yang berbeza. Segmentasi rangkaian memastikan pertumbuhan berbilang lebar jalur agregat, membenarkan bukannya satu peranti untuk menghantar ke banyak peranti sekaligus. Ethernet dan rangkaian cincin token adalah serupa dengan sesi pleno persidangan, di mana semua orang mendengar pembesar suara yang sama. Mesyuarat kumpulan kerja membenarkan satu orang dalam setiap kumpulan untuk bercakap. Oleh itu, pembahagian rangkaian membolehkan data dihantar ke beberapa peranti secara serentak (satu setiap segmen).
Apabila mempertimbangkan penukaran LAN, adalah penting untuk memahami corak trafik dan perubahan dalam struktur LAN. Corak trafik dalam LAN tradisional dengan akses media yang dipertikaikan dan rangkaian dengan lebar jalur khusus untuk setiap port adalah berbeza dengan ketara. Apabila mengkaji gambar, pentadbir mungkin akan melihat bahawa pengguna atau kumpulan individu memerlukan lebar jalur yang lebih luas, dan beberapa tugasan sangat sensitif terhadap kelewatan.
Perubahan dalam struktur LAN dan corak trafik
Kini jelas bahawa mekanisme capaian lawan yang digunakan dalam rangkaian jalur-kongsi adalah sebab utama untuk pengeluaran LAN tradisional yang tidak mencukupi. Mari kita ingat bahawa pada bila-bila masa hanya satu stesen boleh menghantar data ke medium yang dikongsi - selebihnya mesti "mendengar". Pelaksanaan mekanisme capaian dalam Ethernet dan rangkaian cincin token adalah berbeza, oleh itu, keputusan penggunaan suis juga akan berbeza.
Akses media dalam rangkaian Ethernet adalah berdasarkan algoritma CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access and Collision Detection). Apabila stesen perlu menghantar data, ia mula-mula menyemak saluran untuk melihat sama ada stesen lain menggunakannya (penderiaan pembawa - CS). Jika medium tidak digunakan pada masa ini, stesen boleh mula menghantar. Jika medium sibuk, stesen cuba akses semula selepas selang masa rawak. Walaupun pra-mendengar medium, dua (atau lebih) stesen boleh mula menghantar secara serentak - konflik atau perlanggaran (CD) berlaku. Dalam kes ini, kedua-dua stesen mesti segera berhenti menghantar dan cuba mengulanginya selepas selang masa rawak.
Dalam rangkaian kecil, sifat trafik yang pecah (paket data dihantar hanya sekali-sekala) memastikan kemungkinan konflik adalah agak rendah. Dalam rangkaian yang besar, selang antara paket menjadi lebih pendek dan kemungkinan perlanggaran meningkat. Ini membawa kepada fakta bahawa dalam rangkaian besar adalah mungkin (walaupun tidak mungkin) stesen (contohnya, dengan pemproses yang perlahan) tidak akan dapat mengakses medium penghantaran sama sekali, kerana tiada perintah akses dipatuhi (prinsip yang diketahui - sesiapa yang bangun dahulu mendapat selipar). Segmentasi rangkaian sedemikian akan memberikan peningkatan yang ketara dalam pemprosesan.
Rajah 2.9 Contoh rangkaian kumpulan kerja
Bilangan stesen dan lebar jalur yang berkesan
Dalam rangkaian cincin Token, akses kepada medium adalah berdasarkan penghantaran token - paket khas yang diedarkan ke seluruh cincin. Stesen yang menerima token boleh mula menghantar datanya ke rangkaian. Tiada perlanggaran di sini, tetapi stesen yang tidak memiliki token tidak boleh menghantar data, walaupun dalam persekitaran yang jelas. Dalam rangkaian kecil, kitaran penghantaran token di sekeliling cincin mengambil masa yang singkat dan stesen tidak menunggu lama untuk mula menghantar. Walau bagaimanapun, dalam rangkaian yang besar, masa menunggu mungkin menjadi terlalu lama. Membahagikan gelang kepada beberapa gelang yang lebih kecil menggunakan suis (segmentasi) mengurangkan bilangan stesen dalam gelang dan mengurangkan kependaman token. Di samping itu, penukaran cincin token meningkatkan rintangan rangkaian terhadap kerosakan.
Sebab kekurangan kapasiti ialah setiap stesen pada segmen mendengar "cakap" semua stesen lain. Peralihan kepada teknologi point-to-point seperti ATM adalah satu langkah besar ke hadapan. Faedah rangkaian beralih sepenuhnya, berorientasikan sambungan adalah jelas, tetapi bagaimana pula dengan aplikasi dan perkhidmatan rangkaian sedia ada berdasarkan paket siaran pada LAN tradisional? Sehingga semua aplikasi ini ditulis semula untuk rangkaian titik ke titik, trafik penyiaran akan menjadi isu utama dengan penukaran LAN.
Rajah 2.10 Bilangan Pengguna Ethernet dan Jalur Lebar Berkesan
Keperluan lebar jalur pengguna yang berbeza
Aplikasi jalur lebar seperti multimedia dan pangkalan data pelayan pelanggan agak membebankan LAN media kongsi yang direka bentuk semata-mata untuk berkongsi fail dan pencetak. Penggunaan mekanisme lawan untuk mengakses persekitaran tidak membenarkan pengguna aplikasi grafik menyediakan pemindahan rangkaian berkelajuan tinggi sejumlah besar data dengan kependaman rendah. Pentadbir rangkaian sering menyelesaikan masalah ini dengan mengatur segmen berasingan untuk pengguna tersebut tanpa beralih kepada teknologi berkelajuan tinggi seperti FDDI. Memilih bilangan pengguna bagi setiap port suis menyediakan penyelesaian kos efektif kepada lebar jalur yang tidak mencukupi tanpa menaik taraf kepada teknologi baharu.
Pelayan fail, pelayan aplikasi dan pengguna permintaan tinggi boleh disambungkan ke suis melalui port Fast Ethernet, FDDI atau ATM. Laluan ini memerlukan penggantian penyesuai rangkaian dalam pelayan dan mungkin kabel, tetapi menyediakan penyelesaian yang fleksibel dan berskala.
Aplikasi jalur lebar bukanlah satu-satunya masalah bagi pentadbir rangkaian. Tugas masa nyata sensitif kependaman (contohnya, video) dalam persekitaran yang dikongsi dengan kaedah akses bukan penentu (seperti Ethernet).
Pensuisan LAN meningkatkan fleksibiliti
Pensuisan LAN membolehkan anda mencipta rangkaian maya (VLAN) daripada kumpulan pengguna berdasarkan tugas mereka, bukannya lokasi fizikal mereka pada rangkaian. Teknologi VLAN membolehkan pengguna bergerak dengan bebas merentasi rangkaian sambil kekal dalam kumpulan kerja mereka.
Kemudahan menyesuaikan VLAN untuk mengehoskan pergerakan, penambahan dan perubahan rangkaian lain, ditambah dengan penyepaduan LAN tradisional yang lancar ke dalam rangkaian ATM, adalah sesuatu yang akan menangkap imaginasi semua orang. Mereka bentuk semula rangkaian untuk menampung bilangan pengguna mudah alih yang semakin meningkat dan keperluan untuk akses berasaskan peraturan membolehkan berbilang pengguna bekerja dengan bebas walaupun semasa berada jauh dari pejabat. Merancang untuk mengintegrasikan LAN tradisional ke dalam rangkaian berasaskan ATM memerlukan pentadbir berhati-hati apabila memilih teknologi. Pilihan yang tepat akan membolehkan anda mencipta rangkaian yang berkesan dan memberi peluang untuk peralihan berperingkat kepada teknologi baharu.
VLAN memudahkan untuk mengalih, menambah atau mengalih keluar hos
Pekerja dalam banyak organisasi bekerja pada pelbagai projek, mengumpulkan ke dalam pasukan kerja untuk menyelesaikan masalah tertentu. Apabila tugas selesai, komposisi kumpulan mungkin berubah, dan setelah selesai, penciptaan kumpulan baharu akan diperlukan. Mengatur kumpulan kerja berdasarkan lokasi fizikal komputer (seperti yang dilakukan dalam rangkaian media kongsi) selalunya menimbulkan masalah yang sukar diatasi. Anda perlu memindahkan stesen kerja pengguna atau memindahkan sejumlah besar maklumat melalui penghala yang terlebih muatan. Di samping itu, kerumitan menyediakan penghala menjadikannya hampir mustahil untuk mewujudkan kumpulan kerja sementara daripada kalangan pekerja yang berjauhan antara satu sama lain. VLAN membolehkan anda mengumpulkan pengguna tanpa memberi perhatian kepada lokasi fizikal mereka pada rangkaian - anda boleh membuat kumpulan kerja pekerja yang terletak di bangunan yang berbeza atau bahkan di bandar yang berbeza.
Keupayaan untuk menyusun VLAN menggunakan saluran WAN memerlukan penyepaduan suis LAN dan ATM. Contoh penggunaan ATM untuk mengatur sambungan logik antara port suis LAN jauh ditunjukkan. Dengan cara ini, anda boleh mencipta domain siaran (LAN maya) daripada stesen yang terletak pada jarak yang agak jauh
Rajah 2.11 Sambungan logik suis ATM melalui saluran WAN
LAN maya memberikan banyak faedah. Mari kita ambil contoh organisasi yang mempunyai bilangan pekerja lapangan yang ramai. Apabila pekerja sedemikian berpindah ke lokasi lain, alamat rangkaiannya berubah dan jadual penghalaan perlu dikemas kini sepenuhnya. Selepas langkah sedemikian, pengguna juga perlu membuat perubahan konfigurasi untuk menerima perkhidmatan biasa. LAN maya berasaskan suis dengan keupayaan penghalaan sangat memudahkan pergerakan pengguna. Adalah mungkin untuk memastikan bahawa persekitaran kerja terpelihara sepenuhnya tanpa mengira lokasi pengguna ().
Rajah 2.12 Membina LAN maya
Sebagai tambahan kepada keupayaan untuk mengatur kumpulan kerja yang diedarkan, teknologi VLAN membolehkan anda membuat kumpulan sedemikian berdasarkan set kriteria (peraturan) yang luas yang ditetapkan oleh pentadbir rangkaian. Oleh itu, isu akses, keselamatan dan pengebilan untuk perkhidmatan boleh diselesaikan secara automatik dengan menetapkan peraturan organisasi VLAN yang sesuai. Rangkaian maya berasaskan peraturan memberikan fleksibiliti terbesar sambil mengekalkan keselamatan rangkaian yang kukuh. Pengurusan VLAN seret dan lepas memudahkan untuk mengkonfigurasi hak akses dan mencipta serta menukar kumpulan kerja logik.
Rajah 2.13 Membina LAN maya
Pensuisan LAN membolehkan penyepaduan kumpulan kerja tradisional ke dalam rangkaian ATM
Mungkin salah satu kelebihan utama penukaran LAN ialah keupayaan untuk memenuhi keperluan pengguna yang pelbagai dari segi lebar jalur dan jenis perkhidmatan. Seperti yang kami tunjukkan sebelum ini, memasang suis LAN yang beroperasi pada tahap MAC tidak memerlukan perubahan pada tahap stesen kerja atau penghala yang sudah ada pada rangkaian. Dengan dapat mengawal bilangan stesen pada setiap port suis, pentadbir boleh menyediakan setiap pengguna atau aplikasi dengan lebar jalur dan kependaman yang diperlukan. Modul tulang belakang berkelajuan tinggi (uplink) menyediakan penskalaan yang baik kerana keupayaan untuk menyambung ke pelayan berkelajuan tinggi dan tulang belakang. Oleh kerana pemasangan suis memerlukan sedikit atau tiada konfigurasi, menambah suis semasa rangkaian anda berkembang adalah mudah dan murah.
Akhir sekali, kemungkinan peningkatan beransur-ansur membolehkan kami menilai keperluan untuk menggunakan teknologi baharu (seperti ATM) untuk mengembangkan keupayaan rangkaian sedia ada. Melaksanakan rangkaian sepenuhnya berdasarkan ATM memerlukan modal yang besar, dan keupayaan untuk memanfaatkan teknologi ini sambil mengekalkan rangkaian Ethernet dan cincin token sedia ada adalah sangat penting.
Maklumat teknikal yang terkandung dalam dokumen ini tertakluk kepada perubahan tanpa notis.
© 1997 Xylan Corporation.
