В то время как, различные типы Ethernet достаточно просты, технологии FDDI, ATM и SONET/SDH более сложны, и обеспечивают расширенные возможности для 1-ого уровня, такие как отказоустойчивость и поддержка для физического разделения каналов, чтобы поддерживать различные потоки данных, таких как голос и данные. Эти дополнительные возможности влекут за собой повышение стоимости и иногда снижение производительности.
Этот уровень, известный как канальный уровень, делает возможным адресацию и доступ к сети для конечных станций. Так как архитектуры, реализующие протоколы вплоть до второго уровня, позволяют взаимодействовать конечным станциям между собой, часто бывает практичным строить сети, основанные только на 2-ом уровне, обеспечивая этим простое, недорогое и высокопроизводительное решение для соединения сотен или даже тысяч конечных станций. Пять прошлых лет показали необычайный успех сетей с «плоской» топологией на основе коммутаторов второго уровня соединенными с другими коммутаторами второго уровня или ATM коммутаторами.
Коммутация второго уровня, также называемая bridging (я не знаю корректного термина для перевода bridging на русский язык), пересылает пакеты, базируясь на уникальном Media Access Control (MAC) адресе каждой конечной станции. Пакеты данных состоят из двух частей: служебных данных, таких как MAC адрес и другой информации, и пользовательских данных. На втором уровне фактически не требуется никакой модификации служебных данных пакета когда он передается между схожими интерфейсами первого уровня, как например из Ethernet сегмента в сегмент Fast Ethernet. Однако небольшие изменения в служебных данных (но не пользовательских данных) могут возникнуть при коммутации несхожих типов сетей, таких как FDDI и Ethernet. В любом случае, обработка данных минимальна и зависит от сложности конфигурации.
Развертывание второго уровня считается наиболее выдающимся изменением в инфраструктуре за последние 10 лет. Разделяемый сегмент Ethernet, представленный различными типами коаксиального кабеля или содержащийся внутри разделяемых коммутаторов, предлагал очень простое и даже еще более недорогое решение для второго уровня. Хотя технологии с разделяемой средой передачи, когда все станции разделяют пропускную способность сегмента, до сих пор очень популярны, это решение имеет очень ограниченные возможности для масштабирования. В зависимости от используемых приложений, разделяемые сети с более чем сотней пользователей, становятся все менее распространенными. Многие разработчики сетей поделили на ярусы свои сетевые инфраструктуры, превратив разделяемые сегменты второго уровня в коммутируемые сегменты второго уровня или даже 3-его уровня. Коммутируемый 3-ий уровень выделяет каждой станции – или порту – свой собственный выделенный сегмент с определенной пропускной способностью. Недавнее расширение второго уровня обеспечивает возможности приоритезации пакетов для приложения сетевой политики. Новый стандарт IEEE 802.1 p определяет Class of Service – класс обслуживания (CoS) – характеристики политики для сегментов второго уровня.
Замете что сети на основе второго уровня не расширяются обычным путем за пределы предприятия. Для подсоединения к Internet обычно требуется маршрутизатор; другими словами, масштабирование сетей второго уровня требует возможности, предоставляемые третьим уровнем.
Этот уровень, известный как сетевой уровень, обеспечивает логическое разделение подсетей, масштабируемость, безопасность и Quality of Service – качество обслуживания (QoS). QoS, недавнее расширение третьего уровня, выходит за пределы простой приоритезации пакетов на основе CoS – обеспечивает резервирование пропускной способности и ограничение задержки при передаче пакета.
Базовые сети Internet, вместе с базовыми сетями многих больших организаций, построены на основе третьего уровня. IP является главным протоколом третьего уровня. В добавление к MAC адресам второго уровня, каждый IP пакет также содержит IP адрес источника и IP адрес назначения. Для внутрисетевого пакета один IP адрес адресует клиента, другой сервер.
Сам по себе IP не особенно сложный протокол; большие возможности предлагаются другими компонентами из семейства протоколов IP. Domain Name System – система имен доменов (DNS) позволяет на запоминать IP адреса, связывая их с реальными именами. Dynamic Host Configuration Protocol – протокол динамической конфигурации хоста (DHCP) облегчает управление IP адресами и широко используется сетевыми администраторами и поставщиками услуг Internet (ISPs – Internet Service Provider). Протоколы маршрутизации, такие как Open Shortest Path First (OSPF), Routing Information Protocol (RIP) и Border Gateway Protocol (BGP) предоставляют информацию устройствам третьего уровня для направления потока данных к планируемому пункту назначения. IP Security (IPsec) предоставляет необходимые для обеспечения безопасности элементы, такие как аутентификация и шифрация. IP протокол допустим не только для взаимодействия пользователя с пользователем (point-to-point), но также для эффективной многоадресной передачи данных (point-to-multipoint), известной как IP Multicast. Протоколы более высокого уровня, обсуждаемые далее в этой статье, обеспечивают еще большую универсальность для content distribution (не знаю корректного перевода).
Хотя многие организации получили огромное увеличение производительности, преобразовав разделяемые сети с использованием маршрутизаторов в плоские сети на основе коммутации второго уровня; стало очевидным, что некоторый уровень разделения был все же необходим. Поэтому маршрутизаторы сохраняли присутствие во многих местах в корпоративной сети. Какое-то время это представляло минимальные проблемы, так основной объем передаваемых данных оставался локализованным внутри подсетей, которые все более и более обслуживались коммутаторами второго уровня. Однако параллельно с ростом признания коммутации второго уровня как основной составной части сетевой инфраструктуры, произошли два других события: переход от серверов к серверным фермам для увеличения безопасности и управления информационными ресурсами; и развертывание intranets, технология создания корпоративной локальной сети с ограниченным доступом, использующей сетевые стандарты и программно-аппартные средства аналогичные Internet. Эти факторы начали перемещать поток данных из локальных подсетей в маршрутизируемые сети, где ограничения в производительности маршрутизатора все более и более приводили к появлению узких мест.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.