Активное оборудование локальных вычислительных сетей, страница 4

По производительности коммутаторы разделяются на неблокирующие и блокирующие.

Неблокирующий коммутатор – обеспечивает скорость обработки всех приходящих на его порты кадров со скоростью передачи используемой среды. Такой коммутатор может иметь для каждого порта свой процессор, которые работают параллельно и управляются центральным процессором коммутатора. Средства связи между портами:

Коммутационная матрица – электронный коммутатор, организующий связь между любой парой портов. Процессор каждого порта принимает кадр в свой буфер, анализирует адрес назначения, через матрицу организует связь с выходным портом и, если порт свободен, передает кадр на передатчик этого порта. Сложность матрицы пропорциональна квадрату числа портов и применяется при их ограниченном количестве.

Объединяющая шина – связывает процессоры всех портов и пересылает кадры мелкими порциями со скоростью значительно большей битовой скорости портов. При этом несколько пар процессоров обмениваются кадрами псевдопараллельно. В норме производительность шины должна быть больше сумме производительности половины портов. Объединяющая шина используется в модульных коммутаторах.

Разделяемая память – общая буферная память. Доступная процессорам всех портов коммутатора. Все входные кадры размещаются в этой памяти, а процессорам выходных портов передаются лиш адреса в памяти на требуемые кадры. После передачи кадра процессоры освобождают ранее занятые блоки памяти. Разделяемая памяти используется в одноплатных коммутаторах (шина памяти локальная).

   Комбинирование указанных способов (например, связанные объединяющей шиной коммутационные матрицы).

В зависимости от назначения и производительности используются следующие варианты конструкций коммутаторов:

Коммутаторы с фиксированным числом портов – типовое число портов 4 – 36 (малогабаритные коммутаторы (концентраторы) с количеством портов 4–16, концентраторы с фиксированной конфигурацией конструктивного формата 19” с количеством портов 12-36), два из которых (или более) имеют скорость на порядок больше остальных и используются для подключения других коммутаторов, серверов, оптических линий и др.. В больших сетях такие коммутаторы могут использоваться в качестве этажных распределителей, в малых сетях - выполнять функции центральных устройств.

Модульные коммутаторы – могут иметь до сотни портов. Применяются в качестве магистральных, домовых и возможно этажных распределителей.

Стековые коммутаторы – коммутаторы, соединенные в стек с помощью скоростных портов по топологии цепочки, кольца или звезды (последнее реализуется с помощью специального матричного коммутатора, к которому подключаются объединяемые коммутаторы). В стеке коммутаторов длина соединяемых кабелей не превышает 1 м. (в отличие от стеков повторителей, которые могут быть распределенными).

При работе коммутаторов возможны перегрузки (например, к одному порту обращаются несколько портов). В полудуплексном режиме передачи для ограничения перегрузки может использоваться агрессивное поведение коммутатора (называется обратным давлением, когда коммутатор специально устраивает коллизии, вынуждая источник повторно передавать кадр, т.е. притормаживает работу входных портов). В дуплексном режиме для регулирования входного потока используются специальные служебные посылки “приостановить передачу на определенное время” и “ продолжить передачу”. В этом случае коммутаторы и сетевые адаптеры должны обрабатывать такие сигналы.

4 Устройства, применяемые на сетевом (третьем) уровне управления

К этим устройствам относятся маршрутизаторы, брендмауэры, модемы, модемные пулы, LAN-модемы, коммутаторы третьего уровня.

4.1 Маршрутизаторы

Маршрутизатор (router) – устройство с несколькими физическими интерфейсами (возможно, разных сетевых технологий), применяется для передачи пакетов между сетями (возможно с их фильтрацией), выполняет работу по протокольным стекам TCP/IP, IPX/SPX и др., согласно которых в пересылаемых пакетах изменяет поля заголовка 3-го уровня. Каждый порт маршрутизатора имеет свой сетевой адрес (физический адрес – МАС-адрес), на который узлы могут передавать свои пакеты для передачи их узлам других сетей.