Методи комутації кадрів Ethernet

В сучасних ЛОМ Ethernet все більш широке вживання знаходять комутатори, що забезпечують багатократне зростання мережної продуктивності, звуження областей розповсюдження широкомовного трафіку, зменшення часу відгуку серверних додатків і інші переваги. Велике число представлених на сучасному ринку комутаторів різних типів і класів утрудняє мережним адміністраторам вибір конкретних пристроїв і моделей. Для того, щоб вибір був більш осмисленим і ефективним слід хоча б у загальних рисах представляти алгоритми комутації, що використовуються в різних пристроях і коротко описані тут.

В самому загальному випадку комутатор є багато портовим мостом.

Величина затримки кадрів при проходженні через комутатор і можливості відкидання кадрів, що містять помилки, залежать від методу комутації, що використовується. Більш швидкісні методи комутації не проводять контролю помилок і кадри з некоректними значеннями контрольної суми, пошкоджені в результаті колізій кадри і т.п. без перешкод проходять через такі комутатори. Відсутність контролю помилок забезпечує зниження затримки при передачі кадрів через комутатор. Інтегральна продуктивність (пропускна спроможність) комутатора напряму не залежить від методу комутації, але в результаті обробки помилкових або виникнення блокування продуктивність може істотно знижуватися. Тому виділяють наступні технології комутації, які описані нижче.

Комутація з проміжною буферизацією (Store and forward)

При використовуванні цього методу комутатор повинен прийняти кадр повністю перед тим, як цей кадр буде направлений в інший порт. Для прийнятих кадрів здійснюється обчислення контрольної суми (CRC) і порівняння отриманого значення з полем CRC в прийнятому кадрі. При виявленні невідповідності значень кадр відкидається як помилковий. Відкидаються також кадри некоректних розмірів (менше 64 байтів і більше 1518 байтів). Час затримки в таких комутаторах росте майже пропорційно розміру кадру, оскільки кожний додатковий байт кадру приводить до зростання часу на буферизацію і обчислення контрольної суми. Перевагою комутаторів такого типу є відкидання помилкових кадрів (наприклад, кадрів, які були передані при виникненні колізії). Крім того, проміжна буферизація кадрів дозволяє створювати комутатори, інтерфейси яких можуть працювати з різними швидкостями (наприклад, 10 і 100 Мбіт/с)

Комутація "на льоту" (Cut-through)

При комутації "на льоту" передача кадру у вихідний порт починається практично зразу ж після початку прийому кадру вхідним портом: перевірки контрольної суми і розмірів кадрів не проводиться. Для того, щоб почати передачу кадру комутатору достатньо прийняти адресу одержувача кадру (вона знаходиться на початку заголовка), який дозволяє визначити вихідний порт (по таблиці MAC-адрес). Час затримки для комутаторів цього типу не залежить від розмірів кадру, оскільки передача кадру у вихідний порт починається відразу після прочитання MAC-адреси одержувача, який має фіксований зсув від початку кадру. До недоліків таких комутаторів відноситься неможливість підтримки інтерфейсів, що працюють з різними швидкостями.

Безфрагментна комутація (Fragment-Free)

Цей метод комутації є розвитком варіанту комутації "на льоту". Основна відмінність між двома методами полягає в тому, що при безфрагментній комутації передача кадру у вихідний порт починається лише після прийому перших 64 байтів кадру. В результаті аналізу цих 64 байт можна знайти більшість помилкових кадрів (перш за все, фрагментів, що утворилися в результаті колізій). Таке рішення дозволяє відкинути більшість помилкових кадрів практично без зростання затримки на обробку в комутаторі. Проте комутатори цього типу також не дозволяють використовувати в одному пристрої інтерфейси, що працюють з різними швидкостями.

Гібридна комутація (Hybrid)

Деякі комутатори здатні підтримувати 2 або 3 методи, перераховані вище. Для визначення методу комутації стосовно окремо взятого кадру можуть використовуватися достатньо витончені алгоритми. Комутатори цього типу дозволяють скористатися перевагами будь-якого з перерахованих вище методів.

Ще однією особливістю комутаторів є можливість виконувати мікро сегментацію, тобто можливість встановлення між двома портами віртуального каналу, що зводить можливість виникнення колізій до нуля. Для того, щоби правильно працювати, при початковому ввімкненні комутатори вивчають МАС адреси пристроїв, які до них підключені і будують таблицю комутації, що значно прискорює їх роботу.

Також комутатори поділяють на пасивні та інтелектуальні. Останні мають великий об’єм спеціальних можливостей і додаткових функцій, що суттєво спрощує життя системному адміністратору.

Дата добавления: 2013-12-12