Приоритетная обработка кадров

Возможности коммутаторов по фильтрации трафика

Многие коммутаторы позволяют администраторам задавать дополнительные условия фильтрации кадров наряду со стандартными условиями их фильтрации в соответствии с информацией адресной таблицы. Пользовательские фильтры предназначены для создания дополнительных барьеров на пути кадров, которые ограничивают доступ определенных групп пользователей к определенным службам сети.

Наиболее простыми являются пользовательские фильтры на основе МАС-адресов станций. Так как МАС-адреса — это та информация, с которой работает коммутатор, то он позволяет задавать такие фильтры в удобной для администратора форме, возможно, проставляя некоторые условия в дополнительном поле адресной табли­цы, подобно тем, которые были указаны в адресной таблице моста System 3000 на рис. 4.20 — например, отбрасывать кадры с определенным адресом. При этом пользо­вателю, работающему на компьютере с данным МАС-адресом, полностью запреща­ется доступ к ресурсам другого сегмента сети.

Часто администратору требуется задать более тонкие условия фильтрации, например, запретить некоторому пользователю печатать свои документы на определенном сервере печати NetWare чужого сегмента, а остальные ресурсы этого сегмента сделать доступными. Для реализации такого фильтра нужно запретить передачу кадров с определенным МАС-адресом, в которых вложены пакеты IPX, в поле «но­мер сокета» которых будет указано значение, соответствующее службе печати NetWare. Коммутаторы не анализируют протоколы верхних уровней, такие как IPX, поэтому администратору приходится для задания условий такой фильтрации вручную опре­делять поле, по значению которого нужно осуществлять фильтрацию, в виде пары «смещение - размер» относительно начала поля данных кадра канального уровня, а затем еще указать в шестнадцатеричном формате значение этого поля для службы печати.

Обычно условия фильтрации записываются в виде булевых выражений, фор­мируемых с помощью логических операторов AND и OR.

Наложение дополнительных условий фильтрации может снизить производительность коммутатора, так как вычисление булевых выражений требует проведения дополнительных вычислений процессорами портов.

Построение сетей на основе коммутаторов позволяет использовать приоритезацию трафика, причем делать это независимо от технологии сети. Эта новая возмож­ность (по сравнению с сетями, построенными целиком на концентраторах) являет­ся следствием того, что коммутаторы буферизуют кадры перед их отправкой на другой порт. Коммутатор обычно ведет для каждого входного и выходного порта не одну, а несколько очередей, причем каждая очередь имеет свой приоритет обработки. При этом коммутатор может быть сконфигурирован, например, так, чтобы передавать один низкоприоритетный пакет на каждые 10 высокоприоритетных пакетов.

Поддержка приоритетной обработки может особенно пригодиться для прило­жений, предъявляющих различные требования к допустимым задержкам кадров и к пропускной способности сети для потока кадров.

Приоритезация трафика коммутаторами сегодня является одним из основных механизмов обеспечения качества транспортного обслуживания в локальных сетях. Это, естественно, не гарантированное качество обслуживания, а только механизм best effort — «с максимальными усилиями». К каким уровням задержек приводит приписывание того или иного уровня приоритета кадру, какую пропускную спо­собность обеспечивает приоритет потоку кадров — схема приоритезации не говорит. Выяснить последствия ее применения можно только путем проведения натурных экспериментов или же с помощью имитационного моделирования. Ясно только одно — более приоритетные кадры будут обрабатываться раньше менее приоритет­ных, поэтому все показатели качества обслуживания у них будут выше, чем у ме­нее приоритетных. Остается вопрос — насколько? Гарантии качества обслуживания дают другие схемы, которые основаны на предварительном резервировании каче­ства обслуживания. Например, такие схемы используются в технологиях глобаль­ных сетей frame relay и ATM или в протоколе RSVP для сетей TCP/IP. Однако для коммутаторов такого рода протоколов нет, так что гарантий качества обслужива­ния они пока дать не могут.

Основным вопросом при приоритетной обработке кадров коммутаторами явля­ется вопрос назначения кадру приоритета. Так как не все протоколы канального уровня поддерживают поле приоритета кадра, например у кадров Ethernet оно отсутствует, то коммутатор должен использовать какой-либо дополнительный ме­ханизм для связывания кадра с его приоритетом. Наиболее распространенный спо­соб — приписывание приоритета портам коммутатора. При этом способе коммутатор помещает кадр в очередь кадров соответствующего приоритета в зависимости от того, через какой порт поступил кадр в коммутатор. Способ несложный, но недо­статочно гибкий — если к порту коммутатора подключен не отдельный узел, а сегмент, то все узлы сегмента получают одинаковый приоритет.

Многие компании, выпускающие коммутаторы, реализовали в них ту или иную схему приоритетной обработки кадров. Примером фирменного подхода к назначе­нию приоритетов на основе портов является технология РАСЕ компании 3Com.

Более гибким является назначение приоритетов кадрам в соответствии с доста­точно новым стандартом IEEE 802.1р. Этот стандарт разрабатывался совместно со стандартом 802.1Q, который рассматривается в следующем разделе, посвященном виртуальным локальным сетям. В обоих стандартах предусмотрен общий допол­нительный заголовок для кадров Ethernet, состоящий из двух байт. В этом допол­нительном заголовке, который вставляется перед полем данных кадра, 3 бита используются для указания приоритета кадра. Существует протокол, по которому конечный узел может запросить у коммутатора один из восьми уровней приорите­та кадра. Если сетевой адаптер не поддерживает стандарт 802.1р, то коммутатор может назначать приоритеты кадрам на основе порта поступления кадра. Такие помеченные кадры будут обслуживаться в соответствии с их приоритетом всеми коммутаторами сети, а не только тем коммутатором, который непосредственно принял кадр от конечного узла. При передаче кадра сетевому адаптеру, не поддер­живающему стандарт 802.1р, дополнительный заголовок должен быть удален.

Дата добавления: 2014-01-14