Коммутаторы

Мосты

Концентраторы

В локальных сетях нашли применение топологии различных типов. Наряду с широко распространенной «шиной» применяются топологии «пассивная звезда» и «дерево». Все типы топологий могут использовать репитеры и пассивные концентраторы для объединения разных сегментов сети. Основное требование к данным топологиям — отсутствие петель (замкнутых контуров).

Если сети на базе спецификаций 10BASE-2 или 10BASE-5 имеют небольшие размеры, то вполне можно обойтись без концентраторов. Но концентраторы обя­зательно должны применяться для спецификации 10BASE-T, имеющей тополо­гию «пассивная звезда».

Для подключения к сети удаленных групп могут быть использованы кон­центраторы с дополнительным волоконно-оптическим портом. Существуют три разновидности реализации такого порта: вставляемый в гнездо расширения slide-in-микротрансивер, вставляемый в гнездо разъема AUI навесной микротрансивер и постоянный оптический порт. Оптические концентраторы применяются в ка­честве центрального устройства распределенной сети с большим количеством от­дельных удаленных рабочих станций и небольших рабочих групп. Порты такого концентратора выполняют функции усилителей и осуществляют полную регене­рацию пакетов. Существуют концентраторы с фиксированным количеством под­ключаемых сегментов, но некоторые типы концентраторов имеют модульную конструкцию, что позволяет гибко подстраиваться к существующим условиям. Чаще всего концентраторы и репитеры представляют собой автономные блоки с отдельным питанием.

Для технологии Fast Ethernet определены два класса концентраторов:

q Концентраторы первого класса преобразуют приходящие из сегментов сиг­налы в цифровую форму. И только после этого передают их во все другие сегменты. Это позволяет подключать к таким концентраторам сегменты, выполненные по разным спецификациям: 100BASE-TX, 100BASE-T4 или 100BASE-FX.

q Концентраторы второго класса производят простое повторение сигналов без преобразования. К такому концентратору можно подключать сегменты только одного типа.

Мостом называется устройство, которое служит для связи между локальными сетями. Мост передает кадры из одной сети в другую. Мосты по своим функци­ональным возможностям являются более продвинутыми устройствами, чем кон­центраторы. Мосты достаточно интеллектуальны, так что не повторяют шумы сети, ошибки или испорченные кадры. Для каждой соединяемой сети мост явля­ется узлом (абонентом сети). Узлом сети может быть компьютер, специальная рабочая станция или другое устройство. При этом мост принимает кадр, запоми­нает его в своей буферной памяти, анализирует адрес назначения кадра. Если кадр принадлежит к сети, из которой он получен, мост не должен на этот кадр реагировать. Если кадр нужно переслать в другую сеть, он туда и отправляется. Доступ к среде осуществляется в соответствии с теми же правилами, что и для обычного узла.

По принадлежности к разным типам сетей различают локальные и глобаль­ные (удаленные) мосты. Эти мосты отличаются по типам своих сетевых портов. Локальные мосты поставляются с портами, предназначенными для подключения к LAN. Как правило, для соединения устройств в таких сетях используются коаксиальный и волоконно-оптический кабель или витая пара. Одним из самых важных достоинств локальных мостов является их способность соединять локальные сети, использующие разные среды. Например, мосты способны объ­единить сеть на коаксиальном кабеле с сетью, построенной на волоконно-опти­ческом кабеле.

Глобальные мосты устанавливаются в сетях передачи информации на боль­шие расстояния (сети WAN/MAN). При этом глобальные мосты могут быть оборудованы локальными портами.

По алгоритму работы мосты делятся на мосты с «маршрутизацией от источ­ника» (Source Routing) и на «прозрачные» (transparent) мосты.

Алгоритм «маршрутизации от источника» принадлежит фирме IBM и пред­назначен для описания прохождения кадров через мосты в сетях Token Ring. В этой сети мосты могут не содержать адресную базу данных. Они вычисляют маршрут прохождения кадра, исходя из информации, хранящейся в полях само­го кадра. Узел сети, которому необходима связь с другим узлом, посылает ему специальный кадр-исследователь (Explorer Frame). Этот кадр содержит специ­альный идентификатор, предназначенный для мостов с алгоритмом «маршру­тизация от источника». После получения этого кадра такой мост записывает информацию о направлении, с которого был получен кадр, и свое собственное имя в специальное поле в кадре, которое называется разделом записи о маршру­те (Routing Information Field). После этого мост передает кадр по всем доступ­ным ему направлениям, за исключением того, по которому кадр был принят. В результате в сети возникает множество копий одного и того же кадра-иссле­дователя. К узлу, который должен получить пакет, приходят сразу несколько копий кадра — одна на каждый возможный маршрут. При этом каждый полу­ченный кадр-исследователь содержит записи о мостах, через которые он про­ходил. После получения всех кадров-исследователей узел выбирает один из возможных маршрутов и посылает ответ узлу-отправителю. Как правило, выби­рается тот маршрут, по которому пришел первый кадр-исследователь, так как он, вероятно, является самым быстрым (время прохождения кадра-исследовате­ля минимально). В ответе содержится полная информация о маршруте, по кото­рому должны направляться все остальные кадры. После определения маршрута узел-отправитель использует этот маршрут достаточно длительное время при посылке пакетов получателю.

Термин «прозрачные» мосты объединяет большую группу устройств. Если рассматривать устройства этой группы с точки зрения решаемых ими задач, то эту группу можно разделить на три подгруппы:

q Прозрачные мосты (transparent bridges) объединяют сети с едиными про­токолами канального и физического уровней модели OSI (Ethernet-Ethernet, Token Ring—Token Ring и т. д.);

q Транслирующие мосты (translating bridges) объединяют сети с различны­ми протоколами канального и физического уровней;

q Инкапсулирующие мосты (encapsulating bridges) соединяют сети с едины­ми протоколами канального и физического уровня (например, Ethernet) через сети с другими протоколами (например, FDDI).

Прозрачные мосты наиболее широко распространены. Для этих мостов ло­кальная сеть представляется как набор МАС-адресов устройств, работающих в сети. Мосты просматривают эти адреса для принятия решения о дальнейшем пути передачи кадра. Для анализа адреса кадр записывается во внутренний буфер моста. Мосты не работают с информацией, относящейся к сетевому уров­ню. Они ничего не знают о топологии связей сегментов или сетей между собой. Поэтому мосты совершенно прозрачны для протоколов, начиная с сетевого и выше. Это качество прозрачных мостов и отражено в их названии. Мосты поз­воляют объединить несколько локальных сетей в единую логическую сеть. Со­единяемые локальные сети образуют сетевые сегменты такой логической сети.

По сравнению с прозрачной маршрутизацией (той, которую производят про­зрачные мосты) «маршрутизация от источника» может вызвать дополнительные накладные расходы, которые приводят к незначительному уменьшению произ­водительности сети. Но у последней есть также много преимуществ. Например, рабочая станция сама выбирает маршрут. Выбор оптимального маршрута не воз­можен при прозрачной маршрутизации. Маршрутизация от источника также предоставляет более широкие возможности управления передачей информации, так как вся информация о маршруте содержится в самом передаваемом пакете.

Рассмотрим общие принципы работы прозрачных мостов. При прохождении кадра через прозрачный мост происходит его регенерация и трансляция с одного порта на другой. Прозрачные мосты учитывают и адрес отправителя, и адрес получателя, которые берутся из получаемых кадров локальных сетей. Адрес отправителя необходим мосту для автоматического построения базы данных адресов устройств. Эта база данных называется также МАС-таблицей. В ней устанавливается соответствие адреса станции определенному порту моста. На рис. 5.1 проиллюстрирован функциональный состав моста.

Вес порты моста работают в так называемом «неразборчивом» режиме захва­та кадров. Этот режим характерен тем, что все поступающие на порт кадры запоминаются в буферной памяти моста. В этом режиме мост следит за всем трафиком, который передается в подключенных к нему сегментах. Мост исполь­зует проходящие через него кадры для изучения топологии сети.

Основные принципы работы моста: обучение, фильтрация, передача и широ­ковещание. После получения кадров, мост проверяет их целостность при помо­щи контрольной суммы. Неправильные кадры при этом отбрасываются. После успешной проверки мост сравнивает адрес отправителя с имеющимися в базе данных адресами. Если адрес отправителя еще не заносился в базу данных, он добавляется в нее. В результате мост узнает адреса устройств в сети и таким образом происходит процесс его обучения. Благодаря способности к обучению к сети могут добавляться новые устройства без реконфигурирования моста.

Кроме адреса отправителя, мост анализирует и адрес получателя. Этот ана­лиз необходим для принятия решения о дальнейшем пути передачи кадра. Мост сравнивает адрес получателя кадра с адресами, хранящимися в базе данных. Если адрес получателя принадлежит тому же сегменту, что и адрес отправителя, то мост не пропускает этот кадр в другой сегмент, или, иными словами, «фильт­рует» этот кадр. Эта операция помогает предохранить сегменты сети от заполне­ния избыточным трафиком. Если адрес получателя присутствует в базе данных и принадлежит другому сегменту, мост определяет, какой из его портов связан с этим сегментом. После получения доступа к среде передачи этого сегмента, мост передает в него кадр. Такой процесс иногда называют продвижением.

На рис. 5.2 показана сеть, состоящая из трех сегментов, связанных двумя мостами. Знак % указывает на шестнадцатеричное представление физического (MAC) адреса. С началом работы мосты А и Б проверяют весь трафик на каж­дом из подключенных сегментов. В процессе проверки трафика каждый мост формирует свою базу данных адресов станций. Предположим, что станция А посылает кадр станции Б. Мост А получает этот кадр на свой порт 1 (П1). Так как станции А и Б принадлежат к одному сегменту сети, мост отбрасывает (не реагирует) на этот кадр. Если станция А посылает кадр станции В, находящейся в третьем сегменте сети, мост А продвигает этот кадр во второй сегмент через свой порт 2 (П2). Мост Б получит кадр на порт 1 и продвинет его через порт 2 в третий сегмент сети, где и расположена станция В. Таблица 5.1 показывает сформированную мостами базу данных адресов.

Таблица 5.1. База данных адресов станций

База данных моста А	База данных моста Б
Адрес	Порт	Адрес	Порт
%080002001111 %080002002222 %080002003333 %080002004444 %080002005555 %08000200б666 %080002007777 %080002008888		%080002001111 %080002002222 %080002003333 %080002004444 %080002005555 %080002006666 %080002007777 %080002008888

Если запись о каком-либо адресе получателя отсутствует в базе или этот адрес является широковещательным, мост передает кадр на все свои порты, за исключением порта, принявшего кадр. Такой процесс называется широко­вещанием (broadcasting) или затоплением (flooding) сети. Широковещание га­рантирует, что кадр будет доставлен во все сегменты сети и, естественно, получателю.

Так как рабочие станции могут переноситься из одного сегмента в другой, мосты должны периодически обновлять содержимое своих адресных баз. В этой связи записи в адресной базе делятся на два типа — статические и динамичес­кие. С каждой динамической записью связан таймер неактивности. При получе­нии кадра с адресом отправителя, который соответствует определенной записи в адресной базе, соответствующий таймер неактивности сбрасывается в исходное состояние. Если какая-либо станция долгое время не посылает кадры, таймер неактивности по истечении определенного промежутка времени удаляет этот адрес из базы данных. Определение оптимального времени неактивности может быть трудной задачей. Если сделать его очень большим, трафик будет довольно долго направляться не в тот порт моста. Если время слишком мало, велика ве­роятность частых удалений адресов из базы, что способствует частому выполне­нию широковещания. У мостов NetBuilder II фирмы 3Com таймер неактивности по умолчанию равен 300 с. Это значение можно изменить.

На рис. 5.3 продемонстрирован алгоритм обучения, фильтрации и продвижения кадров.

Мосты могут поддерживать и дополнительный сервис. Они предоставляют настраиваемые фильтры, улучшенную защиту данных и обработку кадров по классам.

Настраиваемые фильтры позволяют администратору сети производить филь­трацию на основе любого компонента кадра, например, протокола верхнего уровня, адреса отправителя или получателя, типа кадра или даже информацион­ной его части. Настраиваемые фильтры позволяют эффективно разделить сеть или блокировать электронную почту для определенных адресов. Блокировка на основе адресов является основой защиты сети. Запрещая передачу кадров для определенных адресов отправителей или получателей, администратор может ограничить доступ к определенным ресурсам сети. Настраиваемые фильтры могут запретить прохождение пакетов определенных протоколов через некоторые интерфейсы. Применяя оба эти метода одновременно, администратор сети может изолировать отдельные устройства или сегменты сети от кадров с опре­деленными адресами отправителя или получателя или от кадров определенного типа.

Обработка по классам позволяет администраторам назначать приоритеты прохождения кадров по сети. Администратор может регулировать пропускную способность, направляя кадры в различные очереди обработки. Обслуживание по классам очень эффективно на низкоскоростных линиях и для приложений с неодинаковыми требованиями к времени задержки.

На рис. 5.4 структура моста анализируется с точки зрения эталонной моде­ли OSI.

Мосты, как прозрачные, так и с маршрутизацией от источника, работают на МАС-подуровне канального уровня эталонной модели OSI. Необходимо от­метить, что маршрутизация от источника означает в общем смысле способ (алгоритм) поиска абонента в сети. В дальнейшем мы неоднократно будем использовать этот термин. Для мостов этот алгоритм применяется только для сетей Token Ring.

Коммутация по праву считается одной из самых популярных современных технологий. Коммутаторы по всему фронту теснят мосты и маршрутизаторы, оставляя за последними только организацию связи через глобальную сеть. По­пулярность коммутаторов обусловлена прежде всего тем, что они позволяют за счет сегментации повысить производительность сети. Помимо разделения сети на мелкие сегменты, коммутаторы дают возможность создавать логические сети и легко перегруппировывать устройства в них. Иными словами, коммутаторы позволяют создавать виртуальные сети.

В 1994 году компания IDC дала свое определение коммутатора локальных сетей: «коммутатор — это устройство, конструктивно выполненное в виде сете­вого концентратора и действующее как высокоскоростной многопортовый мост; встроенный механизм коммутации позволяет осуществить сегментирование ло­кальной сети, а также выделить полосу пропускания конечным станциям в сети».

Впервые коммутаторы появились в конце 80-х годов. Первые коммутаторы использовались для перераспределения пропускной способности и, соответст­венно, повышения производительности сети. Можно сказать, что коммутаторы первоначально применялись исключительно для сегментации сети. В наше время произошла переориентация, и теперь в большинстве случаев коммутаторы используются для прямого подключения к конечным станциям. Согласно про­гнозам, сделанным аналитиками фирмы IDC, коммутаторы для прямых подклю­чений будут применяться все чаще, а число коммутаторов, приобретаемых для этих целей, к 1999 году составит 95 % от общего числа.

Широкое применение коммутаторов значительно повысило эффективность использования сети за счет равномерного распределения полосы пропускания между пользователями и приложениями. Несмотря на то что первоначальная стоимость коммутаторов была довольно высока, тем не менее они были значи­тельно дешевле и проще в настройке и использовании, чем маршрутизаторы. Широкое распространение коммутаторов на уровне рабочих групп можно объ­яснить тем, что коммутаторы позволяют повысить отдачу от уже существующей сети. При этом для повышения производительности всей сети не нужно менять существующую кабельную систему и оборудование конечных пользователей.

Общий термин «коммутация» применяется для четырех различных техноло­гий:

q конфигурационной коммутации;

q коммутации кадров;

q коммутации ячеек;

q преобразования между кадрами и ячейками.

В основе конфигурационной коммутации лежит нахождение соответствия между конкретным портом коммутатора и определенным сегментом сети. Это соответствие может программно настраиваться при подключении или перемеще­нии пользователей в сети.

При коммутации кадров используются стандартные форматы кадров сетей Ethernet, Token Ring и т. д. Кадр при поступлении в сеть обрабатывается пер­вым коммутатором на его пути. Под термином обработка понимается вся совокупность действий, производимых коммутатором для определения своего выходного порта, на который необходимо направить данный кадр. После обра­ботки он передается далее по сети следующему коммутатору или непосредствен­но получателю.

В технологии ATM также применяется коммутация, но в ней единицы ком­мутации носят название ячеек. Преобразование между кадрами и ячейками позволяет станциям в сети Ethernet, Token Ring и т. д. непосредственно взаимо­действовать с устройствами ATM. Эта технология применяется при эмуляции локальной сети.

Коммутаторы делятся на четыре категории.

1. Простые автономные коммутаторы сетей рабочих групп позволяют неко­торым сетевым устройствам или сегментам обмениваться информацией с максимальной для данной кабельной системы скоростью. Они могут вы­полнять роль мостов для связи с другими сетевыми сегментами, но не транслируют протоколы и не обеспечивают повышенную пропускную спо­собность с отдельными выделенными устройствами, такими как серверы.

2. Коммутаторы рабочих групп второй категории обеспечивают высокоско­ростную связь одного или нескольких портов с сервером или базовой сетью.

3. Третью категорию составляют коммутаторы сети отдела предприятия, ко­торые часто используются для взаимодействия сетей рабочих групп. Они предоставляют более широкие возможности администрирования и повы­шения производительности сети. Такие устройства поддерживают древо­видную архитектуру связей, которая используется для передачи информации по резервным каналам и фильтрации пакетов. Физически такие коммутаторы поддерживают резервные источники питания и позво­ляют оперативно менять модули.

4. Последняя категория — это коммутаторы сети масштаба предприятия, вы­полняющие диспетчеризацию трафика, определяя наиболее эффективный маршрут. Они могут поддерживать большое количество логических соеди­нений локальной сети. Многие производители корпоративных коммутато­ров предлагают в составе своих изделий модули ATM. Эти коммутаторы осуществляют трансляцию протоколов Ethernet в протоколы ATM.

Технология конфигурационной коммутации сегментов Ethernet была предло­жена фирмой Kalpana в 1990 году. Эта технология основана на отказе от исполь­зования разделяемых линий связи между всеми узлами сегмента и применении коммутаторов, позволяющих передавать пакеты одновременно между всеми па­рами портов. Новшество заключалось в параллельной обработке поступающих кадров.

На рис. 5.5 показана функциональная схема коммутатора EtherSwitch, пред­ложенного фирмой Kalpana.

В этом коммутаторе системный модуль поддерживает общую адресную таб­лицу коммутатора. Коммутационная матрица отвечает за пересылку кадров между портами. Каждый порт имеет свой процессор кадров. При поступлении кадра в один из портов его процессор отправляет в буфер несколько первых байт кадра для того, чтобы прочитать адрес назначения. После определения ад­реса процессор принимает решение о передаче кадра, не анализируя остальные его байты. Чтобы определить, куда передавать кадр, используется адресная таб­лица. Если данный адрес записан в таблице, выбирается соответствующий выходной порт. Выбор порта и формирование соединения производится коммута­ционной матрицей. Если такого адреса нет, он записывается в новой строке ад­ресной таблицы, а кадр передается методом широковещания через все порты, за исключением принявшего.

Наиболее часто используются три типа функциональной структуры коммута­торов:

q с коммутационной матрицей;

q с общей шиной;

q с разделяемой многовходовой памятью.

Коммутаторы с коммуникационной матрицей за счет параллельной обработ­ки осуществляют взаимодействие портов быстрее портов. Однако число портов в таких коммутаторах ограничено, так как сложность реализации коммутатора возрастает пропорционально квадрату числа портов. На рис. 5.6 показана топо­логия связей коммутационной матрицы.

Предположим, коммутатору необходимо передать кадр из порта 1 в порт 5. Процессор коммутатора дает команду коммутационной матрице на установку пути, связывающего эти два порта. Коммутационная матрица может это сделать только в том случае, если выходной порт 5 в данный момент свободен. Если он занят, кадр буферизуется процессором порта 1, после чего процессор коммута­тора ожидает освобождения порта 5 и образования коммутационной матрицей нужного пути. После установления коммутационного пути по нему направляют­ся буферизованные портом 1 кадры, которые после получения доступа к среде передаются в сеть через порт 5.

Матрица может быть реализована на разных комбинационных схемах, но в любом случае в ее основе лежит технология коммутации физических каналов. Основным недостатком данной технологии является невозможность буфериза­ции данных внутри самой коммутационной матрицы. А даже из приведенного примера понятно, что основным фактором, определяющим пропускную способ­ность, является буферизация данных. Без буферизации пакеты или ячейки могут быть просто потеряны в ожидании освобождения выходного порта. Поте­ря одного кадра или одной ячейки может повлечь за собой необходимость по­вторной передачи всего пакета, который может состоять из сотни ячеек или из десятков кадров.

Ситуация, когда выходной порт занят, встречается достаточно часто — она называется коллизией выходного порта. В большинстве коммутаторов преду­смотрено реагирование на коллизию выходного порта. Чтобы уберечь данные от потери, в коммутаторах предусмотрена буферная область памяти, где и хранятся уже принятые кадры. Буферная память способна сглаживать случайные всплес­ки трафика, не допуская потери информации. По мнению производителей ком­мутаторов, лучшей схемой буферизации является буферизация на входном порту. При буферизации на входе данные могут поступать в коммутатор прак­тически с любой скоростью. Как только появляется возможность отправить дан­ные в порт назначения, коммутатор берет их из буфера и пересылает,

Большая буферная память может приводить к некоторой задержке передачи. Это входит в противоречие с основной целью коммутаторов, так как они приме­няются именно для устранения замедления. Для разрешения этого противо­речия коммутаторы для локальных сетей и сетей ATM имеют буферы разных размеров. В технологии ATM коммутаторы образуют магистраль с ограничен­ной полосой пропускания. В коммутаторах ATM часто устанавливается большая буферная память. Для коммутаторов в локальных сетях, в особенности на уров­не рабочих групп, можно подобрать достаточно быстрый виртуальный носитель, который не позволит возникать заторам, поэтому буферы коммутаторов для ло­кальных сетей часто невелики по размеру.

В коммутаторах с общей шиной используется высокоскоростная шина, пред­назначенная для связи процессоров портов. Связь портов через шину осуществ­ляется в режиме разделения времени. В данном случае высокоскоростная шина играет пассивную роль. Активными являются специализированные процессоры портов. Для того чтобы шина не была узким местом коммутатора, ее производи­тельность должна быть в несколько раз выше скорости поступления данных на входные порты. Для уменьшения задержек при передаче кадр должен переда­ваться по шине небольшими частями. Размер этих частей определяется произ­водителем коммутатора. Шина, так же, как и коммутационная матрица, не может осуществлять промежуточную буферизацию.

Третий тип коммутаторов — коммутаторы с разделяемой многовходовой па­мятью. На рис. 5.7 показана примерная схема коммутатора с разделяемой мно­говходовой памятью.

Входные блоки процессоров портов соединяются через переключатели входа с разделяемой памятью, а выходные блоки этих же процессоров соединяются с памятью через переключатели выхода. Переключением входа и выхода разделя­емой памяти заведует блок управления портами. Этот блок организует в разде­ляемой памяти несколько очередей данных — по одной для каждого выходного порта. Входные блоки процессоров передают блоку управления запросы на за­пись данных в очередь того порта, который соответствует адресу назначения пакета. Блок управления портами по очереди подключает вход памяти к одному из входных блоков процессоров и тот переписывает часть данных в очередь определенного выходного порта. По мере заполнения очередей блок управления производит поочередное подключение выхода разделяемой многовходовой па­мяти к выходным портам и данные из очереди переписываются в выходной буфер процессора.

Каждая из описанных архитектур имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому часто в функционально сложных коммутаторах комбинируют различ­ные архитектуры.

Производители коммутаторов применяют в своих изделиях различные алго­ритмы управления потоком кадров для предотвращения потерь кадров при перегрузках в сети. Потеря даже небольшого количества кадров обычно резко снижает полезную производительность сети. Поэтому при возникновении пере­грузки разумно было бы снизить интенсивность поступления кадров от конеч­ных узлов к коммутатору. Для замедления потока в распоряжении коммутатора должен быть механизм снижения интенсивности трафика подключенных к его портам узлов. Существуют два таких механизма:

q агрессивное поведение порта;

q метод обратного давления.

Порт коммутатора для захвата среды должен «вести себя агрессивно» и при передаче, и при коллизии в сети (для сети Ethernet).

В первом случае коммутатор оканчивает передачу очередного кадра и делает технологическую паузу в 9.1 мкс вместо положенной паузы в 9.6 мкс. При этом компьютер, выждав паузу в 9.6 мкс, не может захватить среду передачи данных. После коллизии, когда кадры коммутатора и компьютера сталкиваются, компью­тер делает стандартную паузу в 51.2 мкс, а коммутатор — в 50 мкс. И в этом случае среда передачи остается за коммутатором.

В основе второго метода — метода обратного давления — лежит передача фиктивных кадров компьютеру при отсутствии в буфере коммутатора кадров для передачи по данному порту. В этом случае коммутатор может не нарушать алгоритм доступа, однако интенсивность передачи кадров в коммутатор в сред­нем уменьшается вдвое. Метод обратного давления используется либо для раз­грузки общего буфера, либо для разгрузки буфера процессора другого порта, в который передает свои кадры данный порт.

Известны три способа коммутации в локальных сетях:

q коммутация «на лету» (cut-through);

q бесфрагментная коммутация (fragment-free switching);

q коммутация с буферизацией (store-and-forward switching).

Коммутация «на лету»

При коммутации «на лету» поступающий пакет данных передается на выходной порт сразу же после считывания адреса назначения. Анализ всего пакета не осу­ществляется. А это означает, что могут быть пропущены пакеты с ошибками, Такой способ обеспечивает самую высокую скорость коммутации. Передача кад­ров происходит в следующей последовательности:

1. Прием первых байтов кадра (включая байт адреса назначения);

2. Поиск адреса назначения в адресной таблице;

3. Построение матрицей коммутационного пути;

4. Прием остальных байтов кадра;

5. Пересылка всех байтов кадра выходному порту через коммутационную матрицу;

6. Получение доступа к среде передачи;

7. Передача кадра в сеть.

В этом случае коммутатор может выполнить проверку передаваемых кадров, но не может изъять неверные кадры из сети, так как часть их байтов уже пере­дана в сеть. Использование коммутации «на лету» дает значительный выигрыш в производительности, но за счет снижения надежности. В сетях с технологией обнаружения коллизий передача искаженных кадров может привести к наруше­нию целостности данных.

Дата добавления: 2015-07-13