Классификация коммутаторов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Классифицируйте коммутаторы по технологической реализации

Коммутаторы ЛВС отличаются большим разнообразием возможностей и цен.

Одной из причин столь больших различий является то, что они предназначены для решения различных классов задач. Коммутаторы высокого класса должны обеспечить высокую производительность и плотность портов и поддерживать высокий спектр функций управления. А коммутаторы более низкого класса имеют обычно небольшое количество портов и не способны поддерживать функции управления.

Одним из основных различий является используемая в коммутаторе архитектура:

1. На основе коммутационной матрицы (cross-bar);

2. С разделяемой многовходовой памятью (shared memory);

3. На основе общей высокоскоростной шины.

Часто эти три способа взаимодействия комбинируются в одном коммутаторе.

2. Классифицируйте коммутаторы по конструктивному исполнению

1. Автономные коммутаторы с фиксированным количеством портов;

2. Модульные коммутаторы на основе шасси;

3. Коммутаторы с фиксированным количеством портов, собираемые в стек.

3. Классифицируйте коммутаторы по уровню действия

В зависимости от уровня на котором работает коммутатор, коммутацию делят на коммутацию 2-го, 3-го и 4-го уровней.

1. Коммутация 2-го уровня - аппаратная. Существует 2 основные причины использования коммутаторов 2-го уровня - сегментация сети и объединение рабочих групп;

2. Коммутация 3-го уровня - решения принимаются на основе информации сетевого уровня, а не на основе MAC адресов. Основная цель коммутации 3-го уровня - получить скорость коммутации 2-го уровня и масштабируемость маршрутизации;

3. Коммутация 4-го уровня - решение о передачи пакета, основывается не только на MAC или IP адресах, но и на параметрах 4-го уровня, таких как номер порта TCP/UDP.

4. Приведите отличия коммутатора от концентратора

1. Маштабируемость сети (Scalability) - в сети, построенной на концентраторах, полоса пропускания используется совместно, тем самым ограничивая полосы пропускания каждого узла и сильно затрудняя рост сети без потери производительности.

2. Задержка (Latency) - количество времени, которое требуется пакету, чтобы достичь пункта назначения. Т.к.каждый узел в сети, построенный на концентраторах должен ждать появления возможности передачи данных во избежании коллизий, то задержка может значительно увеличиться при наращивании количества узлов в сети.

Простая замена концентраторов на коммутаторы позволяет значительно повысить эффективность локальных сетей, при этом не требуется замена

кабельной проводки или сетевых адаптеров. Коммутаторы делят сеть на отдельные логические сегменты, создавая при этом отдельные небольшие по размеру домены коллизий на каждом порту. Разделение большой сети на несколько автономных сегментов при помощи коммутаторов имеет несколько преимуществ:

1. Поскольку перенаправлению подвергается только часть трафика, коммутаторы уменьшают трафик, принимаемый устройствами во всех сегментах сети;

2. Все узлы, подключенные к концентратору, делят между собой всю полосу пропускания. Коммутаторы предоставляют каждому узлу (если он подключен непосредственно к порту коммутатора) отдельную полосу пропускания, чем уменьшают вероятность коллизий в сетевых сегментах.

Например, если к 10 Мбит/с концентратору подключено 10 устройств, то каждый узел получит пропускную способность равную менее 1 Мбит/с (10/N Мбит/с, где N-количество рабочих станций), даже если не все устройства будут передавать данные. Если вместо концентратора поставить коммутатор, то каждый узел сможет функционировать на скорости 10 Мбит/с.

5. Приведите основные характеристики коммутаторов, влияющие на производительность

Основными показателями коммутатора, характеризующими его производительность, являются:

1. Скорость фильтрации кадров;

2. Скорость продвижения кадров;

3. Пропускная способность;

4. Задержка передачи кадра.

Кроме того, существует несколько характеристик коммутатора, которые в наибольшей степени влияют на указанные характеристики производительности. К ним относятся:

1. Размер внутренней адресной таблицы.

2. Размер буфера (буферов) кадров.

3. Тип коммутации - «на лету» или с промежуточным хранением.

4. Производительность внутренней шины.

5. Производительность процессора или процессоров.

6. Опишите основные типы подключения к управляемым коммутаторам

Перед тем, как начать настройку коммутатора, необходимо установить физическое соединение между коммутатором и рабочей станцией. Существуют два типа кабельного соединения, используемых для управления коммутатором. Первый тип - через консольный порт (если он имеется у устройства), второй - через порт Ethernet (по протоколу Telnet или через Web-интерфейс).

Например, управляемые коммутаторы D-Link имеют консольный порт, который с помощью кабеля стандарта RS-232, входящему в комплект поставки, подключается к последовательному порту компьютера. Подключение по консоли иногда называют `Out-of-Band' подключением. Это означает, что консоль использует отличную от обычного сетевого подключения схему (не использует полосу пропускания портов Ethernet). Она может использоваться для установки и управления коммутатором, даже если нет подключения к сети.

7. Характеризуйте основные три типа VLAN

Коммутаторы позволяют реализовать три типа VLAN [2, 4, 8]:

1. VLAN на базе портов.

2. VLAN на базе MAC-адресов.

3. VLAN на основе меток в дополнительном поле кадра (Стандарт IEEE 802.1q).

8. Что происходит с пакетом, который попадает на порт Tagged одной из VLAN:

Tagging (Маркировка пакета) - процесс добавления в заголовок кадра информации о принадлежности к 802.1q VLAN. Порты, на которых включена маркировка пакетов, могут добавлять в заголовки всех передаваемых пакетов номер VID, информацию о приоритете и пр. Если пакет приходит на порт уже маркированным, то данный пакет не изменяется и таким образом при пересылке сохраняется вся информация о VLAN. Маркировка пакетов в основном применяется для пересылки пакетов между устройствами, поддерживающими стандарт 802.1q VLAN.

9. Что происходит с пакетом, который попадает на порт Untagged одной из VLAN

· Untagging - Процесс извлечения информации 802.1q VLAN из заголовка пакета. Порты, на которых включена данная функция, извлекают все информацию, касающуюся VLAN из заголовков, как входящих, так и исходящих пакетов, проходящих через данный порт. Если же пакет не содержит тэг виртуальной сети, то порт не изменяет такой пакет. Данная функция коммутатора применяется при передаче пакетов от коммутаторов, поддерживающих стандарт 802.1q на устройства, не поддерживающие этот стандарт.

10. Назовите два основных способа создания надежных каналов связи с помощью управляемых коммутаторов:

Наиболее распространенным является создание резервных связей между коммутаторами на основе двух технологий:

1. Режим резервирования, когда одно из соединений функционирует, а остальные находятся в «горячем» резерве для замены отказавшего соединения.

2. Режим баланса нагрузки; при этом данные передаются параллельно по всем альтернативным соединениям. Для реализации режима используется объединение портов.

Объединение (агрегатирование) портов (Port Trunking) - это объединение нескольких физических каналов (Link Aggregation) в одну логическую магистраль.

коммутатор концентратор связь конструктивный

11. Какие типы агрегирования каналов связи Вы знаете:

Поддерживает два типа агрегирования каналов связи: статическое и динамическое.

При статическом агрегировании каналов (установлено по умолчанию), все настройки на коммутаторах выполняются вручную.

Динамическое агрегирование каналов основано на спецификации IEEE 802.3ad, которая использует протокол контроля агрегированных линий связи (Link Aggregation Control Protocol - LACP) для того, чтобы проверять конфигурацию каналов и направлять пакеты в каждую из физических линий. Кроме этого, протокол LACP описывает механизм добавления и изъятия каналов из единой линии связи. Для этого, при настройке на коммутаторах агрегированного канала связи, соответствующие порты одного коммутатора должны быть сконфигурированы как «активные», а другого коммутатора как «пассивные». «Активные» порты LACP выполняют обработку и рассылку его управляющих кадров. Это позволяет устройствам, поддерживающим LACP, договориться о настройках агрегированного канала и иметь возможность динамически изменять группу портов, т.е. добавлять или исключать из нее порты. «Пассивные» порты обработку управляющих кадров LACP не выполняют.

Стандарт IEEE 802.3ad применим для всех типов Ethernet-каналов, и с его помощью можно строить даже многогигабитные линии связи, состоящие из нескольких каналов Gigabit Ethernet.

12. На основе чего выбирается корневой коммутатор при построении дерева по протоколу STP:

Алгоритм STP требует, чтобы каждому коммутатору был присвоен идентификатор. Идентификатор коммутатора - 8-байтное поле, которое состоит из 2-х частей: 2-байтного приоритета, назначенного администратором и 6 байтного МАС-адреса его блока управления.

Каждому порту также назначается уникальный идентификатор в пределах коммутатора, как правило, это его МАС-адрес. Каждому порту коммутатора ставится в соответствие стоимость маршрута, соответствующая затратам на передачу кадра по локальной сети через данный порт.

Процесс вычисления связующего дерева начинается с выбора корневого коммутатора (root switch), от которого будет строиться дерево. В качестве корневого коммутатора выбирается коммутатор с наименьшим значением идентификатора. (Первоначально, по умолчанию, все коммутаторы имеют одинаковое значение приоритета, равное 32768. В этом случае, корневой коммутатор определяется по наименьшему МАС-адресу.) Иногда, такой выбор может оказаться далеко не рациональным. Для того чтобы в качестве корневого коммутатора было выбрано определенное устройство (исходя из структуры сети), администратор может повлиять на процесс выборов, присвоив соответствующему коммутатору наименьший идентификатор вручную.

Второй этап работы STP - выбор корневого порта (root port) для каждого из остальных коммутаторов сети.

Корневой порт коммутатора - это порт, который имеет по сети кратчайшее расстояние до корневого коммутатора.

Третий шаг работы STP - определение назначенных портов.

Каждый сегмент в коммутируемой сети имеет один назначенный порт (designated port). Этот порт функционирует как единственный порт коммутатора, т.е. принимает пакеты от сегмента и передает их в направлении корневого коммутатора через корневой порт данного коммутатора.

Коммутатор, содержащий назначенный порт для данного сегмента называется назначенным коммутатором (designated bridge) этого сегмента. Назначенный порт сегмента имеет наименьшее расстояние до корневого коммутатора, среди всех портов, подключенных к данному сегменту.

Назначенный порт у сегмента может быть только один. У корневого коммутатора все порты являются назначенными, а их расстояние до корня полагается равным нулю. Корневого порта у корневого коммутатора нет.

При построении покрывающего дерева важную роль играет понятие расстояния. По этому критерию выбирается единственный порт, соединяющий каждый коммутатор с корневым коммутатором, и единственный порт, соединяющий каждый сегмент сети с корневым коммутатором. Все остальные порты переводятся в резервное состояние, то есть такое, при котором они не передают обычные кадры данных. При таком выборе активных портов в сети исключаются петли и оставшиеся связи образуют покрывающее дерево.

Размещено на Allbest.ru