Интеллектуальные функции коммутаторов

Проблема

Предназначен для изменения структуры построенной на коммутаторах (мостах) таким образом, чтобы в ней отсутствовали циклы, и чтобы при этом сеть сохранила связность. Теорема из теории графов: Структура любого связного графа, который содержит петли, может быть изменена путем удаления ребер таким образом, что он сохранит прежнюю связность, и при этом не будет содержать петель. Алгоритм покрывающего дерева (Spanning-Tree Algoritm) (STA)

Формализованное представление (б) сети (а) в соответствии с алгоритмом STA

Алгоритм покрывающего дерева (Spanning-Tree Algoritm) (STA) Этапы алгоритма STA: Выбор корневого коммутатора Выбор корневого порта каждого коммутатора Выбор назначенных коммутатора и порта Изменение конфигурации сети

Агрегирование линий связи в локальных сетях в локальных сетях Объединение физических каналов (Link Aggregation) между двумя коммуникационными устройствами в один логический канал, чтобы задействовать избыточные альтернативные связи в локальных сетях Транк – агрегированный логический канал

Отличия агрегирования линий связи от STA Алгоритм STA переводит избыточные связи в «горячий» резерв, оставляя в рабочем состоянии только минимальный набор каналов, необходимый для обеспечения связности сегментов сети. В этом случае повышается надежность сети, но не производительность. При агрегировании физических каналов все избыточные связи остаются в рабочем состоянии, а имеющийся трафик распределяется между ними для достижения баланса загрузки. В результате повышается как надежность сети, так и ее производительности.

Борьба с размножением пакетов Проблемы с кадрами: не изученными с уникальными адресами широковещательными или групповыми адресами Решение: все порты с параллельными каналами считать одним логическим портом и в таблице продвижения его использовать

Выбор порта Какой из портов коммутатора предпочтителен для продвижения кадра через транк? Способы: Динамический - учитывает текущую загрузку портов и обеспечивает баланс нагрузки между всеми каналами транка Статический - подразумевает закрепление за определенным портом транка потока кадров определенного сеанса между двумя узлами, в этом случае все кадры будут проходить через одну и ту же очередь и последовательность их не изменится. В реализации механизма Fast EtherChannel компании Cisco для коммутаторов семейства Catalyst 5000/6000 выбор номера порта транка осуществляется с помощью операции исключающего ИЛИ (XOR) над двумя последними битами МАС-адресов источника и приемника. Результат этой операции имеет четыре значения: 00, 01, 10 и 11, которые и являются условными номерами портов транка.

Пример сети с механизмом Fast EtherChannel Fast EtherChannel

Протокол управления агрегированием линий связи (Link Control Aggregation Protocol) (LCAP) Агрегированный канал Switch В спецификации 802.3ad описан способ создания агрегированных каналов. Предполагается возможность создания логического порта объединением нескольких физических портов разных коммутаторов. Для этих целей и был создан протокол LCAP. При отказе какого-либо канала транка все пакеты сеансов, назначенные для соответствующего порта, направляются на один из оставшихся портов.

Виртуальная локальная сеть (Virtual LAN) (VLAN) VLAN – это группа узлов сети, трафик которой на канальном уровне изолирован от трафика других узлов сети VLAN образует домен широковещательного трафика (broadcast domain), по аналогии с доменом коллизий, который образуется повторителями сетей Ethernet.

Назначение технологии виртуальных сетей Назначение технологии виртуальных сетей состоит в облегчении процесса создания независимых сетей, которые затем должны связываться с помощью протоколов сетевого уровня. Создание изолированных сегментов сети путем логического конфигурирования коммутаторов, не прибегая к изменению физической структуры При использовании технологии виртуальных сетей в коммутаторах одновременно решаются задачи: повышение производительности в каждой из виртуальных сетей, так как коммутатор передает кадры в такой сети только узлу назначения; изоляция сетей друг от друга для управления правами доступа пользователей и создания защитных барьеров на пути широковещательных штормов. Для связи виртуальных сетей в интерсеть требуется привлечение сетевого уровня. Он может быть реализован в отдельном маршрутизаторе, а может работать и в составе программного обеспечения коммутатора (коммутатор 3-го уровня).

Виртуальные сети, построенные на одном коммутаторе Способы: Группировка портов коммутатора Группировка MAC-адресов

Построение виртуальных сетей на нескольких коммутаторах с группированием портов

VLAN на нескольких коммутаторах Способы решения проблемы: 1.Группировка MAC-адресов – большой объем ручной работы в крупных сетях 2.Использование меток: Фирменные решения Стандарт IEEE Q/p Заголовок Ethernet Priority N VLAN Data поля Q/p 3 бита 12 бит

Качество обслуживания в VLAN Классификация трафика: MAC-адрес источника и приемника, номер порта, через который поступил кадр. Маркирование трафика: выполняется на границе сети, результаты используются во всех промежуточных устройствах сети. ПриоритетОбозначениеТип трафика 1BKФоновый трафик 2-Экономный трафик 0 (default)BE (Best effort)С максимальными усилиями 3EE (Excellent effort)Приоритетный 4CE (Control effort)Контролируемый 5VIВидео 6VOГолос 7NCУправление сетью

Ограничения мостов и коммутаторов Требования отсутствия петель в сети. Логические сегменты сети слабо изолированы друг от друга. Сложность решения задачи по фильтрации трафика Одноуровневая система адресации Ограничены возможности по трансляции протоколов при создании гетерогенной сети...

Коммутируемая сеть завода «Трансмаш»

Вопросы 1. Для какой цели используется алгоритм покрывающего дерева? 2. Какой порт коммутатора называется корневым? 3. Какой порт коммутатора называется корневым? 4. Назовите этапы построения топологии покрывающего дерева. 5. Может ли администратор влиять на выбор корневого коммутатора? 6. В чем основной недостаток STA? 7. Чего позволяет добиться агрегирование каналов? 8. В чем ограничения агрегирования каналов? 9. По каким соображениям выбирается порт транка при передаче кадра? 10. Почему VLAN можно назвать доменом широковещательного трафика? 11. Назовите способы образования VLAN. 12. Что такое коммутатор 3-го уровня? 13. Какие механизмы обеспечения показателей QoS поддерживают коммутаторы? 14. Назовите ограничения мостов и коммутаторов?