Лекция 9 Коммутируемые сети Ethernet кафедра ЮНЕСКО по НИТ1. - презентация

1 Лекция 9 Коммутируемые сети Ethernet кафедра ЮНЕСКО по НИТ1

2 Логическая структуризация сетей и мосты Мост локальной сети (LAN bridge) – средство построения крупных локальных сетей на разделяемой среде. Ограничения сети Ethernet: Диаметр сети не более 2500м; Кол-во узлов не более кафедра ЮНЕСКО по НИТ2

3 Логическая структуризация сетей и мосты Задержки доступа к среде передачи данных для технологий Ethernet, Token Ring, FDDI. кафедра ЮНЕСКО по НИТ3

4 Логическая структуризация сетей и мосты Основные задачи логической структуризации локальной сети: Повышение производительности; Повышение гибкости; Повышение безопасности; Улучшение управляемости сети. кафедра ЮНЕСКО по НИТ4

5 Логическая структуризация сетей и мосты Логическая структуризация сети кафедра ЮНЕСКО по НИТ5

6 Логическая структуризация сетей и мосты Изменение загрузки при делении сети на сегменты кафедра ЮНЕСКО по НИТ6

7 Алгоритм прозрачного моста IEEE 802.1D Мост строит свою таблицу продвижения (адресную таблицу) на основании пассивного наблюдения за трафиком, циркулирующим в подключенных к его портам сегментах. Мост учитывает адреса источников кадров данных, поступающих на его порты. По адресу источника кадра мост делает вывод о принадлежности узла-источника тому или иному сегменту сети. кафедра ЮНЕСКО по НИТ7

8 Алгоритм прозрачного моста IEEE 802.1D Принцип работы прозрачного моста/коммутатора кафедра ЮНЕСКО по НИТ8

9 Алгоритм прозрачного моста IEEE 802.1D Выполняемые операции моста: Фильтрация (filtering) Продвижение (forwarding) Затопление (flooding)

10 кафедра ЮНЕСКО по НИТ Алгоритм прозрачного моста IEEE 802.1D filtering (фильтрация) - если адрес назначения принадлежит тому же сегменту, что и адрес источника, то мост "фильтрует" (filtering) пакет, то есть удаляет его из своего буфера и никуда не передает. Эта операция помогает предохранить сеть от засорения ненужным трафиком.

11 кафедра ЮНЕСКО по НИТ Алгоритм прозрачного моста IEEE 802.1D forwarding (продвижение) - если адрес назначения присутствует в базе данных и принадлежит другому сегменту по сравнению с сегментом адреса источника, то мост определяет, какой из его портов связан с этим адресом и "продвигает" (forwarding) кадр на соответствующий порт.

12 кафедра ЮНЕСКО по НИТ Алгоритм прозрачного моста IEEE 802.1D flooding (затопление) - если же адрес назначения отсутствует в базе или же это широковещательный адрес, то мост передает кадр на все порты, за исключением того порта, с которого он пришел.

13 Алгоритм прозрачного моста IEEE 802.1D Адресная таблица содержит: Статические записи; Динамические записи. кафедра ЮНЕСКО по НИТ13

14 Алгоритм прозрачного моста IEEE 802.1D Структура моста/коммутатора кафедра ЮНЕСКО по НИТ14

15 Топологические ограничения при применении мостов в локальных сетях Влияние замкнутых маршрутов на работу коммутаторов кафедра ЮНЕСКО по НИТ15

16 Коммутаторы. Параллельная коммутация. Производительность коммутаторов на несколько порядков выше, чем мостов. Коммутаторы передают до нескольких сотен миллионов кадров в секунду. Мосты обрабатывают 3-5 тысяч кадров в секунду. кафедра ЮНЕСКО по НИТ16

17 Коммутаторы. Параллельная коммутация. Структура коммутатора EtherSwitch компании Kalpana кафедра ЮНЕСКО по НИТ17

18 Коммутаторы. Параллельная коммутация. Передача кадра через коммутационную матрицу кафедра ЮНЕСКО по НИТ18

19 Коммутаторы. Параллельная коммутация. Параллельная передача кадров коммутатором кафедра ЮНЕСКО по НИТ19

20 Коммутаторы. Дуплексный режим работы. В полудуплексном режиме работы порт коммутатора распознает коллизии. Доменом коллизий является участок сети (коммутатор - сетевой адаптер). Коллизия возникает, когда передатчики порта коммутатора и сетевого адаптера одновременно начинают передачу своих кадров. кафедра ЮНЕСКО по НИТ20

21 Коммутаторы. Дуплексный режим работы. В дуплексном режиме одновременная передача портом коммутатора и сетевого адаптера коллизией не считается. кафедра ЮНЕСКО по НИТ21

22 Коммутаторы. Дуплексный режим работы. Полностью коммутируемая сеть Ethernet. кафедра ЮНЕСКО по НИТ22

23 Коммутаторы. Неблокирующие коммутаторы. Коммутатор называют неблокирующим, если он может передавать кадры через свои порты с той же скоростью, с которой они на них поступают. кафедра ЮНЕСКО по НИТ23

24 Коммутаторы. Борьба с перегрузками. Переполнение буфера порта из- за несбалансированности трафика кафедра ЮНЕСКО по НИТ24

25 Коммутаторы. Борьба с перегрузками. Механизм обратной связи IEEE 802.3x Подуровень управления уровня MAC кафедра ЮНЕСКО по НИТ25

26 Коммутаторы. Борьба с перегрузками. Механизм обратной связи IEEE 802.3x Формат кадра подуровня управления кафедра ЮНЕСКО по НИТ26

27 Коммутаторы. Борьба с перегрузками. Магистральный (восходящий) порт Коммутатор рабочей группы кафедра ЮНЕСКО по НИТ27

28 Характеристики производительности коммутаторов. Скорость фильтрации – скорость, с которой коммутатор выполняет фильтрацию кадров. Скорость продвижения – скорость, с которой коммутатор выполняет передачу кадров. Задержка передачи кадра – время, прошедшее с момента прихода первого байта на входной порт коммутатора до момента появления этого байта на выходном порту. Производительность коммутатора – количество пользовательских данных, переданных в единицу времени через его порты (Мбит/с). кафедра ЮНЕСКО по НИТ28

29 Скоростные версии Ethernet. Fast Ethernet (скорость – 100 Мбит/с) Gigabit Ethernet (скорость – 1000 Мбит/с или 1 Гбит/с) 10G Ethernet (скорость – 10 Гбит/с) В стадии разработки: 40G Ethernet 100G Ethernet кафедра ЮНЕСКО по НИТ29

30 Fast Ethernet. Отличия технологий Fast Ethernet и Ethernet. кафедра ЮНЕСКО по НИТ30

31 Fast Ethernet. Структура физического уровня Fast Ethernet. кафедра ЮНЕСКО по НИТ31

32 Fast Ethernet. Характеристика производительности Fast Ethernet. Максимальная скорость протокола в кадрах в секунду – ; Полезная пропускная способность для кадров минимальной длины равна 54,8 Мбит/с; Полезная пропускная способность для кадров максимальной длины равна 97,6 Мбит/с; кафедра ЮНЕСКО по НИТ32

33 Gigabit Ethernet. Стандарт 802.3z – на оптоволоконном кабеле; Стандарт 802.3ab – на витой паре; кафедра ЮНЕСКО по НИТ33

34 Gigabit Ethernet. Проблемы совместимости. Сохраняются все форматы кадров Ethernet; Существует полудуплексная версия протокола, поддерживающая доступа CSMA/CD; Поддерживаются все основные виды кабелей, используемых в Ethernet и Fast Ethernet, волоконно- оптический кабель, витая пара категории 5, экранированная витая пара. кафедра ЮНЕСКО по НИТ34

35 Gigabit Ethernet. Диаметр сети. Максимальный диаметр сети Gigabit Ethernet до 200 м. кафедра ЮНЕСКО по НИТ35

36 Gigabit Ethernet. Спецификация физической среды. кафедра ЮНЕСКО по НИТ36

37 Gigabit Ethernet на витой паре категории 5. Двунаправленная передача по четырем парам UTP категории 5. кафедра ЮНЕСКО по НИТ37

38 10G Ethernet. Стандарт 10G Ethernet определяет только дуплексный режим работы, поэтому он используется исключительно в коммутируемых локальных сетях. Стандарт IEEE 802.3ae кафедра ЮНЕСКО по НИТ38

39 10G Ethernet. Три группы физических интерфейсов 10G Ethernet. кафедра ЮНЕСКО по НИТ39

40 Архитектура коммутаторов Узел обмена коммутатора строится на основе одной из трех схем: Коммутационная матрица; Общая шина; Разделяемая многовходовая память. кафедра ЮНЕСКО по НИТ40

41 Архитектура коммутаторов Коммутационная матрица кафедра ЮНЕСКО по НИТ41

42 Архитектура коммутаторов Коммутационная матрица кафедра ЮНЕСКО по НИТ42

43 Архитектура коммутаторов Коммутаторы с общей шиной кафедра ЮНЕСКО по НИТ43

44 Архитектура коммутаторов Коммутаторы с разделяемой памятью кафедра ЮНЕСКО по НИТ44

45 Архитектура коммутаторов Комбинированные коммутаторы. кафедра ЮНЕСКО по НИТ45

46 Конструктивное исполнение коммутаторов Настольный коммутатор кафедра ЮНЕСКО по НИТ46

47 Конструктивное исполнение коммутаторов Коммутатор рабочей группы с магистральными портами Модули GBIC и SFP. кафедра ЮНЕСКО по НИТ47

48 Конструктивное исполнение коммутаторов Стековые коммутаторы. кафедра ЮНЕСКО по НИТ48

49 Конструктивное исполнение коммутаторов Модульные коммутаторы на основе шасси. кафедра ЮНЕСКО по НИТ49

50 КОНЕЦ кафедра ЮНЕСКО по НИТ50