Материал: 838

70

мая коммутатором, существенно уменьшается. Именно этот метод коммутации применяется в коммутаторах по умолчанию. Искаженный, по каким-либо причинам, кадр не будет отброшен коммутатором, т.к. он просто не проверяется на отсутствие ошибок. Он будет передан по адресу назначения и только при его получении станцией назначения кадр будет проверен, отброшен и будет затребована повторная передача этого кадра. В методе Fast-forward задержка измеряется временем между первым принятым битом и первым переданным битом и составляет 14 байт.

Рис. 17 — Величина задержки, вносимой коммутатором при передаче кадра при использовании метода Fast-forward

2.2. Fragmet-free — Этот метод основан на том, что в буферной памяти коммутатора сохраняются первые 64 байта кадра. Это минимальный размер кадра (без преамбулы) в соответствии со стандартом Ethernet. Кадры меньшего размера, как правило, — результат возникновения коллизий в сети Ethernet, если используется среда общего доступа. Все эти кадры, очевидно ошибочные, не передаются коммутатором, а проверяются и запрашивается их повторная передача. Таким образом устраняется львиная доля ошибочных кадров и количество переданных коммутатором кадров, содержащих ошибки, значительно сокращается. Однако в полностью коммутируемой сети этот метод не дает никакого выигрыша.

На рис. 18 представлен сравнительный вид задержек при различных методах коммутации. Применяются и более сложные методы коммутации, представляющие собой некоторую комбинацию уже перечисленных методов. Например, метод Adaptive switching работает по алгоритму Fast-forward пока количество ошибочно переданных кадров не достигнет некоторого заранее

71

установленного предела, после чего переключается на алгоритм

Store and forward.

Рис. 18 — Сравнение величины задержки при использовании различных методов коммутации

Проблемы коммутируемых локальной сетей и методы их решения

В локальной сети передаются не только сообщения, направляемые конкретному компьютеру-рабочей станции, но и групповые, и широковещательные сообщения (рис. 19). Широковещательные сообщения, полученные на один из портов коммутатора передаются на все остальные порты.

Рис. 19 — Типы сообщений, передаваемых в локальной сети

72

Если в локальной сети несколько коммутаторов и для повышения надежности используются избыточные соединения между ними, то может возникнуть ситуация получившая название «широковещательный шторм» — broadcast storm (рис. 20). Получив широковещательное сообщение от одного из узлов сети, коммутаторы будут рассылать его снова и снова. Непрерывная рассылка широковещательных сообщений может полностью блокировать работу сети.

Рис. 20 — Ситуация возникновения широковещательного шторма в локальной сети

Чтобы избежать такой ситуации несколько коммутаторов в сети автоматически создают логическую структуру, свободную от замкнутых петель. Для создания такой структуры используется определенный стандартом IEEE 802.1D протокол STP (SpanningTree Protocol) — протокол покрывающего дерева. С помощью этого протокола в сети определяется «главный» коммутатор, всем остальным коммутаторам назначаются уникальные идентификаторы и все сетевые маршруты ранжируются по «весу» в зависимости от скорости передачи данных. Чем скорость выше, тем меньший вес имеет маршрут. Все коммутаторы в сети каждые 2 сек. рассылают служебные пакеты BPDU (Bridge Protocol Data Unit), содержащие идентификатор коммутатора, идентификатор главного коммутатора, идентификатор порта и вес маршрута.

73

Рис. 21 — Блокирование петлевых соединений при создании логической структуры «дерева»

Избыточные маршруты, приводящие к петлевым соединениям блокируются для передачи данных (рис. 21), но принимают пакеты BPDU. Как только изменится конфигурация сети, эти порты также будут участвовали в новой процедуре построения логической структуры «дерева».

Виртуальные локальные сети VLAN

Другим способом ограничения широковещательного трафика в коммутируемых сетях является создание виртуальных локальных сетей — VLAN, основанных на использовании протокола IEEE 802.1Q. Виртуальные локальные сети — удобный и гибкий механизм для создания логической структуры в локальной сети. Применение коммутаторов дает возможность объединять в локальной сети группы компьютеров по таким признакам, например, как характер работы, принадлежность к одному подразделению предприятия и т.п. Несмотря на то, что это логически созданная структура, трафик локализуется внутри виртуальной локальной сети, принадлежность к которой задается на уровне портов коммутатора. Компьютеры, подключенные к портам, которые не входят в виртуальную локальную сеть, не смогут получить к ней доступ. Сама процедура изменения конфигурации коммутатора и привязка его портов к той или иной локальной сети выполняется значительно проще настройки маршрутизатора и создания реальных, а не виртуальных подсетей.

Каждая виртуальная сеть имеет имя, носящее описательный характер и идентификатор или номер сети. Идентификатор сети

74

переносится в пакетах IEEE 802.1Q, если используется механизм «маркировки» (tagged) этих пакетов. По умолчанию в коммутаторе всегда присутствует виртуальная сеть с номером 1 — VLAN 1 или Default VLAN. Удалить эту виртуальную локальную сеть невозможно. Все порты коммутатора исходно находятся в этой виртуальной сети.

Рис 22 — Создание двух VLAN на базе одного коммутатора

Предположим, что виртуальные локальные сети создаются в небольшой локальной сети, содержащей только один коммутатор, к портам которого подключены рабочие станции. Создаваемые виртуальные сети должны изолировать трафик между группами рабочих станций. В этом случае любой порт коммутатора будет принадлежать только одной VLAN. Тогда необходимо использовать механизм привязки портов к создаваемым VLAN без маркировки — untagged (рис. 22).

В случае примера, приведенного на рис. 22, должна быть создана, очевидно, только VLAN 2, т.к. VLAN 1 уже присутствует в коммутаторе. После чего в эту созданную виртуальную сеть должны быть (без маркировки) включены определенные порты коммутатора. Немаркированный порт может быть членом только одной виртуальной сети, поэтому порты, включенные в состав