Мосты, концентраторы и коммутаторы для локальных сетей

[maxx]

Мосты, концентраторы и коммутаторы для локальных сетей.

Мосты

Прозрачные мосты

Прозрачные мосты не возлагают на хосты никаких дополнительных обязанностей и поэтому не вносят никаких изменений в стек сети. Однако далеко не всегда используется оптимальный маршрут передачи данных. С целью исключения сетевых колец прозрачные мосты просто блокируют некоторые порты.

Маршрутизирующие мосты

Маршрутизирующие мосты заставляют хосты обрабатывать все данные, связанные с маршрутизацией, а также открывать новые маршруты. Это значит, что при росте количества хостов и мостов данные маршрутизации будут составлять довольно ощутимую часть трафика.

Концентраторы

Пассивные концентраторы

Пассивные концентраторы являются довольно безучастными к данным, передаваемым устройствами, полностью подтверждающими свое название. Такие концентраторы лишь незначительно повышают производительность локальной сети и никоим образом не облегчают поиска вышедшего из строя оборудования или узкого места системы. Они протранслируют полученные пакеты во все порты, выполняя простейшую функцию концентратора. Как правило, в дополнение к разъемам RJ-45 пассивные концентраторы оборудованы одним портом 10base-2. Известно, что стандарт 10base-5 соответствует Ethernet 10 Мбит/с с проводкой из толстого коаксиального кабеля. Этот разъем 10base-2 используется для подключения к магистрали сети. Другие, более современные пассивные концентраторы оборудованы портами AUI, которые можно соединить с ретранслятором и создать более производительную магистраль. Большинство пассивных концентраторов являются великолепными устройствами начального уровня, которые предпочтительно использовать в случае развертывания небольших сетей Ethernet звездообразной топологии. Восьми портовые пассивные концентраторы стоят в пределах $200 - их использование в случае перехода от стандарта 10base-2 к недорогому 10base-T позволит в значительной степени повысить производительность, затратив при этом минимум средств.

Активные концентраторы

Активные концентраторы, помимо обычной ретрансляции данных, выполняют и не¬оторые другие действия. Как правило, они поддерживают функциональные возможности пассивных концентраторов и дополнительно проверяют доставку по назначению отосланных данных. Активные концентраторы играют более значительную роль в сетях Ethernet, поскольку поддерживают так называемую технологию передачи с промежуточным накоплением (store & forward), в соответствии с которой концентраторы анализируют полученные данные перед их ретрансляцией. Это не значит, что концентратор присваивает пакетам данных различные приоритеты, просто предпринимается попытка восстановить "поврежденные" пакеты и одновременно изменить время доставки других пакетов. Если активный концентратор получил слабый, но четкий сигнал, перед ретрансляции ей сигнал будет усилен до необходимого уровня. Эта функциональная возможность позволяет использовать в сети устройства, параметры сигнала которых отличаются от оптимальных. Если сигнал определенного устройства принципиально игнорируют друга устройства сети, которые подключены через пассивные концентраторы, усиление сигнала с помощью активного концентратора позволит оставить устройство в составе локальной сети. Кроме того, некоторые обладающие функциональными возможностями диагностики активные концентраторы позволяют находить вышедшие из строя устройства. Активные концентраторы также позволяют изменять порядок доставки принятых пакетов. Некоторые кабели подвержены влиянию электромагнитных помех, которые мешают своевременному получению пакетов концентратором или устройством на другом конце кабеля. В других ситуациях пакеты могли бы не попасть к получателю вообще. Активные концентраторы позволяют компенсировать потерю данных, ретранслируя для этого пакеты только на соответствующие порты и одновременно изменяя временные характеристики для более медленной доставки пакета по зашумленному каналу. Несомненно, подобная процедура снижает производительность всех подключенных к концентратору устройств, но иногда с этим можно мириться - особенно в том случае, когда в результате изменения временных характеристик снижается количество конфликтов в локальной сети. Если не придется слишком часто ретранслировать потерянные данные, сеть будет в состоянии обрабатывать больше новых запросов на обслуживание. Активные концентраторы в некоторой степени повышают производительность сети и в некоторых случаях облегчают задачу поиска проблемного оборудования. Активные концентраторы имеют более высокую стоимость по сравнению с пассивными. Наиболее целесообразно использовать их в сложных конфигурациях.

Интеллектуальные концентраторы

Интеллектуальные концентраторы имеют массу преимуществ по сравнению с пассивными и активными. Подобные устройства появились совсем недавно, и поэтому еще не столь популярны. Тем не менее интеллектуальные концентраторы уже доказали свое право на существование как технология, позволяющая в значительной степени повысить производительность локальной сети. В дополнение ко всем преимуществам активных концентраторов включение интеллектуальных устройств в сетевую инфраструктуру предоставит возможность управлять сетью из центральной точки. Если с любым подключенным к интеллектуальному концентратору устройством возникнут проблемы, их можно будет с минимальными усилиями идентифицировать и исправить с помощью предоставленной интеллектуальным концентратором информации. Более того, предварительно концентратор попытается устранить проблему самостоятельно. Это уже большое достижение по сравнению со стандартными активными концентраторами. Процесс поиска неисправности в большой корпоративной сети без инструмента централизованного управления обычно превращается в бестолковую беготню между кабельными коробками в поисках некорректно функционирующего устройства. Еще одним значительным преимуществом интеллектуальных концентраторов является возможность работы с устройствами, которые поддерживают различную скорость передачи данных. Естественно, интеллектуальные концентраторы оборудованы дополнительными портами, позволяющими подключаться к высокоскоростной магистрали - это общая черта всех концентраторов. Однако интеллектуальные концентраторы поддерживают стандартные скорости передачи данных 10, 16 и 100 Мбит/с между настольными системами, использующими стандартные топологии Ethernet, Token Ring или FDDI. Это означает возможность постепенного повышения скорости передачи данных в сети от 10 Мбит/с до 100 Мбит/с, а также возможность пересылки информации устройствам с максимальной скоростью. В дополнение ко всему вышесказанному с целью повышения гибкости и облегчения управления разнородной сетью, состоящей из различных сред передачи и отличающихся по уровню технологии сегментов, интеллектуальные концентраторы обладают возможностями поддержки других устройств, например, терминальных серверов, мостов, маршрутизаторов и коммутаторов. Кроме того, в комплект поставки современных интеллектуальных концентраторов входит универсальное программное обеспечение, предназначенное для управления сетью и имеющее несложный интерфейс, что делает их основным компонентом большинства универсальных систем управления ресурсами сети.

Коммутаторы

Статические и динамические коммутаторы

Перед нами стоит задача осуществления эффективного управления межсегментным трафиком с целью уменьшения числа критичных участков сети. Статические коммутаторы не смогут удовлетворить всем требованиям. Совсем иначе дело обстоит с динамическими коммутаторами. Эти устройства не только уделяют особое внимание пересылке кадров по предписанному адресу, но и обрабатывают таблицу соответствий отдельных узлов конкретным портами, к которым они подключены. Эта информация обновляется каждый раз, как только очередная машина начинает передачу данных (или же через заранее заданные интервалы времени). Таблица постоянно обновляющихся комбинаций узел/порт предоставляет коммутатору возможность быстро направлять пакеты через соответствующие сегменты. Динамические коммутаторы позволят экономить время и силы в течение еще довольно продолжительного времени. Поскольку эти устройства обновляют свои таблицы соединений каждый раз, когда устройства начинают передачу, можно переупорядочить сеть, переключая рабочие станции на разные порты до тех пор, пока сеть не будет сконфигурирована оптимальным образом. (Учтите, что этим можно заниматься до посинения.) Таблицы будут обновляться автоматически, и сеть будет в полном порядке.

Сегментные и портовые коммутаторы

Сегментные коммутаторы в состоянии управлять трафиком сегментов, подключенных к каждому порту, что в свою очередь предоставляет возможность соединять большее количество рабочих станций или сегментов, используя для этого меньшее количество коммутаторов/физических портов. Одной из самых замечательных особенностей сегментных коммутаторов является возможность обработки отдельной рабочей станции на каждом порту (которую можно рассматривать как сегмент, состоящий из одного узла). Прелесть использования сегментных коммутаторов усугубляется тем обстоятельством, что их установка не требует дополнительных расходов на аппаратное обеспечение, проводку и т.д. Портовые коммутаторы (иногда их называют коммутаторы-концентраторы) предназначены для ретрансляции данных, передаваемых отдельным устройством во все физические порты. Выделяя каждой рабочей станции, серверу и всем остальным устройствам для доступа к сетевым ресурсам отдельный канал 10 Мбит/с. Однако использование портовых коммутаторов связано с дополнительными расходами на проводку (необходимо будет проложить кабель от каждого устройства к коммутатору), а также на закупку коммутаторов, требуемых для обеспечения необходимого количества физических портов.