koniec przypomnieliśmy sobie podstawową konfigurację przełącznika i
routera.
</p>
+ <h1 id="2.2.switchingconcepts">2.2. Koncepcje przełączania</h1>
+ <p>
+ Koncepcje przełączania i przekazywania ramek są uniwersalne dla
+ dla różnego rodzaju sieci. Nie tylko tych informatycznych ale
+ telekomunikacyjnych. Wstępują różne typy przyłączników, a wybór
+ metody zależy od przeływu tego ruchu. Z przełączaniem wiązą się dwa
+ terminy: <strong>ingress</strong> - określenie stosowane dla portu, z
+ którego nadchodzi ramka oraz <strong>egress</strong> - określenie dla
+ portu, którego ramki będą używać do opuszczenia przełacznika.
+ </p>
+ <h2 id="2.2.1.frameforwarding">2.2.1. Przekazywanie ramek</h2>
+ <p>
+ Podczas przełączania przełączniki wykorzystują tablicę przełącznia.
+ Ramki przełączane są na podstawie adresów MAC zapisanych w tej tablicy.
+ Tablica wiąże ze sobą porty oraz adresy MAC, przez co ramka z
+ określonym adresem docelowym zostanie skierowana na port powiązany w
+ tablicy, bez
+ względu na to jaki był port wejściowy. Ramka nigdy nie zostanie
+ przekazana na port, z którego została odebrana.
+ </p>
+ <p>
+ Tablica przełączania składa się numeru lub identyfikatora portu oraz
+ adresu MAC urządzenia do niego podłączonego. Czyli ramki odebrane na
+ tym porcie będą zawierać adres źródłowy tego urządzenia. Podczas
+ przełączania przełącznik sprawdza adres docelowy czy istnieje
+ przypisany do niego adres MAC. Jeśli tak ramka jest przekazywana na
+ ten port. Tablica przełączania czasami nosi nazwę
+ <strong>tabeli CAM</strong> od rodzaju pamięci zastosowanej do jej
+ przechowywania.
+ </p>
+ <p>
+ Tablica MAC przełącznika jest uzupełniana na podstawie metod uczenia
+ się. Przełącznik analizuje źródłowy adres MAC ramki i zapisuje ją
+ tablicy przypisując jej port, z którego została odebrana. Następnie
+ w celu przełączenia ramki analizuje adres docelowy. Jeśli takiego
+ adresu nie ma w tablicy wówczas przełącznik zachowuje się jak
+ koncentrator i przekazuje ramkę na wszystkie pozostałe porty. Przez
+ kilka pierwszych sekund działania, każdy przełącznik zachowuje się
+ koncentrator, ze względu na pustą tablicę. Proces uczenia się
+ nie kończy się na przypisaniu MAC-u do portu. Ze względu na to, że
+ tablice MAC ma ją skończoną pojemność, więc trzeba usuwać nieaktywne
+ już dowiązania. Jeśli z danego portu ramka nie nadejdzie w ciągu
+ 5 minut (300 sekund), to port zostaje w tablicy zwolniony, inaczej
+ ma się to w przypadku przepięcia innego urządzeń do tego samego
+ portu na przełączniku, ponieważ w tym przypadku przełacznik aktualizuje
+ tablicę przełączania natychmiast. Jeśli w ciągu tych 300 sekund, na
+ tym porcie pojawi się ramka, z adresem źródłowym przypisanym w tablicy
+ wówczas licznik zostanie zresetowany.
+ </p>
+ <p>
+ Ze względu na użyte układy ASIC
+ (ang. <em>Application Specific Integrated Circuits</em>) bardzo
+ szybko dokonują decyzji, redukując tym samym czas obsługi pakietu oraz
+ umożliwiając urządzeniom wydajną obsługę wielu urządzeń. Mimo to
+ możemy wyróżnić dwa rodzaj metod przełącznia.
+ </p>
+ <ul>
+ <li><strong>store-and-forward</strong> - przy tej metodzie przełącznik
+ dokonuje decyzji o przełączeniu w momencie odebrania całej ramki.
+ Sprawdzona ona zostaje pod kątem błedów, na podstawie sumy kontrolnej
+ CRC. Jest to domyślna metoda przełącznia ramek stosowana nawet
+ przez najtańsze przełączniki, w tym również przełączniki Cisco.</li>
+ <li><strong>cut-through</strong> - bardzo szybka metoda, przełącznie
+ rozpoczyna się w momecie gdy przełącznik odbierze adres docelowy.</li>
+ </ul>
+ <p>
+ Z najważniejszch cech przełączania <em>store and forward</em> jest
+ na pewno sprawdzanie błędów, ale również
+ <strong>automatyczne buforowanie</strong>, jeśli między portami
+ występuje różnica w prędkości, ramki są zachowywane przez przełącznik,
+ sprawdzane pod kątem błędów, przekazywane do bufora portu wyjściowego,
+ i następnie przesyłane dalej do odbiorcy.
+ </p>
+ <p>
+ Metoda <em>cut-through</em>, nie sprawdza ramek pod kątem błędów. Może
+ przekazać je dalej. Metoda ta jest bardzo szybka nie czeka nawet na
+ odebranie całej ramki. Decyzje podjemuje, gdy odbierze adres MAC
+ docelowy. Tego rodzaju przełączania dokonuje się w środowiskach
+ HPC wymagających opóźnien na poziomie 10 mikrosekund i mniejszych.
+ Metoda ta może mieć negatywny wpływ na wydajność sieci, poprzez
+ zapychanie jej nie poprawnymi ramkami, dlatego jeśli ilość błedów
+ zwiększa się ta metoda przełącza się w metodę
+ <strong>fragment-free</strong> - ta metoda wydłuża nieco ilość
+ odebranej ramki (do pola Typ), zanim podejmie decyzje pozwala to
+ lepsze sprawdzenie błędów, niż w przypadku zwykłej metody
+ <em>cut-through</em> nie wprowadzając przy tym dodatkowych opóźnień.
+ </p>
+ <h2 id="2.2.2.switchingdomain">2.2.2. Domena przełączania</h2>
+ <p>
+ W obecnych sieciach zbudowanych na bazie przełącznika, domena kolizyjna
+ sprowadza się do pojedyńczego połączenia między urządzeniami. Tym
+ przypadku kolizje nie występują i termin ten można uznać za przestarzły.
+ Jednym przypadkiem, w którym mogło by dojść do kolizji w takich
+ warunkach jest przypadek, gdzie urządzenia nie dogadają się w sprawie
+ dupleksu. Jeden port na jednym urządzeniu ustawi się w tryb
+ <em>half</em> a drugi w <em>full</em>. Raczej jest jakiś problem z
+ urządzeniem, może jego uszkodzenie. Przełączniki domyślnie lobbują
+ wyłącznie <em>full-duplex</em>.
+ </p>
+ <p>
+ Inną domeną, w której komputery i przełączniki biorą czynny udział jest
+ domena rozgłoszeniowa. Sieci krążą ramki rozgłoszeniowe, aby komputery
+ i inne urządzenia znały swoje adresy oraz ewentualnie zasoby jakie mogą
+ zaoferować (nie które usługi wysyłają ramki broadcastowe). Duża ilosc
+ takich transmisji
+ może spowodować znaczny spadek wydajności. Do podziału domen
+ rozgłoszeniowych na mniejsze części może służyć router lub podział
+ sieci na mniejsze <strong>sieci wirtualne - VLAN-y</strong> (o
+ <em>vlanach</em> będzie przyszły rozdział).
+ </p>
+ <p>
+ Chcąć mieć wydajną sieć musimy zaopatrzyć się w dobrej jakości
+ przełączniki. Poniżej znajduje się kilka cech, które należy sprawdzić
+ wybierając przełączniki.
+ </p>
+ <ul>
+ <li><strong>Szybkość portów</strong> - obecnie sieci 100Mb/s ochodzą
+ w niepamięć. Obecnie mamym szybie łącza swiatłowodowe lub trasmisję
+ sieci komórkowej w standardzie 5G. Gdzie transfery rzędu 100Mb/s
+ mogą być nie zadawalające. A przełączniki 1Gb/s są dość powszechne
+ i coraz tańsze. Osobiście jeśli nie chcemy sprędzać czasu na
+ analizowaniu ruchu to 1 gigabitowy przełącznik z uplinkami
+ światłowodowymi do 10Gb/s powinien wystarczyć.</li>
+ <li><strong>Szybkie przełączanie wewnętrzne</strong> - prędkość
+ wewnętrznej magistrali</li>
+ <li><strong>Duży bufor ramek</strong> - ilość pamięci przeznaczona
+ na bufor.</li>
+ <li><strong>Wysoka gęstość portów</strong> - ilość portów wymaganych
+ oraz ile portów pozostanie nadmiarowo i czy to wystarczy na potrzeby
+ ewentualnej późniejsz rozbudowy.</li>
+ </ul>
+ <h2 id="m2ch2summary">Podsumowanie</h2>
+ <p>
+ W tym rodziale przypomnieliśmy sobie o metodach przełącznia oraz o tym
+ jak przełączniki przekazują ramki. Na koniec wyjaśnniliśmy sobie
+ czym jest domena przełączania oraz na jakie cechy przełączników
+ zwrócić uwagę podczas ich zakupu.
+ </p>
</div>
</body>
</html>
projects / mmdev.git / commitdiff