Почему сейчас в моде коммутация сетей Ethernet и Token Ring

ТЕХНИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Внедрению технологии коммутации способствует возможность установки обширных сетей 10Base-T и повышения пропускной способности для каждого клиента

Коммутируемые сети незаметно перешли из разряда второстепенных интересов сетевых администраторов в основной предмет их внимания при планировании модернизации, особенно когда пользователи и приложения стали непомерно загружать ресурсы больших сильно сегментированных сетей.

Успех пришел к технологии коммутируемых сетей с массовым внедрением сетей l0Base-T взамен прежних сетей на толстом и тонком коаксиальном кабеле. После установки сети l0Base-T все кабели подключаются к концентратору; введение коммутирующей аппаратуры в сеть с такой конфигурацией сводится к простой замене концентратора l0Base-T на коммутирующий концентратор.

Хотя это и упрощенная картина положения дел в области технологий коммутации сетей, принятие технологии l0Base- Т бесспорно облегчает переход к коммутируемым сетям, по крайней мере для Ethernet.

В отличие от ситуации, сложившейся в сетях Ethernet на коаксиальном кабеле, сети Token Ring на неэкранированной витой паре (UTP) не получили широкого распространения в качестве технологии, заменяющей экранированную витую пару (STP). Отчасти это связано с тем, что сети Token Ring имеют физическую топологию типа звезды, и в отличие от сетей Ethernet введение UTP в сети Token Ring не требует изменения физической топологии.

Хотя переход на сети с топологией типа звезды и упростил переход к коммутируемым сетям, в действительности внедрение новой технологии обусловлено необходимостью повышения производительности. Конечно, коммутация сетей сама по себе не увеличивает пропускную способность сети. Скорее, она оказывает на сеть такое же влияние, как сегментация: служит для уменьшения трафика и нагрузки в каждом данном сегменте сети.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КОММУТАЦИИ СЕТЕЙ

В простейшем случае многопортовый сетевой коммутатор  -  это многопортовый мост, работающий на уровне MAC (управление доступом к среде) и передающий через каждый порт только трафик, направленный на МАС-адрес или адреса, поддерживаемые этим портом. Существуют коммутаторы, поддерживающие конфигурации как с одним, так и с несколькими МАС-адресами на каждый порт.

Коммутаторы последнего типа предоставляют администраторам наиболее гибкие возможности. Например, пользователям, которым требуется более высокая пропускная способность, можно назначить по одному выделенному порту, тем самым предоставляя каждому из них собственный сегмент сети. В то же время коммутатор можно использовать просто для сегментации сети, подключая небольшие сетевые рабочие группы к одному порту.

Конфигурация с одним пользователем на каждый порт дает дополнительные преимущества, когда пользователям требуется высокая пропускная способность, особенно в мире сетей Ethernet. Когда каждому пользователю выделен свой собственный порт, не возникает столкновений и доступная пропускная способность увеличивается. А если заменить сетевую интерфейсную плату (NIC) рабочей станции, то можно работать в дуплексном режиме с двумя одновременно активными передающим и принимающим каналами со скоростью 10 Мбит/с, получая суммарную производительность 20 Мбит/с.

В комитете IEEE по стандарту 802.5 для Token Ring все еще обсуждается вопрос о том, какой схемы реализации придерживаться в дуплексных сетях Token Ring. Производители разделились на два лагеря: одна группа настаивает на сохранении совместимости сверху вниз для коммутаторов, поддерживающих дуплексный режим, а другая утверждает, что обеспечивать такую совместимость будет слишком накладно. Фирма IBM, утверждающая, что ее теперешнее поколение NIC для сетей Token Ring можно легко модернизировать для работы в дуплексном режиме, является главным представителем группы, ратующей за совместимость сверху вниз.

ДВА СПОСОБА ПЕРЕДАЧИ ПАКЕТОВ

Существуют коммутаторы и для Ethernet, и для Token Ring, поддерживающие наряду с более традиционной передачей данных с промежуточным хранением (store-and-forward) сквозную передачу (cut-through). На странице 28 приведена схема, поясняющая работу этих технологий.

В коммутаторе со сквозной передачей данных информация направляется на принимающий порт, как только определяется его адрес. Хотя этот подход может существенно сократить время задержки коммутатора, при нем невозможна коррекция ошибок и, как следствие, допускается передача по сети искаженных кадров данных.

При более традиционном способе передачи данных с промежуточным хранением коммутатор может проводить коррекцию ошибок, обычно по схеме ЕСС, перехватывая ошибочные или испорченные пакеты до их передачи на адрес получателя, приостанавливая трафик на время, необходимое для пересылки соответствующей информации отправителю.

Высококлассные коммутаторы также оборудуются скоростными портами для соединения с файл-серверами и для расширения магистрали коммутируемой сети.

Для таких целей все чаще применяются технологии высокоскоростной передачи данных, например FDDI и АТМ.

В небольших рабочих группах можно установить на файл-сервере несколько NIC с одинаковым МАС-адресом, увеличивая в соответствующее число раз агрегатную пропускную способность файл-сервера. Например, четыре сетевые платы Ethernet обеспечат агрегатную пропускную способность 40 Мбит/с в полудуплексном режиме и 80 Мбит/с в дуплексном режиме.

ДЭВИД П. ЧЕРНИКОФФ