Коммутация сетей. Часть 2

Вторая статья в нашем цикле о коммутации сетей посвящена ряду характеристик коммутаторов, непосредственно влияющих на их производительность, а также уровням модели стека сетевых протоколов Open Systems Interconnection (OSI/ISO), которые затрагивают коммутацию в локальных сетях предприятий.

Характеристики коммутаторов

Наиболее распространенные характеристики коммутаторов: число портов, скорость передачи данных, автосогласование порта, внутренняя пропускная способность коммутационной матрицы, стекирование.

Число портов. Разброс числа портов в современных коммутаторах составляет от 5 до 48 и именно он определяет количество сетевых устройств, которые можно подключить к коммутатору той или иной модели.

Скорость передачи данных. Речь идет о скорости работы каждого порта коммутатора. В неуправляемых коммутаторах скорость автоматически определяется в ходе автосогласования с подключенным компьютером, в управляемых – настраивается вручную.

Автосогласование порта. Существует два вида автосогласования порта: между Full – Duplex, когда данные передаются в оба направления одновременно и Half – Duplex, когда данные передаются в разные направления по очереди.

Внутренняя пропускная способность коммутационной матрицы. Это интегральный параметр, показывающий скорость обработки коммутатором данных, поступающих со всех портов.

Стекирование. Так называют процесс объединения группы коммутаторов в единое логическое устройство. Существует несколько стандартов и технологий стекирования в зависимости от го, кто является производителем коммутатора, однако наиболее распространены те, где пропускная способность шины между коммутаторами составляет 32 Гбит/сек. и 64 Гбит/сек. Технологии стекирования нужны для сетей крупных организаций, у которых может возникать потребность по подключению более 48 портов на базе одного устройства.

Уровни OSI, затрагивающие коммутацию в локальных сетях

Теперь перейдем к рассмотрению модели OSI и скажем несколько слов о тех ее уровнях, на которых осуществляется коммутация в локальных сетях. Open Systems Interconnection – это сетевая модель стека сетевых протоколов OSI/ISO, включающая на сегодняшний день семь основных уровней, расположенных вертикально. С помощью данной модели разные устройства могут обмениваться данными, а их взаимодействие на каждом уровне определяется его функциями.

Уровни в OSI сгруппированы в два больших класса: Media layers и Host layers. Media layers объединяет первые три уровня: Физический (physical), Канальный (data link) и Сетевой (network). Host layers объединяет следующие четыре уровня: Транспортный (transport), Сеансовый (session), Представления (presentation) и Прикладной (application). Уровни различаются как типом передаваемых на них данных (биты, фреймы, пакеты, сегменты), так и выполняемыми функциями: от работы с первичными двоичными сигналами до доступа к сетевым службам.

В контексте этой модели коммутаторы делятся на четыре вида в зависимости от того, с данными какого типа они работают.

Коммутаторы уровня L1: работают лишь на физическом уровне – с электрическими сигналами, которые просто передаются дальше. Коммутаторы такого типа чаще называют «концентраторами» и к ним можно отнести как «хабы» времен возникновения Ethernet-сетей, так и разнообразные «репитеры». Строго говоря, они уже не являются коммутаторами в современном смысле этого слова.

Коммутаторы уровня L2: функционируют на канальном уровне, где осуществляют физическую адресацию и работу с фреймами. Устройства этого уровня не понимают ip-адресов, работа на этом уровне выполняется с кадрами, или как иногда еще называют «фреймами». На этом уровне нет никаких ip-адресов, устройство распознает получателя и отправителя данных по MAC-адресу и передает фреймы между ними. Эти устройства – уже ближе к коммутаторам в их современном смысле.

Коммутаторы уровня L3: их работа происходит на сетевом уровне, предназначенном для нахождения кратчайшего маршрута передачи данных. Эти коммутаторы распознают ip-адреса и устанавливают соединения разных типов (например, PPPoE). Такие коммутаторы также часто называют маршрутизаторами.

Коммутаторы уровня L4: контролируют надежность передачи данных. Такие устройства являются наиболее сложными и многофункциональными коммуникаторами т.к. могут считывать информацию из заголовков пакетов и определять к какому конкретному приложению относится трафик и, следовательно, перенаправлять его. Такие коммутаторы часто называют «интеллектуальными коммутаторами».

В следующей – заключительной – статье про коммутацию сетей мы расскажем о режимах работы коммутаторов и некоторых прикладных тонкостях настройки корпоративной сети.