Коммутатор. Коммутатор (коммутирующий концентратор, свитч) – многопортовое устройство, позволяющее соединять нес­колько узлов в пределах одной сети. Коммутатор способен

Коммутатор (коммутирующий концентратор, свитч) – многопортовое устройство, позволяющее соединять нес­колько узлов в пределах одной сети. Коммутатор способен анализировать содержимое пересылаемых по сети пакетов и обеспечивать прямую передачу между любыми двумя из своих портов независимо от всех остальных портов. Такая сортировка пакетов осуществляется с помощью программного обеспечения, встроенного в коммутатор. Коммутатор использует функцию – запоминание адреса, которая определяет пункт назначения каждого пакета данных, отправляя его непосредственно тому компьютеру, для которого он предназначен.

Коммутатор обеспечивает полную ширину полосы пропускания для каждого порта (устанавливает прямое соединение между передающим и принимающим компьютерами) и поддерживает дуплексный режим работы (одновременные передача и приём данных).

Коммутатор хранит в памяти специальную таблицу (MAC-таблицу), в которой указывается соответствие адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблицы пуста и он работает в режиме обучения – поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты. При этом коммутатор анализирует пакеты данных, определяя адрес узла-получателя, и заносит его в таблицу. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит пакет, предназначенный для этого компьютера, этот пакет будет отправлен только на соответствующий порт. Если адрес компьютера-получателя ещё не известен, то пакет будет продублирован на все порты. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов.

Коммутаторы подразделяют на:

управляемый – управляют коммутацией посредством протокола Web-интерфейса, SNMP, RMON. Управляемые коммутаторы можно объединять в одно логическое устройство – стек, для увеличения числа портов (объединив 4 коммутатора с 24 портами, получим логический коммутатор с 96 портами);

неуправляемый.

Рассмотрим пример (рисунок 5). Имеется коммутатор с 16 портами. К порту 1 подключён компьютер А, который передает пакет компьютеру С, присоединённому к 16 порту. Коммутатор, получив пакет, не ретранслирует его по всем имеющимся портам, так как после анализа адресной части, передаёт на 16 порт. В то же время на порт 9 коммутатора при­хо­дит пакет из другого сегмента сети, подключённого к уст­ройс­т­ву через собственный концентратор. Так как этот пакет адресован компьютеру В, он отправляется на порт 3, к которому тот присоединён. Причём, эти две операции коммутатор выполняет одновре­мен­но и независимо друг от друга. Очевидно, что при наличии 16 портов можно одновременно направлять через коммутатор 8 пакетов данных (порты задействуются па­рами). Таким образом, суммарная пропускная способность устройства составит 8 * 10 = 80 Мбит/с, что ускорит работу сети, приём на каждом отдельном подключении сохранится стандартное значение 10 Мбит/с. То есть, при использовании коммутатора уменьшается время прохождения пакетов, не увеличивая фактическую скорость соединения.

Работа коммутатора может быть основана на использовании:

коммутационная матрица – обеспечивает передачу между портами и работает по принципу ком­му­тации каналов. При получении пакета на какой-либо из портов несколько первых байтов пакета, со­дер­жа­щих адрес назначения, помещаются в буфер коммутатора для анализа. Получив адрес назначения, коммутатор, не дожидаясь получения оставшихся байтов, решает, передавать пакет или нет. Если нет, то запись в буфер прекращается и он очищается. Если коммутатор решает передать пакет, то он просматривает адресную таблицу для определения нужного порта-получателя, а затем обращается к коммутационной матрице для установки соединения с портом. После установки соединения начинается передача пакета. Если нужный порт занят другим соединением, то пакет записывается в буфер до установки требуемого соединения;

общая шина – порты связывает высокоскоростная шина. Передача происходит порциями, чтобы не забивать шину передачами только с одного порта, заставляя остальные порты находиться в очереди на передачу в течение неопределённого времени.

разделяемая память – для каждого из портов память организуется в виде нескольких очередей памяти и поочерёдно соединяется с буферами портов для записи/чтения. Поступающие кадры записываются в буфер порта, откуда попадают в разделяемую память. Когда память соединится с буфером порта назначения, тот считывает данные и пересылает их в сеть.

Дата добавления: 2014-01-13