Серверы и дополнительное оборудование Кабельные системы для локальных сетей

Сервера и компьтеры в локальной сети

Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Коммутирующие концентраторы

Как вы могли заметить, некоторые интеллектуальные концентраторы не просто слепо переносят данные во все подключенные к ним сегменты сети. Вместо этого они фиксируют МАСадреса сетевых плат, связанных с каждым портом, и могут определенным образом отличать порты, используя эти адреса. Коммутаторы еще больше расширяют возможности концен траторов, обеспечивая идентификацию МАСадресов мест назначения и направление пакетов только в тот сегмент, в котором расположен узел с этим адресом.

Роль коммутаторов сложнее, чем это может показаться на первый взгляд. Это не просто сетевое устройство, исполняющее функции концен тратора со средними возможностями, плюс некая небольшая добавка. Как показано на рис. 9.8, обычно отдельные ПК не подключаются непосредст венно к коммутатору. Как правило, к портам коммутатора концентраторы подключаются для того, чтобы каждый сегмент сети имел собственный порт. В зависимости от местоположения коммутаторов в сети, вы можете использовать их для изолирования частей сети на уровне рабочих групп, отделов или магистрали.

Примечание

Хотя коммутаторы чаще используются для соединения сегментов сети, к ним можно подключить и отдельные ПК, если требуется предоставить одному пользователю или серверу более широкую полосу пропускания.

Рис. 9.8. Использование коммутаторов для изолирования различных частей сети (но не отдельных ПК).

Различие между обычными и коммутирующими концентраторами подобно различию между звонком оператору офисного коммутатора (принима ющего входящий звонок и подающего сигнал персонального вызова для ответа на звонок) и звонком в нужный вам офис с прямой коммутацией телефонного вызова (рис. 9.9).

Зачем надо коммутировать сигнал вместо его широковещательной передачи? Одной из основных причин является управление сетевым графиком. Ведь во втором случае, пользуясь приведенной выше аналогией, при каждом телефонном звонке в офис оператор коммутатора подает слышимый всеми сигнал, по которому можно определить, кому следует отвечать на звонок. Ясно, что при этом пауза в работе офиса будет больше по сравнению с прямым указанием места назначения звонка. Аналогично, когда концентратор производит широковещательную передачу всех кадров во все присоединенные к нему сегменты, то каждый ПК в сети должен остановится и "послушать", не разговаривая при этом друг с другом, чтобы избежать конфликтов. Если же сигнал передается только в ту часть сети, куда он должен попасть, то остальная часть не будет активизирована этим сигналом. Фактически можно продолжать обмен данными с другими сег ментами, не реагируя на такой сигнал.

Коммутация также делает возможным резервирование более широкой полосы пропускания для приложений, требующих интенсивного графика. С помощью обычного концентратора или повторителя в сети с быстродей ствием 10 Мбит/с все порты совместно используют один и тот же канал на скорости 10 Мбит/с. С помощью же коммутации каждый порт может иметь собственный канал на 10 Мбит/с, свободный от графика из других портов. Применение коммутации позволяет соединить вместе несколько сетей и воспользоваться преимуществами связи без помех, возникающих вследствие совместного использования полосы пропускания.

Методы коммутации

В большинстве коммутаторов для выполнения рабочих функций исполь зуют два метода: сквозной коммутации и коммутации с промежуточным хранением. При сквозной коммутации (cutthrough switching) коммутатор только читает МАСадрес в коммутируемом кадре. Он начинает отправку кадра в тот порт, МАСадрес которого был обнаружен в этом кадре, причем так быстро, как только коммутатор узнает, куда его следует посылать — обычно сразу после введения первых 20—30 байтов информации. (Напом ним, что кадры Ethernet имеют длину около 1500 байтов, так что пауза в 30 байтов — это очень небольшая задержка.) Таким образом, скорость сквозной коммутации равна, по существу, скорости линии связи.

Промежуточное хранение является методом, также применяемым в мостах. При этом сначала весь кадр принимается целиком, а затем обрабатывается с целью определения МАСадреса места назначения и контроля ошибок кадра. Только корректные кадры направляются далее.

На рис. 9.10 показано различие между этими двумя методами.

Какой метод лучше? Сквозная коммутация в общем случае быстрее, поскольку кадры могут передаваться в соответствующий сегмент по мере их поступления на коммутатор. Однако этот метод таит в себе потенциаль ную опасность передачи искаженных кадров и, как следствие, увеличения сетевого графика с непригодными битами. Коммутация с промежуточным хранением немного медленнее, так как каждый кадр должен быть проверен на наличие ошибок, но при этом вероятность распространения ошибок по сети меньше. Точнее говоря, он не намного замедляет работу сети, но использование коммутации с промежуточным хранением привносит некоторую задержку, которая отсутствует при сквозной коммутации, и чем крупнее кадр, тем больше время задержки. Это усложняет работу сетей с мостами.

Рис. 9.9. Соединение с коммутацией сигнала и его отличия от соединения с широковещательной передачей сигнала.


Рис. 9.10. Выбор метода коммутации зависит от того, что более важно для сети отсутствие ошибок или скорость работы

Поэтому сквозная коммутация лучше всего подходит для сетей, нуж дающихся, прежде всего, в высокой пропускной способности, а не в уменьшении вероятности распространения ошибки. Этот метод оптимален для небольших простых сетей. Коммутация с промежуточным хранением может потребоваться для более сложных сетей, для которых неприемлемы бесполезные потери времени на работу с испорченными кадрами, с какой бы малой вероятностью они не появлялись.

Примечание

Некоторые коммутаторы поддерживают оба метода Обычно в них используется метод сквозной коммутации При этом они "следят" за частотой появления ошибок без промежуточного хранения кадров Если частота ошибок превышает определенное допустимое значение, коммутатор переходит на метод коммутации с промежуточным хранением. 

В 1993 году узаконили четыре уровня сетевого взаимодействия стека протоколов TCP/IP: 1) канальный (сетевые аппаратные средства и драйверы устройств); 2) сетевой (базовые коммуникации, адресация и маршрутизация); 3) транспортный (связь между программами в сети); 4) прикладной (прикладные программы конечных пользователей).
Оценка производительности ПК, серверов ЛВС, серверов баз данных, ЛВС в целом