Характеристика сетевого оборудования ЛКС

Основные данные о работе

Версия шаблона	2.1
Филиал	Омский
Вид работы	Курсовая работа
Название дисциплины	Сети ЭВМ и телекоммуникации
Тема	Характеристика сетевого оборудования ЛКС
Фамилия студента	Волков
Имя студента	Андрей
Отчество студента	Викторович
№ контракта	11700090609004

 

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………………...3

1 Что такое коммутатор Ethernet?......................................................................................5

1.1 Мосты и маршрутизаторы……………………………………………………………5

1.2 Атрибуты коммутаторов Ethernet……………………………………………………8

1.3 Виртуальные и одновремиенные соединения………………………………………8

2 Сравнение сетевых  устройств………………………………………………………...14

2.1 Повторители………………………………………………………………………….14

2.2 Маршрутизаторы…………………………………………………………………….15

2.3 Резюме………………………………………………………………………………..15

3 Классы и применение коммутаторов Ethernet……………………………………….17

3.1 Преимущества коммутаторов Ethernet……………………………………………..17

3.2 Применение коммутаторов………………………………………………………….23

Заключение……………………………………………………………………………….25

Глоссарий………………………………………………………………………………...28

Список использованных источников…………………………………………………...31

Приложение .……………………………………………………………………………..33

 

Введение

 

Разработанный в 1973 стандарт Ethernet сегодня является наиболее популярным среди стандартов ЛВС. Как технология с разделяемой средой Ethernet обеспечивает скорость передачи 10 мегабит в секунду (Mbps) для всех пользователей, имеющих доступ к среде передачи и протокол разрешения доступа.

По мере расширения сети доступная пользователю полоса (средняя скорость передачи) сужается за счет того, что канал 10 Mbps делится между всемиаузламиасети.аПовышениеапроизводительностиакомпьютероваиаиспользованиеаприложенийасаинтенсивнымасетевыматрафикоматребуетарасширенияаполосыадляаполнойареализацииавозможностейапрограммаиаоборудования.аРасширениеасетейаиаповышениеапроизводительностиакомпьютероватребуютарасширенияадоступнойапользователямаполосы,аобеспечиваемойасетевойасредойапередачи.а

Существует два способа  расширения полосы, доступной каждому пользователю. Технология Fast Ethernet базируется на расширении полосы разделяемой среды до 100 Mbps, обеспечивая рост скорости в 10 раз. Другимаспособаявляетсяаснижениеачислааузловасети,аимеющихадоступакаразделяемойасредеаи,аследовательно,арасширениеадоступнойаоставшимсяаузламаполосы.аВапредельномаслучаеавсяаполосааканалаапередачиаможетабытьапредоставленааодномуапользователю.а

Процессасниженияачислааузловавасетианазываетсяасегментациейаиаосуществляетсяазаасчетаделенияабольшойасетианаанесколькоаменьших.аПосколькуапользователямаможетатребоватьсяадоступакаресурсамадругихасегментов,ануженамеханизмаобеспеченияатакогоадоступа,аобеспечивающийамежсегментныйаобменасадостаточноавысокойаскоростью.аНовыйатипаустройств,аназываемыхакоммутаторамиаEthernet,аобеспечиваетатребуемыеавозможности.аВаданнойастатьеарассматриваютсяаразличныеатипыакоммутатороваEthernetаиаихарольаваповышенииапроизводительностиасетейаEthernet.а

Современныеаоперационныеасистемыаиаприкладноеапрограммноеаобеспечениеатребуютадляасвоейаработыапересылкиабольшихаобъемоваинформации.аОдновременноасаэтиматребуетсяаобеспечиватьапередачуаинформацииасоавсеабольшимиаскоростямиаианаавсеабольшиеарасстояния.аПоэтомуараноаилиапоздноапроизводительностьасетейаEthernet и программных мостов и маршрутизаторов перестают удовлетворять растущим потребностям пользователей, и они начинают рассматривать возможности применения в своих сетях более скоростных стандартов.

 

Основная часть

1 Что такое  коммутатор Ethernet?

 

1.1 Мосты и  маршрутизаторы

 

Коммутатор Ethernet представляет собой устройство для организации сетей большого размера. Для того, чтобы лучше разобраться в устройстве и работе коммутаторов Ethernet, полезно понять основы технологии организации кабельных систем сети.

Повторители

В начале 80-х годов  сети Ethernet организовывались на базе шинной топологииасаиспользованиемасегментованааосновеакоаксиальногоакабеляадлинойадоа500аметров.аУвеличениеаразмеровасетейапоставилоазадачуапреодоленияа500-метровогоабарьера.аДляарешенияаэтойазадачиаиспользовалисьаповторителиа(repeater):а¹

Рисунок 1. – Разделяемая  полоса 10 Мбит/сек

 

Повторитель просто копирует (пересылает) все пакеты Ethernet из одного сегмента во все другие, подключенные к нему. Основнойазадачейаповторителяаявляетсяавосстановлениеаэлектрическихасигналовадляапередачиаихавадругиеасегменты.аЗаасчетаусиленияаиавосстановленияаформыаэлектрическихасигналоваповторителемастановитсяавозможнымарасширениеасетей,апостроенныханааосновеакоаксиальногоакабеляаиаувеличениеаобщегоачислаапользователейасетиа

При использовании повторителей максимальная протяженность сети составляет 2500 метров. Для преодоления этого  ограничения требуются другие устройства, называемые мостами (bridge). Мостыаимеютамногоаотличийаотаповторителей.аПовторителиапередаютавсеапакеты,ааамостыатолькоате,акоторыеанужно.аЕслиапакетанеанужноапередаватьавадругойасегмент,аонафильтруется.аДляамостовасуществуютамногочисленныеаалгоритмыа передачиаиафильтрацииапакетоваминимальныматребованиемаявляетсяафильтрацияапакетовапоаадресуаполучателя.а

Другимаважнымаотличиемамостоваотаповторителейаявляетсяато,ачтоасегменты,аподключенныеакаповторителюаобразуютаоднуаразделяемуюасреду,ааасегменты,аподключенныеакакаждомуапортуамостааобразуютасвоюасредуасаполосойа10 Mbps. При использовании моста пользователи одного сегмента разделяют полосу, а пользователи разных сегментов используют независимые Среды.аСледовательно,амостаобеспечиваетапреимуществаакакасаточкиазренияарасширенияасети,атакаиаобеспеченияабольшейаполосыадляакаждогоапользователя.а

Рисунок 2. – Общая  полоса20 Мбит/сек

 

Поначалу в сетях Ethernet использовалась шинная топология на основе коаксиального кабеля, а для расширения сетей применялись 2-х портовые повторители или мосты. Однако, в конце 80-х годов началось широкое распространение сетей на основе кабеля со скрученными парами проводников (витая пара). Новая технология 10Base-T стала очень популярной и привела к трансформации топологии сетей от шинной магистрали к организации соединений типа "звезда". Требованияакаповторителямаиамостамадляатакихасетейасущественноаизменилисьапоасравнениюасапростымиадвухпортовымиаустройствамиадляасетейасашиннойатопологиейаасовременныеамостыаиаповторителиапредставляютасобойасложныеамногопортовыеаустройства.аМостыапозволяютасегментироватьасетианааменьшиеачасти,авакоторыхаобщуюасредуаразделяетанебольшоеачислоапользователей.

Рисунок 3.- Общая полоса 30 Мбит/сек

 

Маршрутизаторы,аподобноамостам,атакжеапозволяютасегментироватьасетиаEthernet.амаршрутизаторыафильтруютаиапересылаютасетевойатрафиканааосновеаалгоритмоваиаправил,асущественноаотличающихсяаотатех,ачтоаиспользуютсяамостами.аТакойаспособасегментированияасетейаболееадорогамногопортовыеамостыаиамаршрутизаторыаобычноастоятаоколоа$1,000азаапорт.а

Переключение портов

Сегодняшние модульные  концентраторы (повторители) часто позволяют организовать несколько сегментов, каждый из которых предоставляет пользователям отдельную разделяемую полосу 10 Mbps. Некоторыеаконцентраторыапозволяютапрограммнымапутемаразделятьапортыаустройстваанаанезависимыеасегментыатакаяавозможностьаназываетсяапереключениемапортов.аКонцентратор,акапримеру,аможетасодержатьатриаразличныхасегментааEthernet, организуемые внутренними средствами хаба. Переключениеапортоваобеспечиваетаадминистраторуасетиавысокуюагибкостьаорганизацииасегментов,апозволяяапереноситьапортыаизаодногоасегментаавадругойапрограммнымиасредствами.аЭтаавозможностьаособенноаполезнаадляараспределенияанагрузкиамеждуасегментамиаEthernetаиасниженияарасходов,асвязанныхасаподобнымиаоперациями.аПереключение портов статическое связывание портов с различными сегментами Ethernet - сильно отличается от описанной ниже коммутации Ethernet.

1.2 Атрибуты коммутаторов Ethernet

 

Коммутаторы Ethernet подобно  мостам и маршрутизаторам способны сегментировать сети Ethernet. Как и  многопортовые мосты коммутаторы  передают пакеты между портами на основе адреса получателя, включенного в каждый пакет. реализация коммутаторов обычно отличается от мостов в частиавозможностиаорганизацииаодновременныхасоединенийамеждуалюбымиапарамиапортоваустройстваааэтоазначительноарасширяетасуммарнуюапропускнуюаспособностьасети.аБолееатого,амостыавасоответствииасоастандартом IEEE 802.1d должны получить пакет целиком до того, как он будет передан адресату, а коммутаторы могут начать передачу пакета, не приняв его полностью.

 

1.3 Виртуальные соединения

 

Коммутатор Ethernet поддерживает внутреннюю таблицу, связывающую порты  с адресами подключенных к ним  устройств (таблица 1). Этуатаблицуаадминистраторасетиаможетасоздатьасамостоятельноаилиазадатьаееаавтоматическоеасозданиеасредствамиакоммутатора.а

 

 

 

Таблица 1-Внутренняя таблица адресов¹

MAC-адрес	Номер порта
A	1
B	2
C	3
D	4

 

Используяатаблицуаадресоваиасодержащийсяавапакетеаадресаполучателя,акоммутатораорганизуетавиртуальноеасоединениеапортааотправителяасапортомаполучателяаиапередаетапакетачерезаэтоасоединение. На рисунке 4 узел А посылает пакет узлу D. Найдя адрес получателя в своей внутренней таблице, коммутатор передает пакет в порт 4.

Рисунок 4.- Узел А посылает пакет узлу D

 

Виртуальноеасоединениеамеждуапортамиакоммутатораасохраняетсяаватечениеапередачиаодногоапакета,ат.е.адляакаждогоапакетаавиртуальноеасоединениеаорганизуетсяазановоанааосновеасодержащегосяаваэтомапакетеаадресааполучателя.а

Поскольку пакет передается только в тот порт, к которому подключен адресат, остальные пользователи (в нашем примере - B и C) не получат  этот пакет. Таким образом, коммутаторы  обеспечивают средства безопасности, недоступные для стандартных  повторителей Ethernet.

Одновременные соединения

ВакоммутаторахаEthernetапередачааданныхамеждуалюбымиапарамиапортовапроисходитанезависимоаи,аследовательно,адляакаждогоавиртуальногоасоединенияавыделяетсяавсяаполосааканала. Например, коммутатор 10 Mbps на рисунке 5 обеспечивает одновременную передачу пакета из A в D и из порта B в порт C с полосой 10 Mbps для каждого соединения.

 

Рисунок 5.- Одновременную передачу пакета из A в D и из порта B в порт C

 

Поскольку для каждого  соединения предоставляется полоса Mbps, суммарная пропускная способность  коммутатора в приведенном примере  составляет 20 Mbps. Если данные передаются между большим числом пар портов, интегральная полоса соответственно расширяется. Например, 24 портовый коммутатор Ethernet может обеспечивать интегральную пропускную способность до 120 Mbps при одновременной организации 12 соединений с полосой 10 Mbps для каждого из них. теоретически, интегральная полоса коммутатора растет пропорционально числу портов. Однако,авареальностиаскоростьапересылкиапакетов,аизмереннаяаваMbps,аменьшеачемасуммарнаяаполосаапарапортовазаасчетатаканазываемойавнутреннейаблокировки.аДляакоммутаторовавысокогоаклассааблокировкаавесьмаанезначительноаснижаетаинтегральнуюаполосуаустройства.а