Локальные сети на основе коммутаторов
концентратора ES/1
Создание вырожденной магистрали (Collapsed Backbone)
Вырожденная магистраль внутри коммутатора применяется в крупных корпоративных сетях. Несколько крупных сегментов локальной сети подключаются к
портам концентратора, шина которого в этом случае выполняет роль основной магистрали с пропускной способностью в сотни Мб/с. Такой подход позволяет увеличить
пропускную способность сети в несколько раз по сравнению с традиционным использованием мостов на каждом сегменте сети. При этом существенно повышаются
возможности централизованного управления всеми элементами корпоративной сети.
Выделенный канал Ethernet (Dedicated Ethernet)
Эта схема подключения устройств к портам коммутируемых концентраторов применяется чаще всего для создания высокоскоростной магистрали (с
гарантированной пропускной способностью 10 Мб/с) между концентратором и сервером локальной сети (обычно файловым сервером или сервером баз данных).
Модульные концентраторы позволяют организовать при необходимости подключение сервера по высокоскоростному каналу FDDI или Fast Ethernet.
Транслирующая коммутация
Коммутация в ES/1 основана на синхронной протокольно-независимой технологии (Synchronous
Protocol Independent technology), которая поддерживает основные технологии локальных сетей, позволяя осуществлять трансляцию между кадрами различных
форматов. Поэтому коммутатор ES/1 может использоваться для соединения сетей различных типов - Ethernet, Token Ring, FDDI, причем трансляция происходит со
скоростью коммутации и не создает перегрузок трафика при межсетевых передачах.
Образование виртуальных групп
По умолчанию коммутатор работает в режиме моста, изучая трафик, проходящий через его порты и строя таблицу адресов сегментов. С помощью программного
обеспечения EliteView администратор может в удобной графической форме определить состав виртуальных рабочих групп, куда будут входить либо локальные
сегменты, если к порту ES/1 подключен концентратор или сегмент Ethernet на коаксиальном кабеле, либо отдельные рабочие станции, если они подключены к
порту индивидуально выделенным каналом. Виртуальные рабочие группы могут включать различные порты как одного, так и нескольких коммутаторов ES/1.
Виртуальные сети
Наряду с образованием виртуальных изолированных рабочих групп, защищающих данные и локализующих трафик, очень полезным свойством коммутатора является
возможность объединения этих групп в интерсеть с помощью внутренней маршрутизации пакетов между виртуальными сегментами, которые объявляются
виртуальными сетями (IP или IPX). При этом передача пакетов между портами, принадлежащими одной сети, происходит быстро на основании коммутации пакетов, в
то же время пакеты, предназначенные другой сети, маршрутизируются. Таким образом, обеспечивается взаимодействие между виртуальными рабочими группами, и
в то же время выполняются все функции по защите сетей друг от друга, обеспечиваемые маршрутизаторами.
Коммутаторы
локальных сетей компании 3Com
Компания 3Com занимает прочные позиции на рынке коммутаторов, выпуская широкий спектр этих устройств для всех областей применения.
Сектор коммутаторов для настольных применений и рабочих групп представляют коммутаторы семейства Link Switch. Коммутаторы для сетей отделов и
магистральные коммутаторы представлены семейством LANplex. Для сетей АТМ компания выпускает коммутаторы семейства CELLplex.
Технология коммутация неэффективна без опоры на специализированные БИС -ASIC, которые оптимизированы для быстрого выполнения специальных операций.
Компания 3Сom строит свои коммутаторы на нескольких ASIC, разработанных для коммутации определенных протоколов.
ASIC ISE (Intelligent Switching Engine)
предназначена для выполнения операций коммутации Ethernet и FDDI, а также
поддержки функций маршрутизации и управления. Используется в коммутаторах
LANplex 2500, LANplex 6000 и LinkSwitch 2200.
ASIC TRSE (Token Ring Switching Engine)
выполняет коммутацию сетей Token Ring. Используется в коммутаторах
LinkSwitch 2000 TR и LANplex 6000.
ASIC BRASICA выполняет коммутацию
Ethernet/Fast Ethernet. Поддерживает технологию виртуальных сетей и
спецификацию RMON. Используется в коммутаторах LinkSwitch 1000 и
LinkSwitch 3000.
ASIC ZipChip поддерживает коммутацию
ATM, а также преобразование кадров Ethernet в ячейки АТМ. используется в
коммутаторах CELLplex 7000 и LinkSwitch 2700.
В следующей таблице приведены основные параметры коммутаторов семейства LinkSwitch.
|
Модель
|
LS 500
|
LS 1000
|
LS 1200LS 2200 LS 2700 LS 3000
|
Высокоско-
ростной порт
|
Нет
|
100Base-T
|
FDDIFDDI ATM 100Base-T
|
|
Общая производительность
|
50 Мб/с
|
220 Мб/с
|
60 Мб/с130 Мб/с 120 Мб/с 310 Мб/с
|
|
Цена
|
$5100
|
$5850
|
$8220$11750 $10800 $12800
|
|
Цена за порт
|
$510
|
$244
|
$1370$735 $900 $2560
|
|
Кол. портов
|
10
|
24+1(2)
|
6 + 116 + 1 12 + 1 5
|
Количество
MAC-адресов
|
8000
|
500
|
10168000 8200 4000
|
Метод
продвижения
|
CT
|
CT, S&F
|
S&FS&F CT, S&F S&F
|
Примечания: СT - режим "на лету" (cut-through); S&F - с буферизацией (store-and-forward).
Коммутатор LANplex 6012 представляет собой старшую модель коммутатора локальных сетей, предназначенную для работы на уровне магистрали корпоративной
сети.
Структурная схема коммутатора LANplex 6012 приведена на рисунке 7.2.
Структура коммутатора до сих пор выдает ориентацию его ранних версий на коммутацию FDDI/Ethernet. До появления модулей, выходящих на высокоскоростную
протокольно-независимую шину HSI, коммутатор использовал шины FDDI для межмодульного обмена.
Основные характеристики коммутатора LANplex 6012:
Устройство управления (отдельный модуль)
поддерживает SNMP, RMON и FDDI SMT;
Виртуальные сети создаются на основе:
группирования портов;
группирования МАС-адресов.
Поддерживается IP и IPX маршрутизация
(RIP):
несколько подсетей на один порт;
несколько портов на одну подсеть.
IP- фрагментация;
ASIC+RISC процессоры;
Наличие функции Roving Analysis Port
позволяет наблюдать за трафиком любого порта коммутатора;
Поддержка алгоритма Spanning Tree;
Фильтрация широковещательного шторма.
Рис. 7.2. Коммутатор LANplex 6012
Примеры
АТМ-коммутаторов для локальных сетей
Коммутаторы CELLplex компании 3Com
Коммутатор CELLplex 7000 представляет собой модульное устройство на основе шасси, осуществляющее коммутацию до 16 портов ATM (4 модуля по 4 порта).
Он предназначен для образования высокоскоростной ATM-магистрали сети путем соединения с другими ATM-коммутаторами или же для подключения высокоскоростных
ATM-узлов к стянутой в точку магистрали сети на основе центра данных, имеющего порт ATM.
Коммутационный центр обеспечивает обмен данными по схеме 16(16, используя неблокирующую технологию коммутации "на лету" с общей пропускной
способностью 2.56 Гб/с и поддерживая до 4096 виртуальных каналов на порт.
Пассивная внутренняя шина коммутатора обеспечивает передачу данных со скоростью
до 20.48 Гб/с, обеспечивая переход в будущем на интерфейсные модули с большим количеством портов или с более скоростными портами.
Полностью избыточное шасси со сдвоенным источником питания, продублированным коммутационным центром и модульное построение делают коммутатор CELLplex 7000
отказоустойчивым устройством, подходящим для построения магистрали сети и удовлетворяющим требованиям наиболее важных приложений.
Имеются два типа интерфейсных модулей:
модуль с 4 портами OC-3c 155 Мб/с для
многомодового оптоволоконного кабеля, предназначенный для локальных
связей;
модуль с 4 портами DS-3 45 Мб/с - для
глобальных связей.
Коммутатор поддерживает основные спецификации технологии ATM: установление коммутируемых виртуальных каналов (SVC) по спецификациям UNI 3.0 и 3.1,
поддержку постоянных виртуальных каналов (PVC) с помощью системы управления, Interim Interswitch Signaling Protocol (IISP), эмуляцию локальных сетей (LAN
emulation), управление перегрузками (congestion management).
Управление коммутатором реализовано для стандартов: SNMP, ILMI, MIB 2, ATM MIB, SONET MIB. Используется система управления Transcend.
Коммутатор CELLplex 7200 совмещает функции ATM-коммутатора и Ethernet-комму-
татора, одновременно позволяя ликвидировать узкие места на магистрали сети и в сетях отделов.
CELLplex 7200 обеспечивает полноскоростные Ethernet-каналы для разделяемых сегментов локальных сетей, серверов и отдельных рабочих станций, требующих
повышенного быстродействия. Кроме этого, коммутатор может быть сконфигурирован с портами ATM для соединения с коммутаторами рабочих групп, ATM-серверами и
рабочими станциями, а также для подключения к ATM-магистрали сети.
Коммутационный ATM-центр (8(8) совмещен с процессором Ethernet/ATM коммутации на микросхеме ZipChip. ZipChip преобразует пакеты данных Ethernet в
стандартные ячейки ATM, а затем коммутирует их со скоростью до 780000 ячеек в секунду.
В отличие от модели CELLplex 7000 модель CELLplex 7200 имеет не два, а четыре типа интерфейсных модулей:
модуль с двумя портами ATM OC-3c;
модуль с двумя портами DS-3;
модуль с 12 портами Ethernet и одним
портом ATM OC-3c;
модуль с 12 портами Ethernet и одним
портом ATM DS-3.
Остальные характеристики коммутаторов CELLplex 7200 и CELLplex 7000 практически совпадают.
Коммутаторы технологии ATM LattisCell и EtherCell компании Bay Networks
Семейство продуктов, разработанных компанией Bay Networks для технологии ATM, состоит из коммутаторов LattisCell (только ATM-коммутация), коммутатора
EtherCell (коммутация Ethernet-ATM), программного обеспечения ATM Connection Management System и программного обеспечения ATM Network Management
Application.
Поставляется несколько моделей коммутаторов ATM, каждый из которых обеспечивает определенное сочетание физических уровней, сред передачи и
возможностей резервирования источников питания.
Коммутатор EtherCell предназначен для устранения "узких мест" в рабочих группах локальных сетей, использующих традиционную разделяемую среду
передачи данных технологии Ethernet. С помощью этого коммутатора можно разгрузить линии связи с серверами и маршрутизаторами. Модель 10328 EtherCell имеет
12 портов 10Base-T и прямой доступ к сети ATM. Порты Ethernet могут предоставлять выделенную полосу пропускания 10 Мб/с за счет их коммутации.
Программное обеспечение ATM Connection Management System (CMS) размещается на рабочей станции SunSPARCStation, выполняя функции координации и
управления соединениями коммутатора. CMS автоматически изучает сетевую топологию и устанавливает виртуальные ATM-соединения между взаимодействующими
станциями.
Программное обеспечение ATM Network Management Application, работая совместно с CMS, обеспечивает управление сетью ATM на центральной станции
управления.
Модель ATM коммутатора LattisCell 10114A разработана для использования в сетях кампусов (расстояние между коммутаторами до 2 км) и
представляет собой устройство, выполненное в виде автономного корпуса с фиксированным количеством портов, число которых равно 16. Для каждого порта
обеспечивается пропускная способность в 155 Мб/с по многомодовому оптоволоконному кабелю. Функции физического уровня реализованы в соответствии
со стандартами SONET/SDH 155 Мб/с, а также UNI 3.0
Архитектура FastMatrix обеспечивает общую внутреннюю скорость передачи данных 5 Гб/с, позволяющую производить коммутацию всех портов без блокировок.
Поддерживаются функции широковещательной (broadcast) и многовещательной (multicast) передачи.
Запрос на установление соединения может быть выполнен для различных уровней качества сервиса (Quality of Service, QoS):
QoS 1 - используется для сервиса CBR
(постоянная битовая скорость);
QoS 2 - используется для сервиса VBR RT
(переменная битовая скорость приложений реального времени);
QoS 3/4 - используется для сервиса VBR,
предназначенного для передачи данных локальных сетей по процедурам с
установлением соединений и без установления соединений;
QoS 0 - используется для сервиса UBR.
Управление устройством осуществляется также с помощью программной системы CMS, для которой необходимы: SunSPARCStation 2 или выше, Sun OS 4.1.3 или выше
для невыделенного Ethernet-соединения или Solaris 2.4 для прямого ATM-соединения.
Другие модели коммутаторов LattisCell (10114R, 10114A-SM, 10114R-SM, 10114R-SM, 10114-DS3, 10114-E3, 10115A, 10115R) различаются наличием резервного
источника питания, а также типом портов (общее количество портов в любой модели составляет 16). Кроме многомодовых портов, коммутаторы могут иметь одномодовые
оптоволоконные порты (для сетей кампусов с расстоянием до 25 км), а также порты для коаксиального кабеля с интерфесами DS-3 (45 Мб/с) и E3 (34 Мб/с) для
подключения к глобальным сетям через линии T3/E3.
Модели коммутатора EtherCell (10328-F и 10328-SM) обеспечивают коммутацию Ethernet-Ethernet и Ethernet-ATM. Эти модели имеют 12 портов
10Base-T RJ-45 и один порт прямого доступа к ATM со скоростью 10 Мб/с. Порты 10Base-T могут использоваться для предоставления полной скорости 10 Мб/с
выделенной линии для высокоскоростных серверов или же для разделения ее между сегментом станций рабочей группы.
Модель EtherCell 10328-F поддерживает многомодовый оптоволоконный кабель для связи с сетью ATM на расстоянии до 2 км.
Модель EtherCell 10328-SM поддерживает одномодовый оптоволоконный кабель для связи с сетью ATM на расстоянии до 20 км.
Коммутаторы поддерживают стандарт LAN emulation, определяющий взаимодействие локальных сетей с сетями ATM на уровне протоколов канального уровня. Кроме
этого, поддерживаются спецификации UNI, MIB-II, EtherCell-MIB и стандартный формат MIB компании Bay Networks.
Через ATM-порт коммутаторы EtherCell могут соединяться с портом SONET/SDH коммутатора LattisCell.
Коммутаторы EtherCell включают программу-агент HSA (Host Signaling Agent), которая является агентом-посредником для Ethernet-хостов.
Коммутаторы EtherCell поддерживают образование виртуальных групп, распределенных по ATM-магистрали сети, образованной коммутаторами LattisCell.
Коммутатор LightStream 1010 компании Cisco
Коммутатор LightStream 1010 является ATM коммутатором для образования магистралей сетей отделов