In diesem Marktsegment sind die am weitesten verbreiteten Geräte diejenigen, die eine von drei Haupttechnologien implementieren.
Routing-Schalter. Der LAN-Routing-Switch sucht mithilfe standardmäßiger Layer-3-Routing-Algorithmen nach der Paketübertragungsroute und berücksichtigt dabei Protokolle und Netzwerktopologie. Nachdem eine Routenentscheidung getroffen wurde, kommen Layer-2-Hardwareschnittstellen zum Senden und Empfangen von Paketen ins Spiel.
Durchflussschalter. Es ist üblich, dass solche Geräte kontinuierliche Datenflüsse zwischen zwei Knoten in unterschiedlichen Segmenten erkennen. Beispiele für solche Streams sind abgespielte Mediendateien, WEB-Seiten mit großen Mengen an Grafiken und der Dateiaustausch mit Dateiservern. Sobald der Fluss von der Layer-3-Software identifiziert wird, wird durch die Layer-2-Hardware eine dauerhafte Verbindung zwischen den Knoten hergestellt.
Router wechseln. Ein Pionier auf diesem Gebiet war das Unternehmen CISCO, das vorschlug, Adressinformationen in Form einer Kennung fester Länge – einem Tag – in das Paket aufzunehmen. Router, die Teil eines LAN sind, arbeiten entweder im Tag-Router-Modus und senden Informationen außerhalb des Netzwerksegments oder im Tag-Switch-Modus und treffen eine Entscheidung über die Übertragung von Informationen innerhalb des Segments basierend auf dem Tag. Somit kann der Router je nach Adress-Tag als agieren LAN-Switch.
Ein LAN-Switch wird verwendet, um die Kommunikation direkt innerhalb eines bestimmten lokalen Netzwerks einer bestimmten Organisation bereitzustellen. Manchmal werden Hubs anstelle von Switches verwendet, sofern das LAN klein und die Bandbreite gering ist oder das Budget begrenzt ist.
Im Vergleich zu einem Hub ist ein LAN-Switch teurer, dafür aber effizienter und damit rentabler. Bei der Auswahl eines Schalters müssen Sie bestimmte Faktoren berücksichtigen, zum Beispiel:
- Möglichkeit einer nachträglichen Erweiterung. Daher sind modulare Geräte teilweise mit Erweiterungssteckplätzen ausgestattet, die die Möglichkeit bieten, neue Module hinzuzufügen.
- Typ, Geschwindigkeit und Anzahl der Ports und Schnittstellen.
- Steuersystem. Abhängig vom ausgewählten Switch verfügt dieser möglicherweise über ein Verwaltungssystem oder nicht. Der Vorteil eines verwalteten Switches besteht darin, dass der Administrator Ports aktivieren oder deaktivieren und die Verbindung eines Computers oder eines anderen Geräts zulassen oder verweigern kann.
- Preis. Dieser Faktor unterstreicht den direkten Zusammenhang zwischen Preispolitik und Geräteeigenschaften: Der LAN-Switch kostet mehr, hat eine bessere Leistung und verfügt zudem über eine ganze Reihe von Funktionen.
GENNADY KARPOV
Das sollte jeder wissen
oder Vier Grundprinzipien
Auswahl eines LAN-Switches
Wenn Sie planen, ein neues lokales Netzwerk (LAN) zu installieren oder ein altes zu aktualisieren, müssen Sie sich für die Netzwerktechnologie entscheiden, den Backbone-Typ des zukünftigen Netzwerks auswählen, das Prinzip des Aufbaus des Server-Subsystems vorstellen und auswählen der Hersteller der Netzwerkausrüstung.
Auswahl der Art der Netzwerktechnologie
Noch vor 5-6 Jahren war dieses Thema sehr akut und konnte für die Person, die zu diesem Thema entscheidet, zum Schicksal werden. Es gab konkurrierende Lösungen: Ethernet, 100VG-AnyLAN, Token Ring, FDDI, ATM. In Zeitschriften haben Befürworter verschiedener Technologien „Speere gebrochen“ und damit die Vorteile bestimmter Lösungen bewiesen. Heute hat das Leben alles an seinen Platz gebracht: Als wichtigste Netzwerktechnologie im LAN bleibt nur noch Ethernet. 100VG-AnyLAN gibt es nicht mehr, Token Ring wird überall außer Betrieb genommen. FDDI und ATM innerhalb eines LAN werden als Spezialwerkzeuge eingesetzt und sind keine typischen Netzwerktechnologien. Bei der Auswahl einer Netzwerktechnologie stellt sich nun eine andere Frage: Welche Implementierung von Ethernet-Geräten soll gewählt werden: basierend auf Hubs oder Switches oder noch „subtiler“: Verwendung herkömmlicher Switches oder verbindungsorientierter Switches. Trotz der eingeschränkten Auswahl an Netzwerktechnologien werden jedoch auch die Fähigkeiten von 100VG-AnyLAN und Token Ring weiter analysiert. Sie müssen Ihre Geschichte kennen, denn sie wiederholt sich immer.
Um das Problem langer Verzögerungen zu lösen Computernetzwerk Normalerweise reicht es aus, Switches anstelle von Hubs zu installieren und an jeden Port des Hubs einen Computer anzuschließen. Gleichzeitig müssen keine Änderungen an den Arbeitsplätzen vorgenommen werden und die Änderungen an der Netzwerkinfrastruktur sind minimal. Sie müssen nur bedenken, dass die Leistung heute sogar einer Einwahl entspricht Ethernet-Verbindungen 10Base-T oder Token Ring (16 Mbit/s) reicht für viele Anwendungen nicht aus und ist den Fähigkeiten von 100-Megabit-Kanälen, die in FDDI-, 100BaseT-, 100VG-AnyLAN- und ATM-Netzwerken verfügbar sind, um ein Vielfaches unterlegen.
Der Übergang zu schnelleren Technologien erfordert die Einbindung in das Netzwerk mehrÄnderungen als die Installation eines Schalters. In diesem Fall müssen Sie nicht nur den Hub austauschen, sondern auch neue Adapter und Treiber dafür in jedem Computer installieren. Es ist möglich, Anschlüsse, Kabel und topologische Einschränkungen auszutauschen, und dies führt zu der Notwendigkeit, erneut zu arbeiten. Verlegen Sie das Kabel, installieren Sie Zwischenwandler (Konverter) und eine ganze Reihe ähnlicher Probleme.
Sie können die LAN-Modernisierung schrittweise angehen und den Prozess der Aufrüstung der Workstations über einen längeren Zeitraum verteilen. Dazu müssen Sie die Ethernet 10/100Base-TX-Technologie verwenden. In diesem Fall werden Workgroup-Switches und Server zunächst an die Hochgeschwindigkeitsautobahnen angeschlossen, um den Hauptverkehr, d. h. Geräte, die eine hohe Geschwindigkeit, geringe Latenz oder große Informationsmengen übertragen müssen. Die Übergabe der Arbeitsplätze an Hochgeschwindigkeitskanäle erfolgt nach Bedarf.
Es ist sehr praktisch, Zwei-Gang-Adapter zu verwenden, weil... Der automatische Geschwindigkeitserkennungsmodus ermöglicht die Verwendung solcher Adapter sowohl in alten als auch in neuen Teilen des Netzwerks, bietet ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis und vereinfacht die Netzwerkkonfiguration und -unterstützung. Der Preisunterschied zwischen Hochgeschwindigkeits- (100Base-TX) und Universaladaptern (10/100) ist unbedeutend (normalerweise gibt es ihn einfach nicht) und bei Switches übersteigt er selten 10 %, was unter Berücksichtigung der Einstellungskosten der Fall ist Der Aufbau und die Unterstützung des Netzwerks führen zu erheblichen Einsparungen.
Fazit Nr. 1
Derzeit ist es unangemessen, ein LAN mit langsamen Technologien zu erstellen und diese dann auf Hochgeschwindigkeitstechnologien zu übertragen. Im Allgemeinen fällt ein solches Projekt fast doppelt so teuer aus. Es ist viel sinnvoller, Geräte zu verwenden, die die Verwendung von Kanälen mit unterschiedlichen Kapazitäten innerhalb desselben Chassis ermöglichen.
Auswahl eines Netzwerk-Backbones
Die Notwendigkeit, die Kapazität von Fernkanälen zu erhöhen, hängt hauptsächlich mit zwei deutlich erkennbaren Trends in der Architektur lokaler Kanäle zusammen Computernetzwerke: schnelles Wachstum der Produktivität von Arbeitsplätzen und Zentralisierung von Daten bis hin zur Schaffung spezialisierter Räumlichkeiten – Serverräume oder -zentren.
Die Steigerung der Produktivität von Computergeräten (hauptsächlich Festplattensubsysteme und nicht die Taktfrequenz der CPU eines Personalcomputers) am Arbeitsplatz führt dazu, dass der Kanal für die Eingabe von Informationen in einen Computer oder Server zu einem Engpass wird Netzwerkkomplex. Dies ist einfach das Ergebnis der Unvermeidlichkeit des technologischen Fortschritts und es ist sinnlos, diesen Trend zu bekämpfen.
Die Entfernung lokaler Server aus Arbeitsgruppen und die Datenzentralisierung ist ein technologischer Aspekt des Problems, der sich auf die Wahl des Netzwerk-Backbone-Typs auswirkt. Die Zentralisierung von Daten reduziert die Verwaltungs- und Supportkosten erheblich und erhöht die Zuverlässigkeit des Netzwerks insgesamt, führt aber gleichzeitig zu einem Anstieg des Datenverkehrs zwischen Arbeitsgruppen.
Die am weitesten entwickelten Technologien zum Aufbau von Trunk-Kanälen sind FDDI und ATM. Schließlich wurden sie speziell für diesen Bereich des Netzwerkmarktes entwickelt. Fast Ethernet und Gigabit Ethernet wurden in der Vergangenheit für diese Zwecke verwendet, aber 100VG-AnyLAN ist dafür überhaupt nicht geeignet. Vor dem Aufkommen kostengünstiger Router mit 10/100Base-TX-Ports war Ethernet für den Aufbau geografisch verteilter Backbones schlecht geeignet, heute ist es jedoch eine in der Praxis weit verbreitete Lösung. Aus Leistungsgründen ist die Verwendung von Gigabit-Ethernet oder ATM am empfehlenswertesten, aus Gründen der Zuverlässigkeit ist FDDI am besten geeignet. Alle diese Technologien sind jedoch nicht billig, insbesondere ihre Implementierung auf einem optischen Singlemode-Kabel. Darüber hinaus ist es beim Entwurf eines LAN im Gebäudemaßstab sehr oft möglich, ein Backbone auf dem Backbone eines zentralen modularen Switches zu organisieren Bauen Sie ein Kollaps-Rückgrat auf. In diesem Fall ist die Leistung des Backbones höher und zuverlässiger als Optionen, die entweder auf Gigabit-Ethernet- oder ATM-Technologien sowie FDDI basieren.
Das Verständnis der Hauptvorteile einer bestimmten Netzwerktechnologie und ihres Zwecks in der Computernetzwerkbranche ermöglicht es, die richtige Lösung auszuwählen. Zur Erleichterung der Wahrnehmung eine Zusammenfassung der wichtigsten Netzwerktechnologien siehe Tabelle 1.
Schlussfolgerung Nr. 2
Sofern die Bedingungen dies zulassen, empfiehlt es sich, eine eingestürzte Autobahn als schnellste und zuverlässigste Möglichkeit für den Bau von Fernverbindungen zu nutzen.
Tabelle 1. Vergleich von Hochgeschwindigkeitstechnologien
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Technologie |
Vorteile |
Mängel |
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100Base-T-Gigabit-Ethernet |
Effektiv für die Verbindung von Servern. Effektiv für die Verbindung von Arbeitsplätzen. Bekannte Protokolle. Umfangreiche Unterstützung durch die Hersteller. |
Reduzierte Leistung bei einer großen Anzahl von Geräten, mit ständigem „Pumpen“ großer Informationsmengen von Servern zu Workstations und zurück, Bei starker Auslastung des Netzwerks ist eine sorgfältige Auswahl eines Geräteherstellers erforderlich. |
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100VG-AnyLAN |
Gut geeignet für kritische zu Antragsverzögerungen. Verwendet Kabel der Kategorie 3 (4 Paare). |
Schlechte Auswahl an Geräten. Eingeschränkte Diagnostik. Kleine Anzahl von Herstellern. |
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FDDI |
Bekannt und weit verbreitet. Verfügbarkeit der Ausrüstung. Effektive Organisation von Autobahnen. Einzigartige Fehlertoleranz. Effiziente Verbindung von Servergruppen. Umfangreiche Unterstützung durch die Hersteller. |
Hoher Preis. Die Technologie entwickelt sich praktisch nicht weiter, was Sie über seine Aussichten wundern lässt. |
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Skalierbarkeit. Unterstützt verschiedene Arten von Datenverkehr (Sprache, Daten usw.). |
Hohe Preise. Die Notwendigkeit, Fachkräfte auszubilden Handbuch. Schwierigkeiten beim Einrichten. |
So erstellen Sie ein produktives Serversubsystem
Im Vergleich zu Workstations benötigen Server in der Regel eine leistungsfähigere Netzwerkschnittstelle, da sie darauf ausgelegt sind, eine große Anzahl von Netzwerkbenutzern gleichzeitig zu bedienen. Reicht die Serverleistung nicht aus, kann das Netzwerk nicht ordnungsgemäß funktionieren. Wenn die Leistung des Servers die Kapazitäten des Netzwerks übersteigt, ist der Server zeitweise im Leerlauf. In diesem Fall können ihm weitere Funktionen zugewiesen werden.
In jüngster Zeit ist ein deutlich rasanter Anstieg der Anzahl von Netzwerkservern als spezifische Netzwerksoftwareprodukte im Vergleich zu den Hardwareplattformen für ihre Implementierung zu verzeichnen. Dazu gehören ein traditioneller Dateidienst, Drucken, Arbeiten mit Datenbanken usw E-Mail und Sicherheitssoftwaresysteme usw. usw. Infolgedessen übersteigt der Anstieg der Leistungsanforderungen an Kommunikationskanäle, die Server bedienen, häufig die Kommunikationsfähigkeiten des Netzwerks.
Fazit Nr. 3
Es empfiehlt sich, die Anzahl der Server im Netzwerk zu erhöhen. Es ist nicht praktikabel, bestimmte Softwareprodukte auf einem Server zu installieren. Server müssen über die schnellsten Technologien mit dem Hub verbunden sein. Server-Festplattensubsysteme müssen die produktivsten im Netzwerk sein. Auf Lautstärke Arbeitsspeicher Für Server erfolgt keine Speicherung.
Auto-Sensing-Schalter
Eines der Hauptprobleme bei der Aufrüstung eines LANs ist die Einfachheit und Zuverlässigkeit der Kombination der eingeführten Hochgeschwindigkeits-Switches mit den bisher verwendeten Low-Speed-Switches. Es ist wichtig zu verstehen, dass der Kunde beim Wechsel eine deutliche Leistungssteigerung seines Netzwerks erwartet Hochgeschwindigkeitstechnologien unmittelbar nach dem Austausch des Root-Switches.
Bei der Auswahl eines Switches orientieren sie sich jedoch in der Regel hauptsächlich an finanziellen Überlegungen und berücksichtigen aus irgendeinem Grund nicht die Besonderheiten von Netzwerken mit zwei Geschwindigkeiten: Das Vorhandensein von Paketen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in Kommunikationskanälen erfordert deren Pufferung in Switches . Infolgedessen spielt der Switch-Speicher eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Funktionsfähigkeit des Netzwerks. Und das sogar in unbelasteten Netzwerken. Für ein effizientes und zuverlässiges nicht blockierendes Switching muss die Puffergröße groß genug sein.
Switches des 10Base-T-Standards, die mit einem 100-Megabit-Uplink ausgestattet sind, bieten nicht die erforderliche Pufferung beim Anschluss von Ports mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Sie ermöglichen nur die Verbindung von LAN-Segmenten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Es ist sehr schwierig, auf Basis solcher Schalter ein leistungsausgewogenes System aufzubauen. Diese Funktion von Switches muss auch beim Entwurf eines Hochgeschwindigkeitsnetzwerks von Grund auf beachtet werden, denn Auch in diesem Fall ist es sehr oft notwendig, langsame Geräte der 10Base-T-Druckserverklasse zu verwenden.
Wie stark sich das Volumen des Pufferspeichers auf die Leistung des verwendeten Switches und damit auf die Leistung des LAN auswirkt, lässt sich aus der folgenden Tabelle 2 entnehmen, die die beliebtesten Switches Ende der 1990er-Jahre – Anfang 2000 (bzw der Vergleich erfolgt für Schalter der gleichen Klasse).
Tabelle 2. Vergleichende Bewertung Leistung von Mittelklasse-Switches (Klasse Arbeitsgruppe)
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Cabletron |
3Com |
Bay Networks |
Cisco |
Intel |
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|
10/100 Base-TX-Ports |
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Durchschnittliche Pufferung/Port |
512 KB |
128 KB |
128 KB |
170 KB |
171 KB |
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Bandbreite wechseln |
4,2 Gbit/s |
Unbekannt |
1,2 Gbit/s |
3,2 Gbit/s |
6,3 Gbit/s |
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Weiterleitungsrate |
3,6 Mpps |
1,47 Mpps |
1,6 Mpps |
3,0 Mpps |
Unbekannt |
Fazit Nr. 4
Wenn wir reden über Es geht nicht um ein einfaches Büronetzwerk, es ist notwendig, Switches zu verwenden, deren Design die Möglichkeit beinhaltet, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu arbeiten, sowie über große Mengen an RAM für die Organisation interner Puffer zu verfügen.
Und schließlich etwas, das fast jeder immer vergisst
Wenn bereits alles durchdacht, bestellt und in Betrieb genommen ist, stellt sich oft heraus, dass der Kunde mit der Netzwerkleistung nicht zufrieden ist. Dies geschieht normalerweise in zwei Arten von Netzwerken:
- Ein Netzwerk aus mehreren Maschinen, die an einem Switch montiert sind.
- Ein großes verzweigtes Netzwerk mit einem zentralen Server-Subsystem, montiert auf einem Switch.
Im ersten Fall umfasst das Netzwerk normalerweise einen Server. In dieser Situation bringt der Austausch eines Hubs durch einen Switch tatsächlich praktisch keinen Gewinn an Netzwerkleistung, da alle Clients immer noch mit einer Verbindung verbunden sind – einem Netzwerkkarten-Port am Server, der in diesem Fall als „ Engpass" In einer solchen Topologie gibt es keine Trennung der Informationsflüsse. Wenn in solchen Netzwerken kein Datenverkehr zwischen Computern stattfindet, wie in einem regulären Peer-to-Peer-Netzwerk, ist der Einsatz eines Switches aus technischer Sicht nicht gerechtfertigt.
Im zweiten Fall beobachtet der Kunde oft eine ganz andere Situation: Der zentrale Switch kann den Informationsfluss offensichtlich nicht bewältigen, weil vor der Modernisierung (normalerweise in diesem Fall). lokale Server waren über Arbeitsgruppen verteilt) liefen Anwendungen auf Client-Rechnern schneller. Der Grund dafür ist der Schaltungsaufbau des Schalters. Normalerweise verfügt ein Arbeitsgruppenschalter über einen CPU. In diesem Fall ist es möglich, jeweils nur 2 Ports miteinander zu verbinden; wenn die Anzahl der Prozessoren 2 beträgt, dann 2 oder 4 Ports usw. Nun, im Limit (für einen 24-Port-Switch) Wenn die Anzahl der Prozessoren 24 beträgt, kann der Switch gleichzeitig eine 12-zu-12-Verbindung unterstützen. Leider sind Informationen über die Anzahl der Zentraleinheiten in bestimmten Switch-Implementierungen nur sehr schwer zu finden. Es ist unmöglich, ihre Anzahl anhand von Merkmalen wie der Switch-Bandbreite oder der Buskapazität genau zu berechnen, aber im Prinzip ist eine Schätzung möglich. Andererseits hat diese Aufgabe praktisch nichts damit zu tun bestimmte Modelle bestimmte Hersteller. Jeder Hersteller positioniert seine Geräte für ein bestimmtes Segment des LAN-Marktes. Die Anzahl der Prozessoren und das Volumen des Puffers sind jene Merkmale, die genau die taktischen und technischen Daten der von ihm hergestellten Ausrüstung bestimmen, das Segment des potenziellen Marktes, das er (der Hersteller) beanspruchen kann.
Wichtigste Schlussfolgerung
Vertrauen Sie die Modernisierung Ihres Netzwerks Profis an oder scheuen Sie keine Kosten für die Ausbildung Ihrer eigenen Spezialisten, damit diese besser experimentieren können Labor arbeit im Schulungszentrum, nicht mit Ihrem Geld.
Das Thema dieser Rezension sind Geräte, die für den Aufbau von LANs großer Organisationen konzipiert sind. Wir werden vor allem über neue Produkte auf diesem Markt sprechen. Zunächst wurden Switches in LANs eingesetzt, um deren Leistung zu verbessern, da sie im Vergleich zu Hubs und „Coax“, wie es in der Fachwelt bekannt ist (10Base2), eine bessere Leistung erbrachten. Im Laufe der Zeit wurden jedoch immer häufiger Switches eingesetzt komplexe Aufgaben. Das Motto moderner LANs lautet, wo immer möglich Switching zu nutzen; Routing - nur bei Bedarf. Zeit der Server mit vielen Netzwerkkarten Denn Routing zwischen Netzwerksegmenten gehört endgültig der Vergangenheit an. Klassische Switches arbeiten auf der zweiten (Link-)Ebene des OSI-Modells. Sie lösen die folgenden Hauptaufgaben: Pufferung des eingehenden Datenverkehrs, Erstellung einer Tabelle mit physischen (MAC-)Adressen der an ihre Ports angeschlossenen Stationen, Ausgabe von Frames an Ports gemäß der MAC-Adresstabelle
Solche Switches weisen eine hohe Leistung auf, da sie keine IP-Pakete verarbeiten, sondern lediglich Ethernet-Frames von einem Port zum anderen weiterleiten. Sie sind in der Lage, Daten mit der Geschwindigkeit der physischen Schnittstelle (Kabelgeschwindigkeit) zu übertragen. Wird dieser Modus auf allen Ports gleichzeitig unterstützt, spricht man von einem Non-Blocking-Gerät, da es bei maximaler Auslastung keine Frames verliert. Dieser Eigenschaft sollte besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, da nicht jedes Gerät, selbst bei Modellen bekannter Marken, über solche Fähigkeiten verfügt und der Verkehr im Netzwerk tendenziell stetig zunimmt.
Allerdings sind nicht blockierende Switches nicht in der Lage, das Netzwerk von Engpässen zu befreien, die durch die Anwesenheit von Routern im LAN verursacht werden (mit Ausnahme von WAN-Zugangsgeräten). Herkömmliche Software-Router analysieren jedes eingehende IP-Datenpaket, ermitteln dann das Ziel des Pakets und leiten es über einen bestimmten Pfad weiter. Das Problem besteht darin, dass solche Router nur wenige Hunderttausend Pakete pro Sekunde verarbeiten können und moderne LANs auf Basis von Fast/Gigabit-Ethernet eine deutlich höhere Leistung erfordern.
Layer-3-Switches oder Routing-Switches (manchmal auch Switch-Router oder sogar IP-Switches genannt) führen sowohl Switching- als auch Routing-Funktionen aus. Sie agieren auf der dritten, Netzwerkschicht des OSI-Modells, auf der insbesondere IP-Adressen und Pakete ermittelt werden. Solche Schalter werden auf Basis spezieller integrierter Schaltkreise und „Schaltmatrizen“ erstellt. Darüber hinaus nutzen sie Hochgeschwindigkeits-RISC-Prozessoren und andere Elemente, um hohe Routing-Geschwindigkeiten zu erreichen.
Layer-3-Switches können Router, die LAN-Segmente verbinden, erfolgreich ersetzen. So erhöht der Cajun P550-Switch laut Avaya im Vergleich zu herkömmlichen Routern die Geschwindigkeit des Datenaustauschs zwischen LAN-Segmenten um das 10- bis 100-fache.
Daher bieten Layer-3-Switches in der Regel eine (im Vergleich zu herkömmlichen Routern) hohe Routing-Geschwindigkeit für die IP/IPX-Protokolle, geringe Latenzzeiten und ermöglichen auch die Organisation virtueller lokaler Netzwerke (VLANs). Die folgenden Routing-Protokolle werden unterstützt: RIP, RIPv2, OSPF (einige Hersteller bieten sogar Unterstützung für BGP – Border Gateway Protocol) sowie Multicast-Protokolle – IGMP (Internet Group Management Protocol), PIM (Protocol Independent Multicast) und DVMRP (Distance). Vector Multicast Routing Protocol).
Ein weiterer Vorteil von Layer-3-Switches ist die Möglichkeit, eine garantierte Servicequalität (QoS) bereitzustellen verschiedene Arten Verkehr (bei der Umschaltung auf Level 2 ist diese Funktion nicht implementiert).
Die fortschrittlichsten Layer-3-Switches ermöglichen die gleichzeitige Filterung des Datenverkehrs für die Layer 2, 3, 4 und noch höher und garantieren so die Bereitstellung kritischer Daten. 
Durch die Verwendung von Layer-4-Funktionen können Sie den Datenverkehr verwalten. Die Zweckmäßigkeit, die auf der vierten Ebene implementierten Funktionen mit den Switching- und Routing-Funktionen (Ebenen 2 und 3) zu kombinieren, ergibt sich aus der Tatsache, dass unter dem Gesichtspunkt der Vermeidung von Überlastungen im Netzwerk die Fähigkeit des Systems zur Analyse von Informationen erforderlich ist vom Transport und höheren Ebenen können nützlich sein. Eine solche Analyse ermöglicht die Unterscheidung zwischen Verkehr von übergeordneten Protokollen: HTTP, FTP, SMTP. Die Klassifizierung des Datenverkehrs nach Anwendung und/oder Benutzer erfordert den Übergang zu noch höheren Ebenen. Solche Switches können beispielsweise Streaming-Audio- oder Videoverkehr (mp3/MPEG4) blockieren, um die rechtzeitige Zustellung geschäftskritischer Anwendungspakete sicherzustellen.
Einen besonderen Platz unter den Switches der oberen Ebene nehmen Geräte mit Unterstützung für Gigabit-Ethernet-Ports ein, deren Schaffung nur dank eines technologischen Durchbruchs bei der Entwicklung spezialisierter Mikroprozessoren möglich wurde.
Führende Switch-Hersteller wie 3Com, Cisco Systems, Riverstone Networks (gegründet nach der Teilung von Cabletron Systems), Hewlett-Packard, IBM und Nortel Networks folgten einem evolutionären Weg und fügten Gigabit-Ethernet-Ports und Switching-Module der dritten und dritten Generation hinzu 4. Schichten in Switches der Stufe 2. Gleichzeitig erschienen neue Unternehmen auf dem Markt und begannen sofort mit der Produktion von Gigabit-Ethernet-Switches der Stufen 3-4, die in unserem Land jedoch noch wenig bekannt sind.
Gigabit-Ethernet-Layer-3-Switches sind für den Einsatz als Backbone-Switches für Unternehmen sowie für die Verbindung von Serverfarmen (Gruppen von Servern, die sich im selben Raum befinden und zur Ausführung gemeinsamer Anwendungen miteinander verbunden sind) konzipiert.
Als Nächstes schauen wir uns 48-Port-Fast-Ethernet-Switches an, die eine Reihe von Layer-3- und Layer-4-Funktionen unterstützen (Tabelle 1). Interessant ist, dass bei Geräten dieser Klasse Level-3-Funktionen (aus Wirtschaftlichkeitsgründen) praktisch nicht vorgesehen sind. Tatsächlich ist in einem 100-Mbit/s-Segment mit 48 Knoten im Allgemeinen kein Routing erforderlich, aber Layer-4-Funktionen können die erforderliche Dienstqualität für kritischen Anwendungsverkehr bereitstellen.
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Die Produkte dieses Unternehmens, das kürzlich eine schwierige Phase in seiner Geschichte erlebte, nehmen unserer Meinung nach aufgrund der relativ niedrigen Kosten der Geräte heute eine starke Position im besprochenen Sektor des ukrainischen Marktes ein. 
Ende letzten Jahres stellte 3Com eine Reihe neuer SuperStack 3 Switches der 4300/4400-Serie vor, die die 3300-Serie ersetzten. Der Hauptvorteil der neuen Linie ist die Leistung. Die Switches der 4300/4400-Serie sind völlig blockierungsfrei, was man vom 3300 nicht behaupten kann – ihre Leistung wurde vom Hersteller nie umfassend beworben.
Eine sehr interessante Lösung aus der neuen Linie sind die stapelbaren 4400-Switches mit Schaltfunktionen auf Level 2 und 4. Die 24-Port-Version ist in der Lage, bis zu 6,6 Millionen Bilder pro Sekunde zu verarbeiten, und die 48-Port-Version ist in der Lage, bis zu 10 Millionen Bilder zu verarbeiten. Alle Modifikationen verfügen über ein kompaktes 1U-Hochgehäuse und sind mit zwei Steckplätzen für den Einbau von Erweiterungsmodulen ausgestattet 1000Base-T/SX/LX und 100Base-FX und fehlertolerantes Modul zum Stapeln. Ein Stack kann bis zu 192 Fast-Ethernet-Ports aufnehmen.
Jeder dieser Switches bietet die Möglichkeit, Ports zu bündeln, um eine einzige Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsverbindung mit einem anderen Switch oder Server herzustellen. Unterstützt virtuelle lokale Netzwerke auf Basis des IEEE 802.1Q-Standards und redundante Verbindungen auf Basis des „schnellen“ Spanning Tree-Protokolls (IEEE 802.1w) sowie die Möglichkeit, zusätzliche redundante Netzteile zu installieren.
Betrachten wir die Fähigkeiten des Geräts zum Umschalten auf der 4. Ebene. Die rechtzeitige Bereitstellung kritischen Datenverkehrs wird durch die Unterstützung der Advanced Class of Service-Technologie, das Vorhandensein von vier Warteschlangen pro Port, die Unterstützung der Priorisierung auf Verbindungsebene (802.1p) und die Möglichkeit der Paketklassifizierung auf mehreren Ebenen sichergestellt.
Mit der 3Com Network Supervisor-Software können Sie SuperStack 3 Switch 4400-Switches so konfigurieren, dass sie kritischen Datenverkehr wie E-Mail oder SAP-Softwaredaten in Ihrem Unternehmens-LAN automatisch erkennen und priorisieren. Andererseits können Sie unerwünschten Datenverkehr blockieren, beispielsweise das Streamen von Audio.
Es gibt ein Überwachungs- und Kontrollsystem für SNMP-basiert oder Webschnittstelle, integrierte RMON-Tools sowie proprietäre 3Com Transcend Network Supervisor-Software. 
Die Routing-Switches der Rapier-Reihe von Allied Telesyn passen gut in diese Gerätekategorie.
Am interessantesten ist unserer Meinung nach das Modell Rapier 48i. Dieser Switch verfügt über 48 Fast-Ethernet-Ports mit automatischer Geschwindigkeitserkennung sowie zwei Steckplätze für Gigabit-Erweiterungsmodule. Der Switch verfügt über einen vollständigen Satz Gigabit-Schnittstellen: 1000Base-SX für Multimode-Glasfaser, 1000Base-LX für Singlemode und ein 1000Base-T-Kupfermodul.
Der Switch verfügt über einen integrierten 200-MHz-RISC-Prozessor und 2 MB Pufferspeicher. Alle Layer-2- und Layer-3-Switching-Funktionen werden auf dem ASIC ausgeführt, was eine hohe Leistung auf diesen Ebenen ermöglicht – 10 Millionen Bilder pro Sekunde mit einer Switch-Bus-Bandbreite von 19,2 Gbit/s.
Einfache Berechnungen zeigen, dass der Switch völlig blockierungsfrei ist: Die maximale Leistung für 100-Mbit/s-Ports beträgt 148.800 fps und für Gigabit-Ports 1.488.000 fps. Das Gerät unterstützt 8192 MAC-Adressen und 2048 IP-Adressen.
Der Switch bietet eine breite Palette von Tools, um die erforderliche Servicequalität sicherzustellen und den Durchsatz zu optimieren: 802.1p-Verkehrspriorisierung (vier Warteschlangen pro Port), 802.3x-Flusskontrolle, Multicast-Verkehrsfilterung (IGMP- und PIM-DM/SM-Protokolle). Unterstützt werden bis zu 255 virtuelle LANs (wichtig für große Netzwerke) auf Basis des 802.1Q-Standards sowie Verbindungsreservierung auf Basis des Spanning Tree-Protokolls (802.1D).
Zu den weiteren Funktionen gehört die Bereitstellung von QoS auf höheren Ebenen: Verarbeitung von IP-TOS-Feldern, Unterstützung von RSVP (Resource Reservation Protocol), Analyse von TCP-Headern usw. Unterstützt werden die Routing-Protokolle RIP, OSPFv2, BGP4 (optional), VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) und DVMRP, das die Bereitstellung von Multimedia-Verkehr optimiert. Als Zusatzfunktionen Es stehen IPX- und Apple-Talk-Protokoll-Routing-Funktionen sowie eine Firewall (!) zur Verfügung.
Besonderheit Dieser Switch verfügt über umfangreiche Verwaltungsfunktionen: Unterstützung für RMON, Verwaltung über die Konsole, Telnet, SNMP sowie über die Webschnittstelle. Für Sicherheit Fernbedienung SSH v-Server wird bereitgestellt. 2.0 (SSH – Secure Shall) und RADIUS-basierte Authentifizierung. Der Durchsatz der Eingangsports variiert von 64 Kbit/s bis zur physischen Portgeschwindigkeit, Gigabit-Ausgangsports – von 1 Mbit/s.
Wir weisen auch auf die Möglichkeit hin, Ports (802.3ad) zu kombinieren, um Hochgeschwindigkeits-Kommunikationskanäle mit Servern oder dem Backbone zu schaffen, sowie die Port-Spiegelungsfunktion: Der Datenverkehr von einem Port kann auf einen anderen umgeleitet werden, was im Hinblick auf die Überwachung des Datenverkehrs sehr praktisch ist Anbindung verschiedener Netzwerkanalysatoren.
Wie immer ist die proprietäre LED-Portstatusanzeige hervorragend. Erwähnenswert ist die Möglichkeit der Installation einer externen Notstromversorgung sowie einer internen bei -48 V. 
Die neu eingeführte Cisco Catalyst 2950-Familie intelligenter Ethernet-Switches umfasst All-in-One-Geräte, die in einem fehlertoleranten Stack installiert werden können. Jeder von ihnen verfügt über 24-48 Fast-Ethernet-Ports und zwei Steckplätze für Gigabit-Ethernet-Module. Die maximale Leistung dieser Geräte beträgt 10 Millionen Bilder pro Sekunde.
Die Switches sind in der Lage, intelligente Funktionen auszuführen, wie z. B. erweiterte Unterstützung für Dienstqualität, Verkehrsklassifizierung (basierend auf den folgenden Kriterien: MAC/IP/TCP/UDP-Adresse oder Port, IP-TOS-Feld, 802.1p-Tags), Rate- Begrenzung, Filterung und Verwaltung des Multicast-Verkehrs (IGMP).
Cisco empfiehlt die Verwendung des Catalyst 2950 in Kombination mit den Switches der Catalyst 3550-Serie, um eine hocheffiziente Weiterleitung des IP-Verkehrs in mittelgroßen Netzwerken durchzuführen. Cisco Catalyst 3550 Layer 3 Ethernet Switches sind stapelbare Geräte für Unternehmensnetzwerke mit 24 bis 48 Fast Ethernet-Ports und zwei Gigabit-Ethernet-Modulsteckplätze oder nur 10 Gigabit-Ethernet-Ports und zwei Modulsteckplätze.
Catalyst 3550 mit 48 Fast-Ethernet-Ports verarbeitet bis zu 10,1 Mfps; Version mit 12 Gi-Gabit-Ethernet-Ports – 17 Millionen Bilder/s. Diese Switches bieten, ähnlich wie der Cata-lyst 2950, erweiterte Unterstützung für Servicequalität, Funktionen zur Ratenbegrenzung, Unterstützung für Cisco RADIUS- und 802.1x-Netzwerkzugriffskontrolllösungen, Multicast-Verkehrsmanagement (IGMP) und Hochleistungsrouting des IP-Verkehrs (Protokolle RIPv1, RIPv2, OSPF, IGRP, (Interior Gateway Routing Protocol) EIGRP, PIM-SM/DM, DVMRP).
Mit der Cisco Catalyst 3550-Software Enhanced Multilayer Image (EMI) können Sie Hardware-Unicast- und Multicast-IP-Routing, Inter-VLAN-Routing, nachverfolgbare Zugriffskontrolllisten (RACLs) und Hot-Swap-Routing (HSRP) im Unternehmensnetzwerk organisieren – Hot Standby Router-Protokoll). Cisco Catalyst mit Gigabit-Ethernet-Ports wird mit vorinstalliertem EMI geliefert. Konfigurationen ohne Gigabit-Ethernet können mit oder ohne vorinstalliertem EMI geliefert werden (nachträgliche Installation dieser Software ist möglich). 
Fortschrittlich Software Die in die Cisco Catalyst 2950- und 3550-Serien integrierte Cisco Cluster Management Suite (CMS) umfasst eine Reihe von Konfigurationsassistenten, die die Implementierung von Verbundanwendungen und Netzwerkdiensten einfach machen.
Enterasys ist in diesem Test durch das kürzlich veröffentlichte Gerät der Vertical Horizon VH-2402-L3-Serie vertreten. Dies ist ein 24-Port-10/100-Mbit/s-Switch mit zwei Erweiterungsmodulen; Der L3-Index gibt die Fähigkeiten des Third-Level-Switching an.
Der Switch basiert auf einem Toshiba TX3927-Prozessor, verfügt über einen 16-MB-Puffer und eine MAC-Adresstabelle mit 8.000 Einträgen. Die interne Busleistung beträgt 9 Gbit/s, was einer Gesamtleistung von 6,6 Millionen 64-Byte-Frames/s entspricht. Somit handelt es sich um einen völlig blockierungsfreien Schalter.
Das Gerät verfügt über 24 10/100 Mbit/s-Ports mit automatischer Geschwindigkeitserkennung (100Base-TX oder 10Base-T) sowie Duplex-Modus. Alle Ports unterstützen IEEE 802.3x-Flusskontrolle und 802.1p-Verkehrspriorisierung, für die eine vierstufige Warteschlange organisiert ist.
Gigabit-Ethernet-Ports sind als optionale Module erhältlich, die in einem freien Steckplatz auf der Vorderseite des Switches installiert werden können. Es gibt optische 1000Base-LX/SX/T-Ports. Bis zu vier 100-Mbit/s- oder zwei Gigabit-Ports können zu einem leistungsstarken Duplex-Trunk für Switch-zu-Switch- oder Server-zu-Switch-Verbindungen kombiniert werden. Der Switch unterstützt IEEE 802.1Q VLAN.
IP-Verkehrsrouting über RIP-1/RIP-2-Protokolle wird ebenso unterstützt wie IGMP-Multicast-Verkehrsfilterung. 
Die ProCurve-Reihe von Hewlett-Packard wurde kürzlich um eine neue Serie modularer Schalter erweitert, den 4100gl. Schauen wir uns das interessanteste Gerät dieser Serie an – den modularen 48-Port-Switch 4148gl 10/100 Mbit/s.
Der Switch verfügt über zwei freie Steckplätze für die Installation zusätzlicher 24-Port-10/100-Mbit/s-Module, 1000Base-LX/SX/T-Module oder eines Stacking-Moduls sowie 100Base-FX-Module. Die Busbandbreite beträgt 18 Gbit/s, was eine Verarbeitung von bis zu 35 Millionen 64-Byte-Frames pro Sekunde ermöglicht. Das „Herz“ der Switch ist ein Motorola PowerPC-Prozessor mit Taktfrequenz 200 MHz. Die Pufferspeicherkapazität beträgt 16 MB für Gigabit-Module und 512 KB für 10/100-Module, die Größe der MAC-Adresstabelle beträgt 8.000 Einträge.
Um die Übertragung von Multicast-Broadcast-Verkehr (z. B. Video) einzuschränken, wird das Multicast-Protokoll – IGMPv2 – verwendet.
Der Schalter unterstützt verschiedene Arten VLAN – basierend auf Ports, MAC-Adressen sowie 802.1Q; Darüber hinaus wird die Authentifizierung von Benutzern, die über das RADIUS-Protokoll (IEEE 802.1x-Standard) an den Switch-Ports angeschlossen sind, unterstützt. Durch die Kombination von Ports nach dem 802.3ad-Standard und Cisco Fast EtherChannel können Sie den Durchsatz von Trunk-Kommunikationsleitungen erhöhen. Zur Reservierung von Netzwerkverbindungen wird der neu standardisierte Spanning-Tree-Algorithmus mit schneller Konvergenz – IEEE 802.1w – verwendet. Die Priorisierung des Datenverkehrs wird auf Verbindungsebene unterstützt – basierend auf dem 802.1p-Standard. Es ist möglich, Frameflüsse im Duplexmodus gemäß dem 802.3x-Standard zu steuern.
Bereitgestellt verschiedene Wege Switch-Management: über SNMP, Webinterface, Konsole. Darüber hinaus wird die Überwachung unterstützt: vier Gruppen RMON, SMON (Switch Monitoring) und CDP (Cisco Discovery Protocol). Für die Fernverwaltung wird eine sichere Verbindung über SSH unterstützt.
Eine hohe Verfügbarkeit des Switches wird durch redundante Netzteile und die Möglichkeit zu Hot-Swap-fähigen Modulen gewährleistet. Besonders hervorzuheben ist die angekündigte Unterstützung des neuen iSCSI-Protokolls für SAN-Netzwerke sowie die vom Hersteller versprochenen IP-Routing-Funktionen zwischen VLANs, die im nächsten Switch-Software-Update erscheinen sollen.
Im April dieses Jahres stellte Nortel Networks vor Neue Serien Modulare stapelbare BayStack 470-Switches, die den einst sehr beliebten, aber moralisch bereits veralteten BayStack 450 ersetzten. 
Der modulare Switch BayStack 470-48T verfügt über 48 10/100-Mbit/s-Ports mit automatischer Erkennung der Geschwindigkeit angeschlossener Geräte, zwei Steckplätze für die Installation von Gigabit-Schnittstellenmodulen (GBIC) und im Gegensatz zur 450-Serie über ein integriertes Stacking-Modul. Sie können bis zu 8 Geräte stapeln und erhalten so bis zu 384 Fast-Ethernet-Ports.
Das Gerät kann bis zu 3,2 Millionen 64-Byte-Ethernet-Frames pro Sekunde verarbeiten; Dies ist praktisch das einzige Modell in unserem Test, das bis zu 16.000 MAC-Adressen unterstützt.
Ein großartiges Merkmal der BayStack 470-Switches ist die Art und Weise, wie sie gestapelt werden. Jedes Stack-Modul verfügt über zwei Schnittstellen, von denen eine mit dem nächsten Gerät im Stack und die andere mit dem vorherigen verbunden ist. Auch die oberen und unteren Switches im Stack sind mit freien Ports verbunden, so dass eine Art Ring entsteht (Abb. 1). Mit dieser Lösung können Sie die Funktionalität des Stacks auch dann sicherstellen, wenn einer der Switches komplett ausfällt.
Der Switch bietet umfangreiche Möglichkeiten zur Konfiguration virtueller LANs. Basierend auf Ports oder MAC-Adressen können bis zu 256 VLANs erstellt werden, auch der 802.1Q-Standard wird unterstützt. Durch die Unterstützung von Quality of Service (QoS) und Multicast-Filterung (IGMP) können Sprache, Video und Daten in ein einziges Netzwerk integriert werden.
Werfen wir einen genaueren Blick auf die in BayStack 470 implementierten Quality of Service-Mechanismen. Der Switch kann Erthernet-Frames gemäß verschiedenen Serviceklassen markieren, abhängig von den folgenden Parametern: dem Wert des TOS-Felds des IP-Pakets; Quell-/Ziel-IP-Adresse oder Subnetz; Protokolltyp (TCP/UDP/IGMP); TCP/UDP-Adresswert; Ethernet-Frame-Typ (IP/IPX); VLAN-Nummer. Die Zuordnung zwischen dem ToS-Feldwert eines IP-Pakets und der Bezeichnung eines 802.1p-Ethernet-Frames erfolgt in Hardware, die auf benutzerdefinierten Mikroprozessoren (ASICs) basiert.
QoS-Regeln werden bequem festgelegt GUI, wodurch dieser Vorgang im Vergleich zur Verwendung des Modus erheblich vereinfacht werden kann Befehlszeile. Sie können die Intensität des eingehenden Datenverkehrs je nach QoS-Typ begrenzen; Die Trunk-Ports unterstützen die Bandbreitenverwaltungsfunktion – Traffic Shaping.
Die Entwickler dieses Modells legten besonderen Wert auf Zuverlässigkeit und Sicherheit und ergriffen zu diesem Zweck eine Reihe konstruktiver Maßnahmen. Jedes Gerät in einem Stack speichert alle Informationen über die Gesamtkonfiguration des Stacks, sodass der Stack auch dann betriebsbereit bleibt, wenn eine der Komponenten ausfällt. 
Mit der MultiLink Trunking-Technologie können Sie Switches untereinander oder einen Server mit einem Stack über mehrere physische Leitungen verbinden, die aus Sicht der logischen Struktur des Netzwerks eine Verbindung darstellen. Für das Spanning Tree-Protokoll handelt es sich hierbei ebenfalls um eine logische Verbindung. Wenn also die physische Leitung innerhalb der Verbindung unterbrochen wird, findet keine Neukonfiguration des Netzwerks statt. Somit ermöglicht Ihnen Multi-Link Trunking die Organisation hochzuverlässiger Verbindungen zwischen Switches und Servern mit geringer Wiederherstellungszeit (weniger als eine Sekunde). Um eine MultiLink Trunking-Verbindung zu organisieren, können Ports verschiedener Switches verwendet werden, die in einem Stack installiert sind. Selbst wenn einer der Stack-Switches ausfällt, ist der Betrieb daher kritisch Netzwerkanwendungen Wird nicht gebrochen sein.
Um Verbindungen zu reservieren und die Last im LAN zu verteilen, werden mehrere Kopien des Spanning Tree-Protokolls (bis zu 8) unterstützt. Darüber hinaus können Sie im Switch ein redundantes Netzteil mit automatischer Umschaltung einbauen.
Der Switch unterstützt die Benutzerauthentifizierung über das RADIUS-Protokoll (802.1x-Standard) sowie die neueste, dritte Version des SNMP-Protokolls, die ein hohes Maß an Sicherheit bietet.
Bay-Stack 470-Switches werden mithilfe der von Nortel Networks entwickelten Optivity-Plattform verwaltet. Das SNMP-Protokoll dient der Verwaltung und die Überwachung und Analyse des Netzwerkverkehrs erfolgt durch die Unterstützung des RMON-Protokolls (4 Gruppen an jedem Port: Alarme, Ereignisse, Verlauf und Statistiken). Das Gerät implementiert ein webbasiertes Management, das es dem Netzwerkadministrator ermöglicht, über einen Internetbrowser Informationen vom Switch abzurufen.
Zu den unbestrittenen Vorteilen des Geräts gehört das Vorhandensein optischer 1000Base-XD/ZX-Module, die eine Kommunikationsreichweite von bis zu 40 bzw. 80 km ermöglichen. Aber das Fehlen von 1000Base-T-Modulen ist ein Minus; Hoffen wir, dass sie in naher Zukunft erscheinen.
Wo aufhören?
Prüfen Sie beim Kauf eines Layer 3-4-Switches zunächst, ob das von Ihnen gewählte Produkt die unten aufgeführten Anforderungen oder zumindest die meisten davon erfüllt.
Der Schalter muss mindestens über einen „Gentleman-Satz“ an Funktionen verfügen, der bei Geräten dieser Klasse Standard ist: Automatische Erkennung der Portgeschwindigkeiten, 802.3x-Flusskontrolle, 802.1p-Verkehrspriorisierung, 802.1Q-Virtual-LAN-Unterstützung.
Wenn viele dieser Möglichkeiten fehlen, gibt es nur eine Ausrede – sehr niedriger Preis.
Wählen Sie Switches, die die von Ihnen benötigte Leistung bieten. Ein moderner Switch sollte mindestens mehrere Gigabit-Ethernet-Ports unterstützen. Finden Sie heraus, ob der Schalter vorhanden ist nicht blockierend
bei Volllast auf allen Ports.
IP-Switching und Routing sind nicht die einzigen Funktionen, die Layer-3-Switches ausführen. Neueste Modelle unterstützen möglicherweise auch Novell IPX- und AppleTalk-Protokolle.
Was Layer-4-Fähigkeiten betrifft, muss der Switch diese mindestens unterstützen IP-TOS-Feldanalyse,
Dies ermöglicht die Bereitstellung der sogenannten erweiterten Dienstqualität im LAN. Protokollunterstützung IGMP, PIM und DVMPR
wird den Broadcast-Verkehr im Netzwerk bei der Übertragung von Multimediadaten, wie z. B. Streaming-Videos, erheblich reduzieren.
Spanning Tree-Protokoll (IEEE 802.1D)
verhindert das Auftreten zyklischer Routen im Netzwerk und ermöglicht den Aufbau redundanter Netzwerkverbindungen. Die neuesten Switch-Modelle unterstützen die fortschrittliche Spanning-Tree-Technologie mit viel schnelleren Konvergenzzeiten – 802.1w.
Durch die Kombination mehrerer (in der Regel bis zu 4) Ports (802.3ad, Fast EtherChannel, Gigabit EtherChannel) entstehen leistungsstarke Backbone-Kanäle, die es Ihnen ermöglichen, Verbindungen mit einem Durchsatz von mehr als 1 Gbit/s zu organisieren. Eine weitere Anwendung dieser Technologie ist die Redundanz von Backbone-Verbindungen und Serververbindungen zu einem LAN. In diesem Fall werden die über den ausgefallenen Kanal übertragenen Daten automatisch auf andere Verbindungskanäle umgeleitet.
Ein wichtiger Faktor zur Gewährleistung der Netzwerkzuverlässigkeit ist die Möglichkeit der Installation einer Notstromquelle. Es ist in Switches von Nortel Networks, 3Com und anderen verfügbar.
Der Switch muss über eine breite Palette an Gigabit-Ethernet-Schnittstellen (1000Base-SX/LX/T) für die Verbindung mit Backbone-Switches und Servern verfügen. 1000Base-SX-Schnittstellen sind für die Verwendung mit Multimode-Glasfaserkabeln konzipiert; die maximale Kommunikationsreichweite beträgt nicht mehr als 800 m, für ein LAN, das nicht über das Gebäude hinausreicht, ist dies jedoch ausreichend.
Wenn Sie mehrere voneinander entfernte Objekte verbinden müssen, beispielsweise geografisch getrennte Gebäude, müssen Sie Singlemode-Glasfaser- und 1000Base-LX-Schnittstellen verwenden. Es ist zu beachten, dass dies nicht die Grenze ist: Eine Reihe von Herstellern wie Cisco und Nortel produzieren Module für optische Singlemode-Kabel mit einer Kommunikationsreichweite von bis zu 100 km.
Für die Verbindung von Servern und Switches, die sich in einer Entfernung von bis zu 100 m befinden, ist es am rentabelsten, 1000Base-T-Schnittstellen zu verwenden, die derzeit in Switches fast aller Hersteller verfügbar sind.
Was die Verwaltung betrifft, unterstützen die meisten Geräte dieser Klasse SNMP, eine Webschnittstelle und einen RMON-Probe. Beispielsweise unterstützt BayStack 450 von Nortel Networks vier RMON-Gruppen an jedem Port.
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Sie sollten auch auf die Menge und Art der auf dem Frontpanel angezeigten Informationen achten. Eine gute Anzeige von Fehlern und Portstatus hilft Ihnen bei der Bewältigung einer Vielzahl von Problemen.
Abhängig von der erwarteten Größe des Netzwerks müssen Sie den Typ der Switches auswählen – einzeln oder gestapelt. Gestapelte Geräte bieten mehr Möglichkeiten zur Netzwerkerweiterung. Die Anzahl der Ports in einem Stapel kann bis zu 100 betragen, wodurch Sie den Kauf eines Gigabit-Switches zur Kombination von LAN-Segmenten um einige Zeit verschieben können. Beachten Sie, dass fast alle im Testbericht besprochenen Geräte Stacking bieten.
Aufgrund der langen Lebensdauer von Schaltern sollten Sie solche kaufen, die eine maximale Garantiezeit haben.
Wir haben uns erlaubt, die Schalter anhand der oben genannten Kriterien zu bewerten. Mit dem Kriterium „Design“ meinten wir die Möglichkeit des Stapelns, die Installation redundanter Netzteile, „Kupfer“-Ports und deren Redundanz, die Möglichkeit der Redundanz des Stapels selbst usw. Wir haben die Geräte auf einer fünfstufigen Skala bewertet (Tabelle 2).
Unter den Switches, die Layer-2- und Layer-4-Funktionen unterstützen, belegte der 3Com SuperStack 3 4400c den ersten Platz. Seinen großen Vorsprung gegenüber seinen Mitbewerbern sicherte er sich durch den niedrigen Preis pro Port, der fast doppelt so niedrig ist wie der der anderen Teilnehmer. An zweiter Stelle steht Cisco Catalyst 2950, an dritter Stelle BayStack 470-48T. Wenn das Hauptkriterium nicht der Preis ist, sondern Funktionalität, dann ist der Catalyst 2950 die Wahl unserer Redaktion in dieser Kategorie.
Unter den Routing-Switches verteilten sich die Plätze wie folgt: Den ersten Platz teilten sich der Cisco Catalyst 3550 und der Allied Telesyn Rapier 48i mit einem sehr geringen Unterschied in den erhaltenen Punkten, den zweiten Platz belegte der HP ProCurve Switch 4100gl. und den dritten Ehrenplatz belegte der Enterasys VH-2402-L3-Switch.
Ein paar Worte sollten über das Unternehmen Allied Telesyn gesagt werden: Früher sah es aus wie eine Art bescheidener Mittelbauer, der kostengünstige, bewährte Lösungen herstellte. Jetzt hat das Unternehmen ein Produkt vorgestellt, das dem (leider genauso teuren) Cisco Catalyst 3550 fast in nichts nachsteht.
Zusammenfassend stellen wir fest, dass der Preis pro Port von Layer-2-4-Routing-Switches jetzt 95-110 US-Dollar beträgt. Dies ist etwa das Dreifache der Kosten eines typischen Layer-2-Switch-Ports. Doch noch vor wenigen Jahren schienen solche Zahlen schlicht unerreichbar zu sein, so dass der Einsatz solcher Geräte in Unternehmens-LANs heute als völlig gerechtfertigt angesehen werden kann.
Repeater – eine Interaktionseinheit, die dazu dient, elektrische Signale zu regenerieren, die zwischen zwei LAN-Segmenten übertragen werden. Repeater werden eingesetzt, wenn die Implementierung eines LAN auf einem Kabelsegment (Segment, Monokanal) aufgrund von Entfernungs- oder Knotenanzahlbeschränkungen nicht zulässig ist, sofern benachbarte Segmente die gleiche Zugriffsmethode und die gleichen Protokolle verwenden. Verkehr in Segmenten, die durch einen Repeater verbunden sind, kommt häufig vor. Der Repeater kann Multiport sein. Ein an einem der Ports empfangenes Signal wird an allen anderen Ports wiederholt.
Konzentratoren, auch Hubs genannt, dienen dazu, viele Knoten zu einem Netzwerk zu verbinden. Hubs verfügen in der Regel über mehrere Ports zum Anschluss von Computern und einen AUI-Port (Attachment Unit Intreface) für die Kommunikation mit anderen Hubs oder mit dem Backbone. Hubs schaffen ein gemeinsames Datenübertragungsmedium ohne Trennung des Datenverkehrs. Wie Repeater stellen sie die Form und Leistung elektrischer Signale wieder her, die in einem gemeinsamen Datenübertragungsmedium verteilt werden. Hubs sind also Hubs in 10Base-T oder Token Ring. Im Gegensatz zu einem Repeater handelt es sich bei einem Hub um ein Multiport-Gerät (es ist jedoch zu beachten, dass die Begriffe Repeater und Hub häufig synonym betrachtet werden).
Zusätzliche Funktionen von Konzentratoren können das Deaktivieren fehlerhaft funktionierender Knoten, die Übermittlung von Daten über den Zustand des entsprechenden Netzwerkabschnitts an den SNMP-Verwaltungsprotokollmanager usw. sein.
Netzwerkkarten und Hubs sind für jeden LAN-Typ spezifisch.
In letzter Zeit werden Konzentratoren nur noch selten verwendet; stattdessen sind Switches weit verbreitet – Geräte, die auf der EMVOS-Datenverbindungsebene arbeiten und die Netzwerkleistung erhöhen, indem sie jedes angeschlossene Gerät logisch in ein separates Segment – eine Kollisionsdomäne – trennen.
Über Bridges und Switches werden einzelne LAN-Segmente miteinander verbunden.
Eine Bridge ist ein Interaktionsblock zwischen verschiedenen Subnetzen, der im Gegensatz zu Repeatern und Hubs den Datenverkehr trennt. Verkehrstrennung bedeutet, dass, wenn sich Absender und Empfänger einer bestimmten Nachricht im selben der miteinander verbundenen Subnetze befinden, diese Nachricht nicht an das andere Subnetz weitergeleitet werden darf.
Bridges haben zwei oder mehr Ports. Jeder Port kann ein Eingang oder ein Ausgang sein. Die Paketübertragung wird mithilfe der Routing-Tabelle der Bridge gesteuert, in der die Zeilen die entsprechenden Werte der Host-MAC-Adresse und der Bridge-Portnummer enthalten. Wenn ein Paket an einem Port ankommt und die Adresse laut Tabelle zum selben Port gehört, bleibt das Paket in diesem LAN, andernfalls wird es an den Port gesendet, der laut Tabelle gefunden wird. Die Tabelle wird zunächst mit den Paketquelladressen ausgefüllt – in die Zeile werden die Absenderadresse und die Eingabeportnummer eingetragen. Tabellen können ihren Inhalt im Laufe der Zeit ändern. Werden einige Adressen nach längerer Zeit nicht mehr aktiviert, werden die Zeilen mit solchen Adressen gelöscht, deren Wiederherstellung bzw. die Eingabe neuer Adressen erfolgt nach dem Erstbefüllungsverfahren.
Die Bridge kann eine Multiport-Brücke sein, und normalerweise sind die Ports über einen Bus verbunden.
Abhängig von den ausgeführten Funktionen werden verschiedene Arten von Brücken unterschieden.
Die sogenannte transparente Bridge verbindet Subnetze gleichen Typs (mit gleichen Kanalprotokollen).
Broadcasting Bridges verbinden Netzwerke mit unterschiedlichen Kanalprotokollen durch Konvertieren von Paketen (die Paketgrößen müssen jedoch für beide Netzwerke akzeptabel sein).
Eine Kapselungsbrücke unterscheidet sich von einer transparenten Brücke dadurch, dass die Übertragung über ein Zwischennetzwerk erfolgt, das über andere Kanalprotokolle verfügen kann (z. B. Weiterleitung eines Pakets zwischen Ethernet-Subnetzen über das FDDI-Kernnetzwerk). Das Zwischennetzwerk betreibt Broadcasting, alle empfangenden Subnetze öffnen die gekapselten Pakete.
Mithilfe von Bridges ist eine Paketfilterung möglich. Beispielsweise kann ein Administrator einen Schutz gegen Pakete von bestimmten Adressen einrichten oder den Zugriff auf bestimmte Ressourcen verweigern.
Die Nachteile von Bridge-Verbindungen sind ihre relativ geringe Leistung und die Notwendigkeit, zyklische Verbindungen zu vermeiden, was in komplexen Netzwerken nicht immer einfach umzusetzen ist.
Switches sind im Gegensatz zu Bridges dafür konzipiert, viele Knoten oder Subnetze zu einem Netzwerk zu verbinden und viele Verbindungen gleichzeitig herzustellen. Switches werden auch verwendet, um mehrere LANs zu einem territorialen Netzwerk zu verbinden. Ein Switch kann mehrere LANs desselben Typs oder unterschiedlicher Typen kombinieren. Switches arbeiten wie Bridges mit MAC-Adressen und lokalisieren einen erheblichen Teil des Datenverkehrs innerhalb der verbundenen Subnetze.
Möglich spontanes Umschalten(End-to-End-Switching – Cut-Trough), wenn die Paketübertragung unmittelbar nach der Entschlüsselung des Headers beginnt, und mit vollständige Quittung Paket ( Pufferung vorwärts- Store-and-Forward). Die erste Methode wird in kleinen Netzwerken verwendet, die zweite in Backbone-Switches. Durch das Ende-zu-Ende-Switching werden Verzögerungen bei der Datenübertragung reduziert, Sie können mit einem geringen Puffervolumen auskommen, es ist jedoch nicht möglich, die fehlerfreie Datenübertragung zu kontrollieren (genauer gesagt, falsche Frames zu entfernen). Das Umschalten wird als adaptiv bezeichnet, wenn der Administrator für jeden Port den am besten geeigneten Modus einstellen kann – „im laufenden Betrieb“ oder „mit Pufferung“.
Normalerweise verfügt ein Switch über eine Reihe von Ports, die in Segmente gruppiert sind. Jedes Segment ist auf einen LAN-Typ ausgerichtet. Beispielsweise kann ein Switch über Segmente für Subnetze der Typen Ethernet, Token Ring und FDDI verfügen, und in diesen Segmenten befinden sich Buchsen für die Verbindung von zwei oder drei bis zu mehreren Dutzend Subnetzen. Jeder Port (oder jedes Segment) verfügt über einen eigenen Prozessor und Pufferspeicher, d. h. Ein Switch ist im Gegensatz zu einer Bridge ein Multiprozessorgerät; jeder Prozessor verarbeitet Pakete, die am entsprechenden Port ankommen. Es gibt einen zentralen Prozessor, der den Betrieb anderer Geräte koordiniert. Prozessoren sind entweder über einen gemeinsamen Hochgeschwindigkeitsbus oder einen Speicher mit mehreren Eingängen verbunden, werden jedoch häufiger verwendet Kommutierungsmatrix, bei dem viele Verbindungen gleichzeitig erstellt werden können.
Im Falle eines gemeinsam genutzten Busses wird eine Methode verwendet, um ihn im Laufe der Zeit auf verschiedene Verbindungen aufzuteilen.
Ein Schalter, der auf einem Pufferspeicher mit mehreren Eingängen basiert, wird als temporärer Schalter bezeichnet. Das Schreiben in Speicherzellen erfolgt durch sequentielles Abfragen der Eingänge und das Umschalten erfolgt durch Lesen von Daten an den Ausgängen der gewünschten Speicherzellen. In diesem Fall kommt es zu einer Verzögerung für die Dauer eines Schreib-Lese-Zyklus.
Eine Schaltmatrix der Größe × ist ein Raster, in dem Eingänge mit horizontalen Bussen und Ausgänge mit vertikalen Bussen verbunden sind (Abb. 1).
Reis. 1. Räumliche Schaltmatrix
An den Rasterknoten gibt es Schaltelemente und in jeder Rasterspalte kann maximal ein Element geöffnet werden. Wenn , dann kann der Schalter eine Verbindung von jedem Eingang zu mindestens einem Ausgang bereitstellen; andernfalls wird der Schalter als blockierend bezeichnet, d. h. Es besteht keine Verbindung zwischen einem Eingang und einem der Ausgänge. Typischerweise werden Schalter mit gleicher Anzahl an Ein- und Ausgängen verwendet.
Der Nachteil der betrachteten Schaltung ist die große Anzahl von Schaltelementen in der quadratischen Matrix, gleich . Um diesen Nachteil zu beseitigen, werden mehrstufige Schalter verwendet. Beispielsweise hat die Schaltung eines dreistufigen 6x6-Schalters die in Abb. gezeigte Form. 2.
Reis. 2. Schema eines dreistufigen räumlichen Schalters
Eine hinreichende Bedingung für das Fehlen einer Eingabesperre ist Gleichheit. Hier ist die Anzahl der Blöcke in der Zwischenkaskade, = ; — Anzahl der Blöcke in der Eingangsstufe. In der Abbildung dargestellt. In Schema 2 ist diese Bedingung nicht erfüllt, sodass eine Blockierung möglich ist. Wenn Sie beispielsweise eine Verbindung a1-d1 herstellen möchten, aber die Verbindungen a2-b2-c4-d3, a3-b3-c1-d2 bereits verbunden sind, dann stehen für a1 die Busse b1, c3 und c5 zur Verfügung, aber sie führen nicht zu d1.
Bei mehrstufigen Schaltern wird die Anzahl der Schaltelemente deutlich reduziert, auf Kosten einer leichten Erhöhung der Verzögerung. Wenn also ein einstufiger Schalter 1000×1000 durch einen dreistufigen mit = 22 und = 43 ersetzt wird, verringert sich die Anzahl der Schalter von 10 6 auf 2·46·22·43 + 43·46·46, d. h. auf ungefähr 0,186*10 6.
Unterscheiden Schalter der zweiten Ebene (Verbindungsschicht) Und Layer-3-Switches (Netzwerkschicht). Netzwerke mit Bridges oder mit Second-Layer-Switches sind anfällig für das sogenannte Sendesturm, da Broadcast Pakete an alle über Switches verbundenen Subnetze sendet. Wenn ein Knoten illegal beginnt, Pakete mit einer Broadcast-Adresse zu generieren, wird das Netzwerk mit Paketen überflutet. Um die negativen Auswirkungen eines solchen Sturms zu reduzieren, wird das Netzwerk in Gruppen von Subnetzen unterteilt, in denen die Übertragung erfolgt. Ein Layer-3-Switch trennt die Gruppen, indem er ein Paket nur dann durch sich selbst weiterleitet, wenn es für das Subnetz einer anderen Gruppe bestimmt ist.
Die Hauptmerkmale der Schalter sind Filtrationsgeschwindigkeit Und Vorschubgeschwindigkeit Pakete durch den Switch, Durchsatz, gemessen an der Informationsmenge, die pro Zeiteinheit über die Switch-Ports übertragen wird, und Frame-Latenz im Switch.
Typische Verzögerungswerte für die Filterung (das Paket bleibt in einem bestimmten Subnetz) in modernen Switches liegen im Bereich von 10...40 µs, und Verzögerungen für die Paketweiterleitung (das Paket wird über den Switch an ein anderes Subnetz übertragen) liegen bei im Bereich von 50...200 µs. Ein Frame wird aus dem Puffer entfernt, wenn der Frame im angegebenen Subnetz verbleibt. In diesem Fall wird auch der Filtergeschwindigkeitsparameter verwendet, gemessen an der Anzahl der Pakete (normalerweise mit Mindestlänge), die vom Switch pro Zeiteinheit gefiltert werden. Wenn der Frame an ein anderes Subnetz übertragen wird, wird der Parameter Frame Advancement Rate verwendet.
Die Verzögerung beim Umschalten wird durch die Zeit bestimmt, die für die Pufferung und Verarbeitung des Frames, einschließlich der Anzeige, aufgewendet wird Adresstabelle und entweder den Frame aus dem Puffer entfernen oder den Frame an einen anderen Port übertragen und dann auf den Zugriff auf das Subnetz des Ausgangsports warten.
Bei einem LAN-Kabelsystem wird zwischen horizontalen und vertikalen Subsystemen unterschieden. Das horizontale Subsystem nimmt in der Regel eine Etage des Gebäudes ein und umfasst Hubs und einen Cross-Connect-Schrank, von dem aus die Verkabelung zu den Steckdosen an den Arbeitsplätzen über Twisted-Pair-Kabel erfolgt (Koaxialkabel oder Glasfaserleitungen werden selten verwendet). Um ein Twisted-Pair-Kabel an einen Hub oder Computeranschluss anzuschließen, verwenden Sie einen RJ-45-Stecker.
Das vertikale Subsystem besteht aus einem zentralen Verteilerschrank des Gebäudes, der Stockwerk-zu-Etagen-Verteilerschränke über Glasfaserleitungen oder dicke Koaxialkabel verbindet.
Als die ersten Geräte auftauchten, die es ermöglichten, ein Netzwerk in mehrere Kollisionsdomänen zu unterteilen, verfügten sie über zwei Ports und wurden Bridges genannt. Als die dieser Art Geräte, sie wurden Multiport und wurden Switches genannt. Einige Zeit lang existierten beide Konzepte gleichzeitig, und später wurde anstelle des Begriffs „Brücke“ der Begriff „Schalter“ verwendet.
Typischerweise werden beim Entwurf eines Netzwerks Switches verwendet, um mehrere lokale Netzwerkkollisionsdomänen miteinander zu verbinden. IN wahres Leben Kollisionsdomänen sind in der Regel die Stockwerke des Gebäudes, in dem das Netzwerk entsteht. In der Regel gibt es mehr als zwei davon, wodurch ein wesentlich effizienteres Verkehrsmanagement gewährleistet wird als beim Vorgänger des Schalters, der Brücke. Zumindest können redundante Verbindungen zwischen Netzwerkknoten unterstützt werden.
Da Switches den Datenverkehr auf Basis des Data Link Layer-Protokolls (Layer 2) des OSI-Modells verwalten können, sind sie in der Lage, die MAC-Adressen der mit ihnen verbundenen Geräte zu steuern und sogar Pakete von Standard zu Standard zu übersetzen (z. B (z. B. Ethernet zu FDDI und umgekehrt). Die Ergebnisse dieser Funktion kommen besonders gut bei Layer-3-Switches zur Geltung, d. h. Geräte, deren Fähigkeiten denen von Routern nahekommen.
Ein Switch ermöglicht die Weiterleitung von Paketen zwischen mehreren Netzwerksegmenten. Es ist ein Lerngerät und arbeitet mit einer ähnlichen Technologie. Im Gegensatz zu Bridges puffern eine Reihe von Switches nicht alle eingehenden Pakete. Dies geschieht nur, wenn Übertragungsraten ausgehandelt werden müssen, die Zieladresse nicht in der Adresstabelle enthalten ist oder wenn der Port, an den das Paket gesendet werden soll, belegt ist und Pakete im laufenden Betrieb weiterschaltet. Der Switch analysiert lediglich die Zieladresse im Paketheader und leitet dieses Paket nach Überprüfung der Adresstabelle sofort (Latenzzeit ca. 30-40 Mikrosekunden) an den entsprechenden Port weiter. Wenn das Paket den Eingangsport also noch nicht vollständig durchlaufen hat, wird sein Header bereits über den Ausgangsport übertragen. Leider arbeiten typische Switches mit einem „Adress-Aging“-Algorithmus. Das bedeutet, dass diese Adresse aus der Adresstabelle entfernt wird, wenn nach einer bestimmten Zeitspanne keine Anrufe an diese Adresse erfolgten.
Switches unterstützen den Vollduplex-Modus, wenn sie miteinander verbunden werden. In diesem Modus werden Daten gleichzeitig gesendet und empfangen, was in herkömmlichen Ethernet-Netzwerken nicht möglich ist. Gleichzeitig wird die Datenübertragungsgeschwindigkeit verdoppelt und bei der Verbindung mehrerer Switches können höhere Spitzenleistungen erzielt werden.
Etwas abseits stehen die Schalter der SmartSwutch-Serie von Cabletron Systems. Diese Switch-Serie unterstützt die SNS-Technologie, die früher SFS genannt wurde. Eines seiner Merkmale besteht darin, dass die Switches, aus denen das Netzwerk besteht, eine Adresstabelle „für immer“ speichern, diese untereinander austauschen und auf einen speziellen Server hochladen können. Dadurch lässt sich nicht nur die Zeit verkürzen, die ein Paket für die Übertragung durch das Netzwerk benötigt, sondern auch eine Reihe spezifischer Probleme lösen, insbesondere solche im Zusammenhang mit der Sicherheit.
Nabe – Nabe
Hub oder Hub– Multiport-Netzwerk-Repeater mit automatischer Segmentierung. Alle Hub-Ports sind gleich. Nachdem der Hub ein Signal von einer der angeschlossenen Stationen empfangen hat, sendet er es an alle aktiven Ports. Wenn in diesem Fall ein Fehler an einem der Ports erkannt wird, wird dieser Port automatisch deaktiviert (segmentiert) und nach der Beseitigung wieder aktiv. Die Kollisionsverarbeitung und laufende Überwachung des Zustands der Kommunikationskanäle erfolgt in der Regel durch den Konzentrator selbst. Hubs können als eigenständige Geräte verwendet oder miteinander verbunden werden, wodurch sich die Größe des Netzwerks erhöht und komplexere Topologien entstehen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, sie mit einem Backbone-Kabel in eine Bustopologie einzubinden. Zur Verbesserung der Netzwerkzuverlässigkeit ist eine automatische Segmentierung erforderlich. Schließlich liegt der Hub, der in der Praxis die Verwendung einer Sternkabeltopologie vorschreibt, im Rahmen des IEEE 802.3-Standards und ist somit verpflichtet, eine MONO-CHANNEL-Verbindung bereitzustellen.
Zweck von Hubs– Zusammenfassen einzelner Arbeitsplätze zu einer Arbeitsgruppe innerhalb eines lokalen Netzwerks. Eine Arbeitsgruppe zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: eine gewisse territoriale Konzentration; ein Team von Benutzern in einer Arbeitsgruppe löst ähnliche Probleme, verwendet dieselbe Art von Software und gemeinsame Informationsdatenbanken; innerhalb der Arbeitsgruppe gibt es allgemeine Anforderungen zur Gewährleistung von Sicherheit und Zuverlässigkeit, die gleichen Auswirkungen externer Störquellen (klimatisch, elektromagnetisch usw.) treten auf; Hochleistungsperipheriegeräte werden gemeinsam genutzt; unterhalten in der Regel eigene lokale Server, die sich häufig geografisch auf dem Territorium der Arbeitsgruppe befinden.
Router
Hubs, die eine Arbeitsgruppe organisieren, Bridges, die zwei Netzwerksegmente verbinden und den Verkehr in jedem von ihnen lokalisieren, sowie Switches, mit denen Sie mehrere Segmente eines lokalen Netzwerks verbinden können – das sind alles Geräte, die für den Betrieb in IEEE 802.3-Netzwerken oder entwickelt wurden Ethernet. Es gibt jedoch eine spezielle Art von Geräten, sogenannte Router, die in Netzwerken mit komplexen Konfigurationen verwendet werden, um deren Abschnitte mit verschiedenen zu verbinden Netzwerkprotokolle(u.a. für den Zugang zu globalen (WAN-)Netzwerken) sowie für eine effizientere Verkehrsaufteilung und die Nutzung alternativer Pfade zwischen Netzwerkknoten. Der Hauptzweck des Einsatzes von Routern besteht darin, heterogene Netzwerke zu kombinieren und alternative Pfade zu bedienen.
Verschiedene Routertypen unterscheiden sich in der Anzahl und Art ihrer Ports, was tatsächlich den Einsatzort bestimmt. Router können beispielsweise in einem lokalen Ethernet-Netzwerk verwendet werden, um den Datenverkehr bei Vorhandensein einer großen Anzahl von Netzwerksegmenten effektiv zu verwalten und ein Ethernet-Netzwerk auch mit anderen Netzwerktypen, beispielsweise Token Ring, FDDI, zu verbinden um lokalen Netzwerken Zugang zum globalen Netzwerk zu ermöglichen.
Router kommunizieren nicht nur zwischen verschiedenen Netzwerktypen und ermöglichen den Zugriff auf das globale Netzwerk, sondern können den Datenverkehr auch auf Basis des Netzwerkschichtprotokolls (dem dritten im OSI-Modell) verwalten, also auf einer höheren Ebene als Switches. Der Bedarf an einer solchen Verwaltung entsteht, wenn die Netzwerktopologie komplexer wird und die Anzahl ihrer Knoten zunimmt, wenn im Netzwerk redundante Pfade auftreten (mit Unterstützung des IEEE 802.1 Spanning Tie-Protokolls), wenn das Problem gelöst werden muss die effizienteste und schnellste Zustellung eines gesendeten Pakets an sein Ziel. Gleichzeitig gibt es zwei Hauptalgorithmen zur Bestimmung des günstigsten Pfads und der günstigsten Methode der Datenbereitstellung: RIP und OSPF. Bei der Verwendung des RIP-Routing-Protokolls ist das Hauptkriterium für die Wahl des effizientesten Pfades die minimale Anzahl von „Hops“, d. h. Netzwerkgeräte zwischen Knoten. Dieses Protokoll belastet den Router-Prozessor nur minimal und vereinfacht den Konfigurationsprozess erheblich, verwaltet den Datenverkehr jedoch nicht effizient. Bei der Verwendung von OSPF wird der beste Pfad nicht nur unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der Anzahl der Hops, sondern auch unter Berücksichtigung ausgewählt andere Kriterien: Netzwerkleistung, Paketübertragungsverzögerung usw. .d. Große Netzwerke, die empfindlich auf Verkehrsstaus reagieren und auf komplexer Routing-Ausrüstung basieren, erfordern die Verwendung des OSPF-Protokolls. Die Implementierung dieses Protokolls ist nur auf Routern mit einem ausreichend leistungsstarken Prozessor möglich, weil seine Umsetzung erfordert erhebliche Verarbeitungskosten.
Das Routing in Netzwerken erfolgt üblicherweise über fünf gängige Netzwerkprotokolle: TCP/IP, Novell IPX, AppleTalk II, DECnet Phase IV und Xenox XNS. Stößt der Router auf ein Paket unbekannten Formats, beginnt er, damit als Lernbrücke zu arbeiten. Darüber hinaus bietet ein Router ein höheres Maß an Verkehrslokalisierung als eine Bridge und bietet die Möglichkeit, Broadcast-Pakete sowie Pakete mit unbekannten Zieladressen zu filtern, da er die Netzwerkadresse verarbeiten kann.
Moderne Router verfügen über folgende Eigenschaften:
unterstützt Layer-3-Switching, Layer-3-High-Speed-Routing und Layer-4-Switching;
unterstützen fortschrittliche Datenübertragungstechnologien wie Fast Ethernet, Gigabit Ethernet und ATM;
Unterstützung von ATM-Technologien mit Geschwindigkeiten von bis zu 622 Mbit/s;
unterstützt gleichzeitig verschiedene Arten von Kabelverbindungen (Kupfer, optisch und deren Varianten);
Unterstützung von WAN-Verbindungen, einschließlich Unterstützung für PPP, Frame Relay, HSSI, SONET usw.;
Unterstützung der Layer-4-Switching-Technologie, die nicht nur Informationen über die Absender- und Empfängeradressen verwendet, sondern auch Informationen über die Arten von Anwendungen, mit denen Netzwerkbenutzer arbeiten;
Bereitstellung der Möglichkeit, den Quality of Service (QoS)-Mechanismus zu verwenden, der es Ihnen ermöglicht, bestimmten Ressourcen im Netzwerk Prioritäten zuzuweisen und die Übertragung des Datenverkehrs gemäß dem Prioritätsschema sicherzustellen;
ermöglichen Ihnen, die Bandbreite für jede Art von Datenverkehr zu steuern;
Unterstützung grundlegender Routing-Protokolle wie IP RIP1, IP RIP2, OSPF, BGP-4, IPX RIP/SAP sowie IGMP-, DVMPR-, PIM-DM-, PIM-SM- und RSVP-Protokolle;
mehrere IP-Netzwerke gleichzeitig unterstützen;
Unterstützung SNMP-Protokolle, RMON und RMON 2, die es ermöglichen, den Betrieb von Geräten und ihre Konfiguration von der Netzwerkverwaltungsstation aus zu steuern sowie Statistiken über den Betrieb des Geräts als Ganzes und seiner Schnittstellenmodule zu sammeln und anschließend zu analysieren;
unterstützt sowohl Unicast- als auch Multicast-Verkehr;
Heutzutage können die „fortschrittlichsten“ Router als eine Reihe von Geräten betrachtet werden SmartSwitchRouter Firmen Cabletron-Systeme.