logotip ua5.org
UA5.ORG

Методичні матеріали з інформатики
 
 
      Головна Зв'язок Статистика Закладки Пошук      
 
 
 
Розділи
 

Популярні публікації
 

Рекомендовані матеріали
 

Рекламні матеріали
 

 

Комутатори Store-and-Forward


Комп'ютерні мережі
     
     
   
 

Комутатори Store-and-Forward (SAF) являють собою найбільш дорогі й складні пристрої даного типу. Вони вже набагато ближче до мостів і позбавлені недоліків комутаторів Cut-Through. Головна їхня відмінність складається в повному буферізуванні у внутрішній буферній пам'яті FIFO всіх ретранслюємих пакетів. Розмір кожного буфера при цьому повинен бути не менше максимальної довжини пакета. Відповідно значно зростає й затримка комутації, вона становить не менш 12000 бітових інтервалів. Карликові пакети (менше 512 біт) і помилкові пакети (з неправильною контрольною сумою) таким комутатором відфільтровуються, не пересилаються. Перевантаження виникають набагато рідше, тому що є можливість відкласти на час передачу пакета.

Буферна пам'ять (з організацією FIFO) може розміщуватися на приймаючій стороні всіх портів, на передавальній стороні портів (нагромадження перед ретрансляцією), а також може бути загальною для всіх портів, причому ці методи часто комбінуються для досягнення найбільшої гнучкості й збільшення продуктивності. Чим більше обсяг пам'яті, тим краще комутатор справляється з перевантаженням. Але з ростом обсягу пам'яті підвищується й вартість устаткування. Росте й вимога до швидкодії комутатора. Іноді до складу комутатора включається й універсальний процесор, але частіше комутатори виконуються на спеціалізованих швидкодіючих мікросхемах, жорстко спеціалізованих саме на завданнях комутації пакетів.

Комутатори SAF на відміну від інших типів комутаторів можуть підтримувати одночасно різні швидкості передачі (10 Мбіт/с й 100 Мбіт/с). Повне буферізування пакету цілком дозволяє передавати його не з тією швидкістю, з якою він надійшов. У результаті частина портів комутатора може працювати з мережею Ethernet, інша - з Fast Ethernet, причому деякі комутатори автоматично налаштовують свої порти на швидкість передачі підключеного до порту сегмента. Комутатори SAF полегшують перехід з Ethernet на Fast Ethernet. Існують уже й комутатори, що підтримують обмін з Gigabit Ethernet на швидкості 1000 Мбіт/с. Але на відміну від мостів комутатори, як правило, не міняють формат пакетів, тому мережі з різними форматами пакетів не можна поєднувати з їхньою допомогою.

Випускаються також так звані гібридні (або адаптивні) комутатори, які можуть автоматично перемикатися з режиму Cut-Through у режим SAF і навпаки. При малому навантаженні й низькому рівні помилок вони працюють як більш швидкі Cut-Through комутатори, а при великому навантаженні й значній кількості помилок переходять у більше повільний, але більше якісний режим SAF.

Нарешті, ще одне важливе достоїнство комутаторів у порівнянні з репітерними концентраторами полягає в тому, що вони можуть підтримувати режим повнодуплексного зв'язку. Як ми вже відзначали, при цьому режимі спрощується обмін у мережі, а швидкість передачі в ідеалі подвоюється (20 Мбіт/с для Ethernet, 200 Мбіт/с для Fast Ethernet).

Достоїнства й недоліки повнодуплексного режиму наступні.

Сегменти на крученій парі й на оптоволоконному кабелі в кожному разі використовують дві лінії зв'язку, які передають інформацію в різні сторони. (Це не відноситься до сегментів 100BASE-T4, що містять двонаправлені кручені пари, що передають в обидва боки по черзі). Але в стандартному напівдуплексному режимі інформація не передається по цих лініях зв'язку одночасно (це означає колізію, у результаті чого передача припиняється).

Однак, якщо адаптер і комутатор, зв'язані цими ж двома лініями, підтримують повнодуплексний режим, то одночасна передача інформації можлива. Безсумнівно, апаратура адаптера й комутатора повинна при цьому забезпечувати пакета й передачу свого пакета одночасно.

Повнодуплексний режим у принципі виключає будь-яку можливість колізії й робить непотрібним складний алгоритм керування обміном CSMA/CD. Кожний з абонентів (адаптер і комутатор) може передавати в цьому випадку в будь-який момент без очікування звільнення мережі. У результаті мережа нормально функціонує навіть при навантаженні, що наближається до 100% (у напівдуплексному режимі - не більше 30-40%). Цей режим зручний для високошвидкісних серверів і високопродуктивних робочих станцій.

Крім того, відмова від методу CSMA/CD автоматично знімає обмеження на розмір мережі, пов'язані з обмеженнями на подвійний час поширення сигналу. Особливо це важливо для Fast Ethernet й Gigabit Ethernet. При повнодуплексному режимі обміну розмір будь-якої мережі обмежений тільки загасанням сигналу в середовищі передачі. Тому, наприклад, мережі Fast Ethernet й Gigabit Ethernet можуть використати оптоволоконні сегменти довжиною 2 кілометри або навіть більше. При стандартному напівдуплексному режимі й методі CSMA/CD це було б у принципі неможливо, тому що подвійний час поширення сигналу для Fast Ethernet не повинний перевищувати 5,12 мкс, а для Gigabit Ethernet - 0,512 мкс (а при переході на мінімальну довжину пакета в 512 байт - 4,096 мкс).

Таким чином, повнодуплексний режим можна розглядати як наближення до топології класичної (активної) зірки. Як й в активній зірці, тут не може бути конфліктів, але вимоги до центра (як по надійності, так і по швидкодії) надзвичайно великі. Як і при активній зірці, будувати мережі з великою кількістю абонентів важко, необхідно використовувати багато центрів (у цьому випадку - комутаторів). Як і при активній зірці, вартість устаткування виявляється досить високою, тому що крім мережних адаптерів і сполучних кабелів потрібні складні, швидкі й дорогі комутатори. Але, видимо, все це неминуча плата за підвищення швидкості обміну. Строго говорячи, повнодуплексні мережі вже важко назвати класичними Ethernet й Fast Ethernet, тому що в них уже нічого не залишається ні від топології шина, ні від методу CSMA/CD. Зберігається тільки формат пакета й (не завжди) метод кодування.

У цей час комутуючі концентратори (комутатори) виконують усе більше функцій, що традиційно відноситься до мостів. У межах однієї мережі або однотипних мереж з однаковими форматами пакетів (Ethernet й Fast Ethernet) комутатори усе більше витісняють мости, тому що вони більш швидкі й дешеві. На частку мостів залишається тільки з'єднання різнотипних мереж, що зустрічається не так вже і часто. Ця тенденція простежується й в інших областях електроніки: вузько спеціалізовані швидкі пристрої витісняють універсальні, більш повільні.
 
   
 
 
Інші статті за темою:

  • Комутатори Cut-Through
  • Комутатори Ethernet й Fast Ethernet
  • Мережа Gigabit Ethernet
  • Мости Ethernet й Fast Ethernet
  • Mаршрутизатори Ethernet й Fast Ethernet


  •  
         
         

     
     
     
    Яндекс.Метрика
     

     
         
      Copyright © 2008-2016 UA5.org