Тема: Дополнительные возможности коммутаторов

Цель: изучить углубленно материал по теме «Дополнительные функции коммутаторов».

Время выполнения: 2 часа

Краткие теоретические сведения

Коммутаторы позволяют значительно увеличивать размеры сетей за счет разбиения разделяемой среды на части или полного отказа от принципа разделения среды в пользу коммутируемых локальных сетей. При росте сетей возникают новые проблемы, с которыми не в состоянии справиться коммутатор, работа которого строится лишь на основе алгоритма прозрачного моста. Остается не решенной проблема надежности сети, так как древовидная топология коммутируемых локальных сетей очень уязвима – отказ любой линии связи или коммутатора приводит к потере связности сети, сеть фактически распадается на два или более сегмента.

Ограничения древовидной топологии преодолеваются благодаря интеллектуальным функциям коммутаторов, которые наделяют локальные сети дополнительными возможностями.

В коммутируемых локальных сетях широко применяется алгоритм покрывающего дерева, который позволяет автоматически находить новый вариант древовидной топологии при отказах коммутаторов или линий связи и тем самым обеспечить отказоустойчивость сети. Алгоритм покрывающего дерева был разработан одновременно с алгоритмом прозрачного моста и с тех пор успешно применяется в локальных сетях.

Сравнительно недавно, с началом широкого применения коммутируемых локальных сетей был разработан механизм агрегирования линий связи. Поддержка коммутаторами агрегирования позволяет объединять несколько линий связи (физических каналов) в один логический канал. Это повышает как производительность, так и надежность сети.

Для автоматического поддержания в сложных сетях резервных связей в коммутаторах реализуется алгоритм покрывающего дерева, который описан в документе IEEE 802.1D и основан на периодическом обмене коммутаторов специальными кадрами, с помощью которых выявляются и блокируются петлевидные связи в сети.

Протокол алгоритма покрывающего дерева находит конфигурацию покрывающего дерева за три этапа. На первом этапе определяется корневой коммутатор, на втором – корневые порты, на третьем – назначенные порты сегментов.

Недостатком протокола алгоритма покрывающего дерева 802.1D является сравнительно большое время установления новой активной конфигурации – 50 с.

Отличие техники агрегирования линий связи от алгоритма покрывающего дерева достаточно принципиально.

a) Алгоритм покрывающего дерева переводит избыточные связи в горячий резерв, оставляя в рабочем состоянии только минимальный набор линий, необходимых для обеспечения связности сегментов сети. В этом случае повышается надежность сети, но не ее производительность.

b) При агрегировании физических каналов все избыточные связи остаются в рабочем состоянии. В результате повышается как надежность сети, так и ее производительность.

Агрегирование нескольких физических каналов в один логический является одной из форм использования нескольких активных альтернативных маршрутов в локальных сетях на коммутаторах.

Агрегированный канал может быть образован не только между двумя соседними коммутаторами, но и распределяться между портами нескольких коммутаторов. Для автоматического уведомления о принадлежности физического порта определенному агрегированному порту разработан служебный протокол управления агрегированием линий связи. Поэтому возможны такие конфигурации агрегированных каналов, которые увеличивают отказоустойчивость сети не только на участках между двумя коммутаторами, но и в более сложных топологиях.

Задания к работе

Законспектировать ответы на поставленные вопросы:

1. Для какой цели используется алгоритм покрывающего дерева?

2. Дайте определение покрывающего дерева.

3. Какой порт коммутатора называется корневым?

4. Какой порт называется назначенным?

5. Каким образом измеряется расстояние между коммутаторами в алгоритме покрывающего дерева?

6. Назовите три этапа построения активной топологии покрывающего дерева.

7. Каким образом выбирается корневой порт из нескольких претендентов, если расстояния до корневого коммутатора у них равны?

8. Может ли администратор влиять на выбор корневого коммутатора?

9. Каким образом коммутаторы решают, что выбор активной топологии завершен?

10. Что побуждает коммутатор начать процедуру поиска новой активной топологии?

11. В чем основной недостаток алгоритма покрывающего дерева?

12. Чего позволяет добиться агрегирование каналов?

13. Как взаимодействуют алгоритм покрывающего дерева и агрегирование каналов?

14. В чем ограничения агрегирования каналов?

15. В чем отличие между односторонним и двусторонним транком?

16. По каким соображениям выбирает порт транка при передаче кадра?

17. Зачем учитывать принадлежность кадров к одному сеансу при использовании агрегированного канала?

Рекомендуемая литература: 1.1, 1.2, 1.3, 2.2

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА №6