Резервирование в коммутируемой сети

Лабораторная работа № 1.5

Ознакомление с протоколом STP

 

Цель работы: ознакомиться с протоколом STP, научиться выводить базовую информацию о его настройках на коммутаторе.

 

Содержание отчёта: процесс настройки одного из коммутаторов; вывод информации о состоянии протокола STP на каждом из коммутаторов.

 

Резервирование в коммутируемой сети

 

Современные корпорации все больше полагаются на сети, иногда от сетей зависит само их существование. Сеть — жизненно важная коммуникация для многих организаций. Простой сети преобразуется в потенциально катастрофические потери бизнеса, прибыли и доверия заказчиков.

Отказ одного сетевого канала, одного устройства или важного порта коммутатора может стать причиной простоя сети. Чтобы исключить критические точки отказа и обеспечить высокую надежность, в сетевую архитектуру необходимо ввести резервирование. Резервирование реализуется путем установки дублированного оборудования и сетевых устройств в важных областях.

Иногда полное резервирование всех каналов и устройств становится неоправданно дорогим. Сетевые инженеры часто вынуждены искать компромисс между затратами на резервирование и требованиями к доступности сети.

Резервирование обозначает наличие двух разных путей к одному месту назначения. Примеры резервирования в несетевых средах: две дороги в один город, два моста через реку или два выхода в здании. Если один путь заблокирован, второй остается доступным.

Резервирование коммутаторов реализуется путем создания нескольких каналов между ними. Резервные каналы в коммутируемой сети снижают перегрузку и поддерживают высокую доступность и распределение нагрузки.

Однако соединение коммутаторов может стать причиной проблем. В частности, широковещательная природа трафика Ethernet приводит к образованию петель коммутации. Широковещательные кадры циклически распространяются во всех направлениях, вызывая "шторм" широковещательных пакетов. Широковещательные штормы занимают всю доступную полосу пропускания, блокируют создание новых сетевых подключений и разрывают существующие подключения.

Широковещательные штормы — не единственная проблема, обусловленная резервными каналами в коммутируемой сети. Кадры одноадресной пересылки могут вызывать такие проблемы, как множественная передача кадров и нестабильность базы данных MAC-адресов.

 

Множественная передача кадров

Если узел посылает одноадресный кадр узлу назначения и MAC-адрес не представлен ни в одной из таблиц MAC-адресов подключенных коммутаторов, все коммутаторы выполняют лавинную рассылку этого кадра из всех портов. В сети с петлями кадр может вернуться к исходному коммутатору. Этот процесс повторяется, что приводит к образованию нескольких копий кадра в сети.

В результате узел назначения получает несколько копий кадра. Это становится причиной трех проблем: неэффективное расходование полосы пропускания, неэффективное расходование циклов ЦП и потенциальное дублирование транзакционного трафика.

 

Нестабильность базы данных MAC-адресов

Коммутаторы в резервируемой сети могут получать неверные данные о положении узла. Если в сети присутствует петля, один коммутатор может связать MAC-адрес назначения с двумя портами. Это приведет к путанице и неоптимальной пересылке кадров.