Versiunea clasică a rețelei Ethernet presupune strict că între orice pereche de noduri este posibilă doar o singură cale de semnal. Acest lucru este asigurat de topologia magistralei pentru cablul coaxial și cu o topologie asemănătoare stelei sau copacilor pentru alte medii de transmisie. Podurile și primele switch-uri nu au permis ruperea acestei reguli. Dacă o buclă a fost formată în timpul unei comutații eronate, atunci domeniul coliziunilor în care a căzut a fost practic inoperant. În ea, cadrele s-au înmulțit și s-au repetat fără sfârșit, cauzând încărcarea segmentului și coliziunile în masă.
Unicitatea căii face ca rețeaua să fie vulnerabilă - în cazul unei eșecuri de comunicație în linie, nodurile la capetele sale opuse se dovedesc a fi izolate unele de altele. În plus, într-o rețea comutată, pot fi formate blocaje - linii pentru care se susțin participanții la mai multe domenii de coliziuni. În rețelele fără comutatoare, întregul mediu partajat a devenit un obstacol. Utilizarea comutatoarelor permite organizarea de trunchiuri care transportă încărcătura principală și descărcarea zonelor periferice ale rețelei. Trunchiurile au început să solicite o lărgime de bandă mai mare, precum și furnizarea de linii redundante pentru a spori supraviețuirea rețelei. Pentru a reconcilia aceste nevoi cu "natura" Ethernetului, sunt utilizate diferite abordări standard și proprietare, descrise mai jos.
Conexiuni redundante și algoritmul SpanningTree
STA algoritm (Spanning Arborele Algoritm - se întinde algoritm, sau arborele de acoperire) și STP protocol (Spanning Tree Protocol), definit de standardul IEEE 802.1d. Acest algoritm este implementat într-o rețea construită folosind punți inteligente (switch-uri). Ideea lui este să se izoleze. graficul de rețea conectat cu linii redundante de copaci care leagă toate nodurile și optimă în funcție de anumite criterii. În starea normală, întrerupătoarele au informații despre toate conexiunile, dar ignoră liniile redundante de comunicație (schema "a"). Dacă, din cauza căderii liniei principale, conexiunea se pierde, comutatoarele recalculează graficul, definind un copac nou (schema "b"), iar conexiunea este restabilită.
Identificator de protocol - cod de 2 octeți definit de IEEE.
Identificatorul versiunii protocolului - 1 octet.
BPDU Tore (tip) - 1 octet, făcând distincție între schimbările de topologie ale configurației BPDU și BPDU.
Steaguri -1-octet câmp cu steaguri de schimbare topologie și confirmarea schimbării topologie.
Costul căii rădăcină - câmpul de 4 octeți folosit pentru a găsi calea optimă la rădăcină.
Identificator Port (Port ID) - câmp de 2 octeți constând din portul prioritar un singur octet atribuit configurarea manuală a podului, și un număr de 1 octet al portului pod. Identificatorul mai mic corespunde unei priorități mai mari.
Mesaj Vârstă - câmp de 2 octeți, care determină prescrierea sosirii mesajului de configurare (cele prea vechi sunt eliminate).
Vârsta maximă (vârsta maximă) - câmp de expirare de 2 octeți, setat de podul rădăcină. Folosit când se compară cu vârsta la determinarea relevanței unui mesaj.
Bună ziua (perioada de salut) este un câmp interval de 2 octeți cu care podul rădăcină generează configurații BPDU. Dacă podul nu aude următorul mesaj pentru timpul specificat, inițiază o modificare de topologie și încearcă să se declare o nouă rădăcină.
BPDU a modificării topologiei în câmpul de date conține numai identificatorul de protocol, numărul versiunii și câmpul de tip.
Dezavantajul protocolului STP este timpul considerabil necesar pentru a recalcula graficul atunci când se detectează o defecțiune a liniei. În acest timp, abonații fragmentelor de rețea rupte nu au o legătură între ele. În plus, liniile redundante cu inactivul principal de funcționare și pe care ar dori să le utilizeze pentru a îmbunătăți performanța rețelei coloana vertebrală. Avantajul este arbitraritatea topologiei legăturilor redundante, care permite dublarea atât a liniilor de comunicații cât și a switch-urilor. În același timp, nu există restricții privind viteza de transmisie - întrerupătoarele relativ ieftine cu viteză mică pot fi plasate în rezervă. Adevărat, cu cât graful este mai greu, cu atât mai mult va fi relatat într-un accident. STP este un standard recunoscut care permite combinarea punților (comutatoarelor) diferiților furnizori care susțin acest protocol.
Duplicați linia (Link rezistent, LinkSafe)
Principalul dezavantaj al STP - un timp îndelungat de recuperare - este eliminat în tehnologiile brevetate Resilient Link (3Com), LinkSafe (Bay). Ideea este să instalați două linii în loc de una, în loc de una. O pereche de interfețe fizice ale comutatorului, configurată pentru redundanță, este tratată ca un singur port. Astfel, interfețele comutatoarelor de pe ambele capete ale liniei redundante trebuie configurate. În modul normal, transferul de date are loc numai de-a lungul liniei principale, în așteptare. Dacă linia principală nu reușește, interfața sa este dezactivată, iar schimbul continuă de-a lungul liniei de rezervă. Deoarece detectarea eșec are loc la nivelul fizic (mai degrabă decât timeout rame BPDU), iar reacția este restabilirea rapidă a comunicării (proporțional cu timpul de transmitere a unui cadru). Dezavantajul acestei tehnologii îl constituie limitările topologice: liniile principale și cele de rezervă sunt conectate prin aceleași comutatoare. Desigur, cablul de asigurare de rezervă fizică pot fi dirijate printr-un traseu diferit, dar nu protejează împotriva defectării unui comutator (chiar și unul din porturile sale). Linia de rezervă cu ajutorul serviciului principal este inactiv, ca și în cazul STP. Tehnologiile nu sunt standarde industriale - nu este garantată compatibilitatea echipamentelor de la diferiți producători.
Combinația de porturi servește în două scopuri - îmbunătățirea fiabilității și creșterea productivității. O pereche de întrerupătoare de trunchi este conectată prin câteva linii paralele (de obicei până la 4). Aceste linii se conectează la porturi configurate să funcționeze în "unison". În mod logic, un grup de astfel de porturi este reprezentat de un singur port a cărui performanță este egală cu suma performanțelor liniilor implicate. Dacă una dintre linii eșuează, sarcina este distribuită între altele - performanța scade, dar rețeaua trăiește. Mecanismul de combinare a porturilor nu este încă standardizat, deși este utilizat de mulți producători de echipamente active. Pe lângă portul Port Trunking (porturi "trunk"), aplicați și Port Bundling (o grămadă de porturi).
Terminale active conectate complet (AMT)
Firma de Cabletron SecureFast a dezvoltat o tehnologie care permite utilizarea unei conexiuni active mesh completă întrerupătoare AMT (Active Mesh topologiei). Un exemplu de conectare a patru comutatoare, care ilustrează capacitățile sale, este prezentat în diagrama de mai jos. Există trei căi posibile între clienții A și B și, de asemenea, A și C: 1-2-4, 1-3-4 și 1-2-3-4. Dacă performanța canalelor care leagă întrerupătoare este aceeași, atunci ultima cale este cu mult mai rea decât cele două optime.
Tehnologia SecureFast este implementată într-un switch firmă destul de costisitoare Cabletron și pe lângă liniile de încărcare de rezervă și optimizarea lor include suport VLAN-uri destul de complexe.
Trimiteți-le prietenilor: