Конспект лекций по теме "Буферизация памяти на коммутаторах"

Час 2/62. Буферизация памяти на коммутаторах. Фиксированная и модульная конфигурации коммутаторов

Для временного хранения пакетов и последующей их отправки по нужному адресу коммутатор может использовать буферизацию. Буферизация может быть также использована в том случае, когда порт пункта назначения занят. Буфером называется область памяти, в которой коммутатор хранит передаваемые данные.

Буфер памяти может использовать два метода хранения и отправки пакетов: буферизация по портам и буферизация с общей памятью. При буферизации по портам пакеты хранятся в очередях (queue), которые связаны с отдельными входными портами. Пакет передается на выходной порт только тогда, когда все пакеты, находившиеся впереди него в очереди, были успешно переданы. При этом возможна ситуация, когда один пакет задерживает всю очередь из-за занятости порта его пункта назначения. Эта задержка может происходить даже в том случае, когда остальные пакеты могут быть переданы на открытые порты их пунктов назначения.

При буферизации в общей памяти все пакеты хранятся в общем буфере памяти, который используется всеми портами коммутатора. Количество памяти, отводимой порту, определяется требуемым ему количеством. Такой метод называется динамическим распределением буферной памяти. После этого пакеты, находившиеся в буфере, динамически распределяются по выходным портам. Это позволяет получить пакет на одном порте и отправить его с другого порта, не устанавливая его в очередь.

Коммутатор поддерживает карту портов, в которые требуется отправить пакеты. Очистка этой карты происходит только после того, как пакет успешно отправлен.

Поскольку память буфера является общей, размер пакета ограничивается всем размером буфера, а не долей, предназначенной для конкретного порта. Это означает, что крупные пакеты могут быть переданы с меньшими потерями, что особенно важно при асимметричной коммутации, то есть когда порт с шириной полосы пропускания 100 Мб/с должен отправлять пакеты на порт 10 Мб/с.

Коммутатор Ethernet может использовать метод буферизации для хранения кадров до их пересылки. Кроме того, буферизацию можно использовать в том случае, если порт назначения занят по причине его перегрузки, и коммутатор сохраняет кадр до тех пор, пока не появится возможность его передачи.

Как показано на рисунке, существуют два метода буферизации: буферизация на базе портов и буферизация в общей памяти.

Буферизация на базе портов

В процессе буферизации на базе портов кадры хранятся в очередях, связанных с определенными входящими и исходящими портами. Кадр пересылается на исходящий порт только в том случае, если все кадры, находящиеся в очереди перед ним, были успешно отправлены. Один кадр может стать причиной задержки передачи всех кадров в памяти из-за занятости порта назначения. Такой затор будет возникать даже в том случае, если другие кадры в очереди можно передать на другие, свободные порты назначения.

Буферизация в общей памяти

При буферизации в общей памяти все кадры помещаются в буфер, который является общим для всех портов коммутатора. Объем буферной памяти, который требуется каждому порту, выделяется динамически. Кадры в буфере динамически связываются с портом назначения. Это позволяет получать пакет на один порт и затем пересылать его на другой порт без перемещения в другую очередь.

Коммутатор сохраняет сопоставление кадра со связанными портами, на которые необходимо переслать пакет. Сохраненное сопоставление удаляется после успешной передачи кадра. Количество кадров, сохраненных в буфере, ограничено размером всего буфера памяти и не ограничивается буфером одного порта. Это позволяет передавать кадры большего объема, при этом число сброшенных кадров будет меньше. Это особенно важно для асимметричной коммутации. Асимметричная коммутация позволяет использовать различные скорости передачи данных на разных портах. Это обеспечивает выделение большей полосы пропускания некоторым портам, например, порту, подключенному к серверу.

Возможности и разновидности коммутаторов

Коммутаторы подразделяются на управляемые и неуправляемые.

Управляемые коммутаторы позволяют управлять коммутацией на сетевом (третьем) уровне модели OSI. Сетевой коммутатор может управляться с помощью Web-интерфейса, протокола SNMP, RMON и т. п. Кроме того, некоторые управляемые коммутаторы позволяют настраивать дополнительные функции: VLAN, QoS, агрегирование, зеркалирование.

Управление сетевыми коммутаторами чаще всего осуществляется через консоль с командной строкой, доступ к которой происходит при помощи протокола Telnet или SSH – последний более удобен, так как обеспечивает защищенную передачу данных. Более простые модели управляемых коммутаторов могут обладать WEB-интерфейсом или настраиваться через SNMP, однако функциональность такой настройки серьезно ограничена.

Неуправляемые коммутаторы - это устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Он передаёт данные только непосредственно получателю, исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети. Никаких других функций неуправляемый коммутатор выполнять не может. В неуправляемых коммутаторах настройки прописываются производителем во время изготовления.

Скачано с www.znanio.ru