Коммутация в сети

1.

Коммутация в сети

2.

Широковещательный домен — область сети, в
которой происходит обмен широковещательными
сообщениями, и устройства могут отправлять друг
другу сообщения непосредственно, без участия
маршрутизатора.

3.

Коммутации —
определение потоков
и соответствующих
маршрутов, фиксация
маршрутов в
конфигурационных
параметрах и
таблицах сетевых устройств, распознавание
потоков и передача данных между интерфейсами
одного устройства,
мультиплексирование/демультиплексирование
потоков и разделение среды передачи — тесно
связано с решением всех остальных.

4.

Задача коммутации – задача соединения
конечных узлов через сеть транзитных узлов –
может быть представлена в виде нескольких
взаимосвязанных частных задач:
• Определение информационных потоков, для
которых требуется прокладывать путь.
• Определение маршрутов для потоков.
• Сообщение о найденных маршрутах узлам сети.
• Продвижение – распознавание потоков и локальная
коммутация на каждом транзитном узле.
• Мультиплексирование и демультиплексирование
потоков.

5.

Коммутационная сеть
• Коммутатором может быть специализированное
устройство или компьютер со встроенным
программным обеспечением механизма коммутации.
• Рациональное решение обеспечения коммутации в сети
– выделение некоторых узлов специально для
выполнения коммутации.
Эти узлы образуют
коммутационную сеть, к
которой подключаются все
остальные.

6.

Мультиплексирование и демультиплексирование
Демультиплексирование
– разделение
агрегированного потока,
поступающего на один
интерфейс, на несколько
отдельных составляющих
потоков.
Мультиплексирования –
образование из
нескольких отдельных
потоков общего
агрегированного потока,
который передается по
одному физическому
каналу связи.

7.

Мультиплексор
• Частный случай коммутатора, у которого все входящие
информационные потоки коммутируются на один
выходной интерфейс, где мультиплексируются в один
агрегированный поток и направляются в один
физический канал, называется мультиплексором.
• Коммутатор, который имеет один входной интерфейс и
несколько выходных, называется демультиплексором.

8.

Принципы работы коммутатора
Структура сети
Таблица коммутации
Порт коммутатора
MAC-адрес хоста
1
A
2
B
3
C
4
D
• Для того чтобы передавать фреймы, коммутатор использует
таблицу коммутации. Изначально, после включения
коммутатора таблица пуста. Заполняет её коммутатор
автоматически.
• Когда таблица заполнена, коммутатор знает, на каких
портах у него находятся какие хосты и передает фреймы на
соответствующие порты.

9.

Механизмы передачи фреймов
В теории компьютерных сетей unicast или
однонаправленная (односторонняя) передача данных
подразумевает под собой передачу пакетов
единственному адресату. Unicast фрейм с MACадресом получателя для которого у коммутатора нет
записи в таблице коммутации, называется unknown
unicast.
Для передачи фреймов, коммутатор использует три
базовых механизма:
1. Flooding — фрейм, полученный на один из
портов, передается на остальные порты
коммутатора. Коммутатор выполняет эту
операцию в двух случаях:

10.

– при получении широковещательного или
multicast фрейма;
– при получении unknown unicast фрейма. Это
позволяет коммутатору доставить фрейм хосту
(при условии, что хост достижим и существует),
даже когда он не знает, где хост находится.
2. Forwarding — передача фрейма, полученного на
одном порту, через другой порт в соответствии с
записью в таблице коммутации.
3. Filtering— если коммутатор получает фрейм через
определенный порт, и MAC-адрес получателя
доступен через этот же порт, то коммутатор
отбрасывает фрейм. То есть, коммутатор считает,
что в этом случае хост уже получил этот фрейм, и
не дублирует его.

11.

Пример сети для демонстрации
использования механизмов передачи фреймов
Структура сети
Таблица коммутации
Порт коммутатора MAC-адрес хоста
1
A
2
B
3
C
4
D
5
E
5
F

12.

Широковещательный шторм
Широковещательный шторм (англ. broadcast
storm) — передача большого количества
широковещательных пакетов в сети, часто с
последующим увеличением их количества.
Причины
• Возможные причины широковещательного
шторма:
• Петли коммутации;
• Атаки на сеть (например, Smurf-атака);
• Неисправная сетевая карта.

13.

Сети на основе коммутации пакетов и коммутации
каналов
Задача коммутации абонентов в сетях может быть решена
на основе:
• коммутация каналов;
• коммутация пакетов.

14.

Коммутация каналов
При коммутации каналов коммутационная сеть
образует между конечными узлами непрерывный
составной физический канал из последовательно
соединенных коммутаторами промежуточных
канальных участков.

15.

Коммутация пакетов