Коммутаторы Ethernet

1.

Коммутаторы
Ethernet
Сети и системы телекоммуникаций

2.

Типы Ethernet
Классический Ethernet
Исторически появился первый (1973 г.)
Разделяемая среда, коллизии
Метод CSMA/CD
Недостатки: плохая масштабируемость, низкая
безопасность и др.
Коммутируемый Ethernet
• Новая усовершенствованная технология (1995 г., Fast
Ethernet, IEEE 802.3u)
• Нет разделяемой среды
• Нет коллизий
• Новые устройства – коммутаторы (switch)
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
2

3.

Концентратор и коммутатор
Концентратор (hub)
Коммутатор (switch)
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
3

4.

Концентратор и коммутатор
Концентратор (hub)
Коммутатор (switch)
Топология
шина
Полносвязная
топология
–
общая
Физический уровень
Канальный уровень
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
4

5.

Особенности работы коммутаторов
Таблица коммутации
• Соответствие MAC-адресов портам коммутатора
Алгоритм обратного обучения
• Заполнение таблицы коммутации
Алгоритм прозрачного моста
• Передача кадров коммутатором
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
5

6.

Таблица коммутации
Содержит данные о доступности MAC-адресов через
порты коммутатора
Порт коммутатора
MAC-адрес
1
1C-75-08-D2-49-45
2
00-02-B3-A7-49-D1
3
00-04-AC-85-E7-03
В реальности таблица устроена более сложно (тип
записи, номер vlan, состояние порта и т.п.)
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
6

7.

Алгоритм обратного обучения
Коммутатор
Таблица коммутации
Порт
1
2
MAC-адрес
???
???
3
???
…
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
7

8.

Алгоритм обратного обучения
Коммутатор
Кадр
Таблица коммутации
Порт
1
2
MAC-адрес
???
???
3
???
…
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
8

9.

Алгоритм обратного обучения
Коммутатор
Кадр
Таблица коммутации
Порт
1
2
MAC-адрес
???
???
3
???
…
Адрес получателя
54-BE-F7-88-15-47
Адрес отправителя
00-02-B3-87-A0-E6
Тип
0800
Данные
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
9

10.

Алгоритм обратного обучения
Коммутатор
Кадр
Адрес получателя
54-BE-F7-88-15-47
Таблица коммутации
Порт
1
2
MAC-адрес
???
???
3
00-02-B3-87-A0-E6
…
Адрес отправителя
00-02-B3-87-A0-E6
Тип
0800
Данные
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
10

11.

Сетевой мост
Мост
–
устройство
для
объединения нескольких сетей
• Предшественник коммутатора
• Алгоритм прозрачного моста
Прозрачный мост:
• Не заметен для сетевых устройств
• Не требует настройки
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
11

12.

Алгоритм прозрачного моста
Коммутатор
Таблица коммутации
Порт
1
2
MAC-адрес
1C-75-08-D2-49-45
00-02-B3-A7-49-D1
3
00-04-AC-85-E7-03
…
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
12

13.

Алгоритм прозрачного моста
Коммутатор
Кадр
Таблица коммутации
Порт
1
2
MAC-адрес
1C-75-08-D2-49-45
00-02-B3-A7-49-D1
3
00-04-AC-85-E7-03
…
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
13

14.

Алгоритм прозрачного моста
Коммутатор
Кадр
Таблица коммутации
Порт
1
2
MAC-адрес
1C-75-08-D2-49-45
00-02-B3-A7-49-D1
3
00-04-AC-85-E7-03
…
Адрес получателя
00-02-B3-A7-49-D1
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
14

15.

Алгоритм прозрачного моста
Коммутатор
Таблица коммутации
Порт
1
2
MAC-адрес
1C-75-08-D2-49-45
00-02-B3-A7-49-D1
3
00-04-AC-85-E7-03
…
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
15

16.

Алгоритм прозрачного моста
Коммутатор
Кадр
Таблица коммутации
Порт
1
2
MAC-адрес
1C-75-08-D2-49-45
00-02-B3-A7-49-D1
3
00-04-AC-85-E7-03
…
Адрес получателя
54-BE-F7-88-15-47
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
16

17.

Алгоритм прозрачного моста
Коммутатор
Таблица коммутации
Порт
1
2
MAC-адрес
1C-75-08-D2-49-45
00-02-B3-A7-49-D1
3
00-04-AC-85-E7-03
…
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
17

18.

Коммутатор и коллизии
К каждому порту коммутатора подключен только
один компьютер/коммутатор:
• Полный дуплекс – коллизии не возникают
• Полудуплекс – коллизия может возникнуть, если
компьютер и коммутатор одновременно решат
передавать данные
К порту коммутатора подключен концентратор:
• Общая среда передачи, подключенная к порту
коммутатора
• Коллизии возникают, как в классическом Ethernet
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
18

19.

Итоги
Коммутируемый Ethernet – новая сетевая технология
• Новое устройство - коммутатор
• Соединение каждый с каждым
• Нет разделяемой среды, нет коллизий
Особенности работы коммутаторов
• Анализируют заголовок канального уровня
• Передают кадр только получателю
• «Изучают» сеть (алгоритм обратного обучения,
таблица коммутации)
Преимущества
• Высокая производительность и масштабируемость
• Высокая безопасность
Сети и системы телекоммуникаций. Коммутаторы Ethernet
19