Hoci majú všetky prepínače veľa spoločného, ​​má zmysel rozdeliť ich do dvoch tried určených na riešenie rôznych problémov.

Prepínače pracovnej skupiny

Prepínače pracovnej skupiny poskytujú vyhradenú šírku pásma pri pripájaní akéhokoľvek páru uzlov pripojených k portom prepínača. Ak majú porty rovnakú rýchlosť, príjemca paketu musí byť voľný, aby nedošlo k zablokovaniu.

Vďaka podpore aspoň takého počtu adries na port, koľko môže byť prítomných v segmente, poskytuje prepínač vyhradenú šírku pásma 10 Mbps na port. Každý port prepínača je spojený s jedinečnou adresou ethernetového zariadenia pripojeného k tomuto portu.

Fyzické spojenie bod-bod medzi prepínačmi pracovnej skupiny a uzlami 10Base-T sa zvyčajne vykonáva pomocou netieneného krúteného párového kábla a na sieťových uzloch je nainštalované zariadenie kompatibilné so štandardom 10Base-T.

Prepínače pracovnej skupiny môžu pracovať s rýchlosťou 10 alebo 100 Mbps pre rôzne porty. Táto funkcia znižuje úroveň blokovania pri pokuse o vytvorenie viacerých klientskych pripojení s rýchlosťou 10 Mb/s na rovnakom vysokorýchlostnom porte. V pracovných skupinách klient-server môže viacero klientov s rýchlosťou 10 Mbps pristupovať k serveru pripojenému k portu 100 Mbps. V príklade znázornenom na obrázku 8 tri 10 Mbps uzly pristupujú k serveru súčasne na 100 Mbps porte. Zo šírky pásma 100 Mbps dostupnej pre prístup k serveru sa využíva 30 Mbps a 70 Mbps je k dispozícii pre simultánne pripojenie na server ďalších siedmich 10 Mbps zariadení cez virtuálne kanály.

Podpora viacerých rýchlostí je užitočná aj pri zoskupovaní ethernetových prepínačov pomocou 100 Mbps Fast Ethernet (100Base-T) rozbočovačov ako lokálnych chrbticových sietí. V konfigurácii znázornenej na obrázku 9 sú prepínače 10 Mbps a 100 Mbps pripojené k rozbočovaču 100 Mbps. Miestna premávka zostáva vo vnútri pracovná skupina a zvyšok prevádzky sa posiela do siete cez 100 Mbps Ethernet hub.

Na pripojenie k opakovaču s rýchlosťou 10 alebo 100 Mbps musí mať prepínač port schopný spracovať veľké množstvo ethernetových adries.

Hlavnou výhodou prepínačov pracovnej skupiny je vysoký výkon siete na úrovni pracovnej skupiny tým, že každému používateľovi poskytuje vyhradenú šírku pásma kanála (10 Mbps). Prepínače navyše znižujú (až na nulu) počet kolízií – na rozdiel od chrbticových prepínačov popísaných nižšie nebudú prepínače pracovnej skupiny prenášať fragmenty kolízie príjemcom. Prepínače pracovnej skupiny vám umožňujú úplne uložiť sieťovú infraštruktúru zo strany klienta vrátane programov, sieťové adaptéry, káble. Náklady na prepínače pracovnej skupiny sú dnes porovnateľné so spravovanými rozbočovačmi.

Chrbticové spínače

Chrbticové prepínače poskytujú strednú rýchlosť pripojenia medzi dvojicou nečinných ethernetových segmentov. Ak sú rýchlosti portu pre odosielateľa a prijímača rovnaké, cieľový segment musí byť voľný, aby nedošlo k zablokovaniu.

Na úrovni pracovnej skupiny každý uzol zdieľa šírku pásma 10 Mbps s ostatnými uzlami v rovnakom segmente. Paket určený mimo túto skupinu bude preposielaný chrbticovým prepínačom, ako je znázornené na obrázku 10. Chrbticový prepínač zabezpečuje súčasný prenos paketov rýchlosťou média medzi ľubovoľným párom jeho portov. Rovnako ako prepínače pracovnej skupiny, aj chrbticové prepínače môžu podporovať rôzne rýchlosti svojich portov. Chrbticové prepínače môžu pracovať so segmentmi 10Base-T a segmentmi založenými na koaxiálnom kábli. Vo väčšine prípadov poskytuje použitie chrbticových prepínačov jednoduchšie a efektívna metóda zlepšiť výkon siete v porovnaní so smerovačmi a mostmi.

Hlavnou nevýhodou pri práci s chrbticovými prepínačmi je, že na úrovni pracovnej skupiny používatelia pracujú so zdieľaným prostredím, ak sú pripojení k segmentom organizovaným na báze opakovačov alebo koaxiálneho kábla. Navyše čas odozvy na úrovni pracovnej skupiny môže byť dosť dlhý. Na rozdiel od hostiteľov pripojených k portom prepínača, hostitelia na 10Base-T alebo koaxiálnych segmentoch nemajú zaručenú šírku pásma 10 Mbps a často musia čakať, kým ostatní hostitelia dokončia prenos svojich paketov. Na úrovni pracovnej skupiny sú kolízie stále zachované a fragmenty paketov s chybami budú posielané do všetkých sietí pripojených na chrbticu. Týmto nedostatkom sa dá vyhnúť, ak sa namiesto rozbočovačov 10Base-T použijú prepínače na úrovni pracovnej skupiny. Vo väčšine aplikácií náročných na zdroje môže 100 Mbps prepínač fungovať ako vysokorýchlostná chrbtica pre prepínače pracovnej skupiny s 10 a 100 Mbps portmi, 100 Mbps rozbočovačmi a servermi, ktoré majú nainštalované 100 Mbps ethernetové adaptéry.

Porovnanie funkcií

Hlavné vlastnosti ethernetových prepínačov sú uvedené v tabuľke:

Výhody ethernetových prepínačov

Hlavné výhody používania ethernetových prepínačov sú uvedené nižšie:
Zvýšte produktivitu pomocou vysokorýchlostných pripojení medzi ethernetovými segmentmi (chrbticové prepínače) alebo sieťovými uzlami (prepínače pracovnej skupiny). Na rozdiel od zdieľaného ethernetového prostredia umožňujú prepínače rast integrovaného výkonu, keď sa do siete pridávajú používatelia alebo segmenty.
Znížené kolízie, najmä ak je každý používateľ pripojený k inému portu prepínača.
Minimalizujte náklady na migráciu zo zdieľaného prostredia do prepínaného prostredia zachovaním existujúcej 10 Mbps ethernetovej infraštruktúry (káble, adaptéry, softvér).
Zvýšte bezpečnosť preposielaním paketov iba na port, ku ktorému je pripojený cieľ.
Nízka a predvídateľná latencia vďaka tomu, že pásmo zdieľa malý počet používateľov (ideálne jeden).

Porovnanie sieťových zariadení

Opakovače

Ethernetové opakovače, v kontexte sietí 10Base-T často označované ako rozbočovače alebo rozbočovače, fungujú v súlade s normou IEEE 802.3. Opakovač jednoducho prepošle prijaté pakety na všetky svoje porty bez ohľadu na cieľ.

Hoci všetky zariadenia pripojené k ethernetovému opakovaču (vrátane ostatných opakovačov) „vidia“ všetku sieťovú prevádzku, paket by mal prijať iba uzol, ktorému je adresovaný. Všetky ostatné uzly by mali tento paket ignorovať. niektoré sieťové zariadenia (napríklad analyzátory protokolov) fungujú na základe toho, že sieťové médium (napríklad Ethernet) je verejné a analyzujú všetku sieťovú prevádzku. Pre niektoré prostredia je však schopnosť každého uzla vidieť všetky pakety z bezpečnostných dôvodov neprijateľná.

Z hľadiska výkonu opakovače jednoducho prenášajú pakety s využitím celej šírky pásma spojenia. Oneskorenie zavedené zosilňovačom je veľmi malé (v súlade s IEEE 802.3 - menej ako 3 mikrosekundy). Siete obsahujúce opakovače majú šírku pásma 10 Mbps podobnú segmentu koaxiálneho kábla a sú transparentné pre väčšinu sieťové protokoly ako TCP/IP a IPX.

Mosty

Mosty fungujú v súlade so štandardom IEEE 802.1d. Podobne ako ethernetové prepínače, mosty sú nezávislé od protokolu a posielajú pakety na port, ku ktorému je pripojený cieľ. Na rozdiel od väčšiny ethernetových prepínačov však mosty neposielajú fragmenty paketov pri kolíziách alebo chybových paketoch, pretože všetky pakety sa ukladajú do vyrovnávacej pamäte predtým, ako sú poslané na cieľový port. Ukladanie paketov do vyrovnávacej pamäte (store-and-forward) zavádza latenciu v porovnaní s prepínaním za chodu. Mosty môžu poskytnúť výkon rovnajúci sa priepustnosti média, ale vnútorné blokovanie ich trochu spomaľuje.

Smerovače

Činnosť smerovačov závisí od sieťových protokolov a je určená informáciami súvisiacimi s protokolom prenášanými v pakete. Rovnako ako mosty, ani smerovače neposielajú fragmenty paketov do cieľa, keď dôjde ku kolízii. Smerovače ukladajú celý paket do svojej pamäte predtým, ako ho preposielajú na miesto určenia, takže pri použití smerovačov sa pakety prenášajú s oneskorením. Smerovače môžu poskytovať šírku pásma rovnajúcu sa šírke pásma linky, ale vyznačujú sa prítomnosťou vnútorného blokovania. Na rozdiel od opakovačov, mostov a prepínačov, smerovače upravujú všetky prenášané pakety.

Zhrnutie

Hlavné rozdiely medzi sieťovými zariadeniami sú uvedené v tabuľke 2.

Táto sieť LAN je postavená na prepínačoch, takže táto kapitola sa zaoberá kľúčovými charakteristikami výkonu prepínačov.

Hlavné charakteristiky prepínača, ktoré merajú jeho výkon, sú:

• - rýchlosť filtrácie (filtrovanie);
• - rýchlosť smerovania (dopredu);
• - šírka pásma (priepustnosť);
• - oneskorenie prenosu rámca.

Okrem toho existuje niekoľko charakteristík spínačov, ktoré majú najväčší vplyv na tieto výkonnostné charakteristiky. Tie obsahujú:

• - veľkosť vyrovnávacej pamäte(ov) rámca;
• - výkon internej zbernice;
• - výkon procesora alebo procesorov;
• - veľkosť internej tabuľky adries.

Rýchlosť filtrovania a posúvanie snímok sú dve hlavné výkonnostné charakteristiky prepínača. Tieto charakteristiky sú integrálnymi indikátormi, nezávisia od toho, ako je spínač technicky implementovaný.

Rýchlosť filtrovania určuje rýchlosť, pri ktorej prepínač vykonáva nasledujúce kroky spracovania snímok:

• - prijatie rámca do jeho vyrovnávacej pamäte;
• - Zničenie rámca, pretože jeho cieľový port je rovnaký ako zdrojový port.

Dopredná rýchlosť určuje rýchlosť, pri ktorej prepínač vykonáva nasledujúce kroky spracovania snímok:

• - prijatie rámca do jeho vyrovnávacej pamäte;
• - zobrazenie tabuľky adries za účelom nájdenia portu pre cieľovú adresu rámca;
• - prenos rámca do siete cez cieľový port nájdený v tabuľke adries.

Rýchlosť filtrácie aj rýchlosť posunu sa zvyčajne merajú v snímkach za sekundu. Ak charakteristiky prepínača nešpecifikujú, pre ktorý protokol a pre akú veľkosť rámca sú uvedené hodnoty rýchlosti filtrovania a preposielania, potom sa štandardne uvažuje, že tieto indikátory sú uvedené pre ethernetový protokol a rámce minimálna veľkosť, teda rámce s dĺžkou 64 bajtov (bez preambuly), s dátovým poľom 46 bajtov. Ak sú rýchlosti uvedené pre konkrétny protokol, ako napríklad Token Ring alebo FDDI, potom sú uvedené aj pre rámce minimálnej dĺžky tohto protokolu (napríklad 29-bajtové rámce pre protokol FDDI).

Použitie rámcov s minimálnou dĺžkou ako hlavného indikátora rýchlosti prepínača sa vysvetľuje skutočnosťou, že takéto rámce vždy vytvárajú najťažší prevádzkový režim pre prepínač v porovnaní s rámcami iného formátu s rovnakou priepustnosťou prenášaných používateľských dát. . Preto sa pri testovaní prepínača ako najťažší test používa režim minimálnej dĺžky rámca, ktorý by mal preveriť schopnosť prepínača pracovať s pre neho najhoršou kombináciou prevádzkových parametrov. Okrem toho, pre pakety s minimálnou dĺžkou sú rýchlosti filtrovania a preposielania na maximálnej hodnote, čo pri reklame na prepínač nemá malý význam.

Šírka pásma prepínač sa meria počtom používateľských údajov prenesených za jednotku času cez jeho porty. Pretože prepínač pracuje na vrstve dátového spojenia, užívateľské dáta sú preň dáta, ktoré sa prenášajú v dátovom poli rámcov protokolu. odkazová vrstva- Ethernet, Token Ring, FDDI atď. Maximálna hodnotašírka pásma prepínača sa vždy dosiahne na snímkach maximálna dĺžka pretože v tomto prípade je podiel režijných nákladov na informácie o réžii rámca oveľa nižší ako v prípade rámcov s minimálnou dĺžkou a čas, kým prepínač vykoná operácie spracovania rámca na jeden bajt užívateľských informácií, je výrazne kratší.

Závislosť priepustnosti prepínača od veľkosti prenášaných rámcov dobre ilustruje príklad ethernetového protokolu, pri ktorom sa pri prenose rámcov minimálnej dĺžky dosahuje prenosová rýchlosť 14880 snímok za sekundu a priepustnosť 5,48 Mbps. a pri prenose rámcov maximálnej dĺžky, prenosová rýchlosť 812 snímok za sekundu a šírka pásma 9,74 Mbps. Pri prechode na rámce s minimálnou dĺžkou klesne priepustnosť takmer o polovicu, a to bez zohľadnenia časovej straty pri spracovaní rámcov prepínačom.

Oneskorenie prenosu rámca sa meria ako čas, ktorý uplynie od okamihu, keď prvý bajt rámca príde na vstupný port prepínača, až do okamihu, keď tento bajt dorazí na výstupný port prepínača. Latencia je súčet času stráveného ukladaním bajtov rámca do vyrovnávacej pamäte, ako aj času stráveného spracovaním rámca prepínačom – vyhľadávaním tabuľky adries, rozhodovaním, či filtrovať alebo posielať ďalej, a získavaním prístupu k médiu výstupného portu. .

Veľkosť oneskorenia zavedeného spínačom závisí od režimu jeho činnosti. Ak sa prepínanie vykonáva „za behu“, oneskorenia sú zvyčajne malé a pohybujú sa od 10 μs do 40 μs a pri vyrovnávaní celého rámca - od 50 μs do 200 μs (pre rámce s minimálnou dĺžkou).

Switch je viacportové zariadenie, preto je zvykom, že všetky vyššie uvedené charakteristiky (okrem oneskorenia prenosu rámca) poskytuje v dvoch verziách. Prvou možnosťou je celkový výkon prepínača so súčasným prenosom prevádzky cez všetky jeho porty, druhou možnosťou je výkon na jeden port.

Keďže pri súčasnom prenose prevádzky viacerými portami existuje obrovské množstvo možností prevádzky, ktoré sa líšia veľkosťou rámcov v streame, rozložením priemernej intenzity rámcových streamov medzi cieľovými portami, variačnými koeficientmi intenzity rámové prúdy atď. atď., potom pri porovnávaní výhybiek z hľadiska výkonu je potrebné brať do úvahy, pre ktorý variant prevádzky boli zverejnené údaje o výkone získané.

Odhad potrebného celkový výkon prepínač.

V ideálnom prípade prepínač inštalovaný v sieti prenáša rámce medzi uzlami pripojenými k jeho portom rýchlosťou, akou uzly tieto rámce generujú, bez zavádzania ďalších oneskorení a bez straty jediného rámca. V reálnej praxi prepínač vždy prináša určité oneskorenia pri prenose rámcov a môže tiež stratiť niektoré rámce, to znamená, že ich nedoručí na miesto určenia. Kvôli rozdielom vo vnútornej organizácii rôzne modely prepínačov, je ťažké predpovedať, ako bude konkrétny prepínač prenášať rámce určitého prevádzkového vzoru. Najlepším kritériom je stále prax, keď je prepínač umiestnený v reálnej sieti a merajú sa ním spôsobené oneskorenia a počet stratených rámcov.

Okrem šírky pásma jednotlivé prvky prepínača, ako sú procesory portov alebo zdieľaná zbernica, výkon prepínača ovplyvňujú parametre prepínača, ako je veľkosť tabuľky adries a veľkosť zdieľanej vyrovnávacej pamäte alebo vyrovnávacích pamätí jednotlivých portov.

Veľkosť tabuľky adries.

Maximálna kapacita tabuľky adries určuje maximálny počet MAC adries, ktoré Switch dokáže súčasne spracovať. Keďže prepínače najčastejšie používajú vyhradenú procesorovú jednotku s vlastnou pamäťou na uloženie inštancie tabuľky adries na vykonávanie operácií každého portu, veľkosť tabuľky adries pre prepínače sa zvyčajne udáva na port. Inštancie tabuľky adries rôznych modulov procesora nemusia nevyhnutne obsahovať rovnaké informácie o adrese - s najväčšou pravdepodobnosťou nebude toľko duplicitných adries, pokiaľ nie je rozdelenie prevádzky každého portu úplne rovnako pravdepodobné medzi ostatné porty. Každý port ukladá iba sady adries, ktoré nedávno použil.

Hodnota maximálneho počtu MAC adries, ktoré si procesor portu dokáže zapamätať, závisí od aplikácie prepínača. Prepínače pracovnej skupiny zvyčajne podporujú len niekoľko adries na port, pretože sú navrhnuté tak, aby tvorili mikrosegmenty. Prepínače oddelení musia podporovať niekoľko stoviek adries a prepínače chrbticovej siete až niekoľko tisíc, zvyčajne 4K až 8K adries.

Nedostatočná kapacita tabuľky adries môže spomaliť prepínač a zahltiť sieť nadmernou prevádzkou. Ak je tabuľka adries portového procesora plná a v prichádzajúcom pakete narazí na novú zdrojovú adresu, potom musí z tabuľky odstrániť akúkoľvek starú adresu a umiestniť na jej miesto novú. Táto operácia sama o sebe zaberie procesoru nejaký čas, ale hlavná strata výkonu bude pozorovaná, keď príde rámec s cieľovou adresou, ktorá sa musela odstrániť z tabuľky adries. Keďže cieľová adresa rámca nie je známa, prepínač musí poslať rámec na všetky ostatné porty. Táto operácia vytvorí zbytočnú prácu pre mnohé portové procesory, navyše kópie tohto rámca padnú aj na tie segmenty siete, kde sú úplne voliteľné.

Niektorí výrobcovia prepínačov riešia tento problém zmenou algoritmu na spracovanie rámcov s neznámou cieľovou adresou. Jeden z portov prepínača je nakonfigurovaný ako kmeňový port, na ktorý sa štandardne odosielajú všetky rámce s neznámou adresou. V smerovačoch sa táto technika používa už dlho, čo vám umožňuje zmenšiť veľkosť tabuliek adries v sieťach organizovaných podľa hierarchického princípu.

Prenos rámca na trunk port je založený na tom, že tento port je pripojený k upstream prepínaču, ktorý má dostatočnú kapacitu tabuľky adries a vie, kam má poslať ktorýkoľvek rámec. Príklad úspešného prenosu rámca pomocou diaľkového portu je znázornený na obrázku 4.1. Prepínač špičková úroveň má informácie o všetkých sieťových uzloch, takže rámec s cieľovou MAC3 adresou, prenášaný do neho cez trunk port, prenáša cez port 2 do switchu, ku ktorému je pripojený uzol s MAC3 adresou.

Obrázok 4.1 - Použitie diaľkového portu na doručovanie rámcov s neznámym cieľom

Hoci metóda trunk portu bude v mnohých prípadoch efektívne fungovať, je možné si predstaviť situácie, kedy sa rámce jednoducho stratia. Jedna takáto situácia je znázornená na obrázku 4.2. Prepínač nižšej vrstvy odstránil adresu MAC8, ktorá je pripojená k jeho portu 4, z tabuľky adries, aby sa vytvoril priestor pre novú adresu MAC3. Keď príde rámec s cieľovou adresou MAC8, prepínač ho prepošle do diaľkového portu 5, cez ktorý rámec vstúpi do prepínača vyššej úrovne. Tento prepínač zo svojej tabuľky adries vidí, že adresa MAC8 patrí jeho portu 1, cez ktorý vstúpil do prepínača. Rám sa teda ďalej nespracováva a jednoducho sa odfiltruje, a preto sa nedostane do cieľa. Preto je spoľahlivejšie použiť prepínače s dostatočným počtom tabuliek adries pre každý port, ako aj podporou spoločnej tabuľky adries modulom správy prepínačov.

Obrázok 4.2 - Strata rámca pri použití trunk portu

Veľkosť vyrovnávacej pamäte.

Interná vyrovnávacia pamäť prepínača je potrebná na dočasné uloženie dátových rámcov v prípadoch, keď ich nemožno okamžite preniesť na výstupný port. Nárazník je navrhnutý tak, aby vyhladzoval krátkodobé zvlnenie premávky. Koniec koncov, aj keď je prevádzka dobre vyvážená a výkon procesorov portov, ako aj ďalších procesných prvkov prepínača je dostatočný na prenos priemerných hodnôt prevádzky, nezaručuje to, že ich výkon bude stačiť na veľmi vysoké špičky. hodnoty zaťaženia. Napríklad prevádzka môže doraziť súčasne na všetky vstupy prepínača na niekoľko desiatok milisekúnd, čím sa zabráni prenosu prijatých rámcov na výstupné porty.

Aby sa predišlo stratám rámu v prípade krátkodobého viacnásobného prekročenia priemernej hodnoty intenzity dopravy (a napr lokálnych sietíčasto sa vyskytujú hodnoty faktora zvlnenia návštevnosti v rozmedzí 50 - 100) jedinou nápravou je veľký nárazník. Rovnako ako v prípade tabuliek adries, každý modul procesora portu má zvyčajne svoj vlastný vyrovnávacia pamäť na uloženie rámu. Čím väčšie je množstvo tejto pamäte, tým je menšia pravdepodobnosť straty snímok počas preťaženia, aj keď ak sú priemery prevádzky nevyvážené, vyrovnávacia pamäť skôr či neskôr pretečie.

Prepínače navrhnuté na prevádzku v kritických častiach siete majú zvyčajne vyrovnávaciu pamäť niekoľko desiatok alebo stoviek kilobajtov na port. Je dobré, že túto vyrovnávaciu pamäť možno prerozdeliť medzi viacero portov, pretože súčasné preťaženie viacerých portov je nepravdepodobné. Doplnkový nástroj ochrana môže byť spoločnou vyrovnávacou pamäťou pre všetky porty v module správy prepínača. Takáto vyrovnávacia pamäť má zvyčajne veľkosť niekoľkých megabajtov.

Hlavné charakteristiky prepínača, ktoré merajú jeho výkon, sú:

Rýchlosť filtrácie (filtrovanie);

Rýchlosť smerovania (preposielanie);

Šírka pásma (priepustnosť);

Oneskorenie prenosu snímky.

Okrem toho existuje niekoľko charakteristík spínačov, ktoré majú najväčší vplyv na tieto výkonnostné charakteristiky. Tie obsahujú:

Veľkosť vyrovnávacej pamäte rámca (bufferov);

Výkon vnútornej pneumatiky;

Výkon procesora alebo procesorov;

Veľkosť internej tabuľky adries.

Rýchlosť filtrovania a rýchlosť propagácie

Rýchlosť filtrovania a posúvanie snímok sú dve hlavné výkonnostné charakteristiky prepínača. Tieto charakteristiky sú integrálnymi indikátormi, nezávisia od toho, ako je spínač technicky implementovaný.

Rýchlosť filtrovania určuje rýchlosť, pri ktorej prepínač vykonáva nasledujúce kroky spracovania snímok:

Prijímanie rámca do vyrovnávacej pamäte;

Zničenie rámca, pretože jeho cieľový port je rovnaký ako jeho zdrojový port.

Rýchlosť propagácie určuje rýchlosť, akou prepínač vykonáva nasledujúce kroky spracovania snímok:

Prijímanie rámca do vyrovnávacej pamäte;

Vyhľadajte tabuľku adries a nájdite port pre cieľovú adresu rámca;

Odoslanie rámca do siete cez cieľový port nájdený v tabuľke adries.

Rýchlosť filtrácie aj rýchlosť posunu sa zvyčajne merajú v snímkach za sekundu. Ak charakteristiky prepínača nešpecifikujú, pre ktorý protokol a pre akú veľkosť rámca sú uvedené hodnoty rýchlosti filtrovania a preposielania, potom sa štandardne uvažuje, že tieto indikátory sú uvedené pre ethernetový protokol a rámce minimálna veľkosť, teda rámce s dĺžkou 64 bajtov (bez preambuly), s dátovým poľom 46 bajtov. Ak sú rýchlosti uvedené pre konkrétny protokol, ako napríklad Token Ring alebo FDDI, potom sú uvedené aj pre rámce minimálnej dĺžky tohto protokolu (napríklad 29-bajtové rámce pre protokol FDDI). Použitie rámcov s minimálnou dĺžkou ako hlavného indikátora rýchlosti prepínača sa vysvetľuje skutočnosťou, že takéto rámce vždy vytvárajú najťažší prevádzkový režim pre prepínač v porovnaní s rámcami iného formátu s rovnakou priepustnosťou prenášaných používateľských dát. . Preto sa pri testovaní prepínača ako najťažší test používa režim minimálnej dĺžky rámca, ktorý by mal preveriť schopnosť prepínača pracovať s pre neho najhoršou kombináciou prevádzkových parametrov. Okrem toho, pre pakety s minimálnou dĺžkou sú rýchlosti filtrovania a preposielania na maximálnej hodnote, čo pri reklame na prepínač nemá malý význam.

Šírka pásma

Prepínacia priepustnosť sa meria počtom používateľských údajov prenesených za jednotku času cez jeho porty. Keďže prepínač pracuje na linkovej vrstve, užívateľské dáta preň sú dáta, ktoré sa prenášajú v dátovom poli rámcov protokolov linkovej vrstvy – Ethernet, Token Ring, FDDI atď. Maximálna hodnota priepustnosti prepínača sa vždy dosiahne na rámcoch maximálnej dĺžky, pretože v tomto prípade je podiel režijných nákladov na režijné informácie rámca oveľa nižší ako na rámce s minimálnou dĺžkou a čas na prepnutie na vykonávanie operácií spracovania rámcov na jeden bajt užívateľských informácií je podstatne menej.

Závislosť priepustnosti prepínača od veľkosti prenášaných rámcov dobre ilustruje príklad ethernetového protokolu, pre ktorý je pri prenose rámcov minimálnej dĺžky prenosová rýchlosť 14880 snímok za sekundu a priepustnosť 5,48 Mb/s. je dosiahnutá a pri prenose rámcov maximálnej dĺžky je dosiahnutá prenosová rýchlosť 812 snímok za sekundu a šírka pásma 9,74 Mb/s. Pri prechode na rámce s minimálnou dĺžkou klesne priepustnosť takmer o polovicu, a to bez zohľadnenia časovej straty pri spracovaní rámcov prepínačom.

Oneskorenie prenosu

Oneskorenie snímky sa meria ako čas, ktorý uplynie od okamihu, keď prvý bajt rámca príde na vstupný port prepínača, kým sa tento bajt neobjaví na výstupnom porte prepínača. Latencia je súčet času stráveného ukladaním bajtov rámca do vyrovnávacej pamäte, ako aj času stráveného spracovaním rámca prepínačom – vyhľadávaním tabuľky adries, rozhodovaním, či filtrovať alebo posielať ďalej, a získavaním prístupu k médiu výstupného portu. .

Veľkosť oneskorenia zavedeného spínačom závisí od režimu jeho činnosti. Ak sa prepínanie vykonáva „za behu“, oneskorenia sú zvyčajne malé a pohybujú sa od 10 μs do 40 μs a pri vyrovnávaní celého rámca - od 50 μs do 200 μs (pre rámce s minimálnou dĺžkou).

Switch je viacportové zariadenie, preto je zvykom, že všetky vyššie uvedené charakteristiky (okrem oneskorenia prenosu rámca) poskytuje v dvoch verziách. Prvou možnosťou je celkový výkon prepínača so súčasným prenosom prevádzky cez všetky jeho porty, druhou možnosťou je výkon na jeden port.

Keďže pri súčasnom prenose prevádzky viacerými portami existuje obrovské množstvo možností prevádzky, ktoré sa líšia veľkosťou rámcov v streame, rozložením priemernej intenzity rámcových streamov medzi cieľovými portami, variačnými koeficientmi intenzity rámové prúdy atď. atď., potom pri porovnávaní výhybiek z hľadiska výkonu je potrebné brať do úvahy, pre ktorý variant prevádzky boli zverejnené údaje o výkone získané. Bohužiaľ, pre prepínače (ako aj pre smerovače) neexistujú žiadne všeobecne akceptované vzory testovania prevádzky, ktoré by sa dali použiť na získanie porovnateľných výkonnostných charakteristík, ako sa to robí na získanie takých výkonnostných charakteristík výpočtových systémov ako TPC-A alebo SPECint92. Niektoré laboratóriá, ktoré neustále testujú komunikačné zariadenia, vypracovali podrobné popisy testovacích podmienok pre spínače a používajú ich vo svojej praxi, ale tieto testy sa ešte nestali všeobecnými priemyselnými.

výkon, sú:

• rýchlosť filtrovania snímok;
• rýchlosť propagácie rámov;
• priepustnosť;
• oneskorenie prenosu rám.

Okrem toho existuje niekoľko charakteristík spínačov, ktoré majú najväčší vplyv na tieto výkonnostné charakteristiky. Tie obsahujú:

• typ spínania;
• veľkosť vyrovnávacej pamäte rámcov;
• výkon spínacej matice;
• výkon procesora alebo procesorov;
• veľkosť prepínacie tabuľky.

Rýchlosť filtrovania a rýchlosť posunu snímok

Rýchlosť filtrovania a posúvanie snímok sú dve hlavné výkonnostné charakteristiky prepínača. Tieto charakteristiky sú integrálnymi indikátormi a nezávisia od toho, ako je spínač technicky implementovaný.

Rýchlosť filtrovania

• príjem rámca do jeho vyrovnávacej pamäte;
• zahodenie rámca, ak sa v ňom zistí chyba (nezhoduje sa kontrolná suma alebo rámec menší ako 64 bajtov alebo väčší ako 1518 bajtov);
• vypustenie rámca, aby sa zabránilo slučkám v sieti;
• vypustenie rámca v súlade s filtrami nakonfigurovanými na porte;
• prezeranie prepínacie tabuľky na vyhľadanie cieľového portu na základe cieľovej MAC adresy rámca a zahodenie rámca, ak sú zdroj a cieľ rámca pripojené k rovnakému portu.

Rýchlosť filtrovania takmer všetkých prepínačov je neblokujúca - prepínač zvláda vypadávanie snímok rýchlosťou ich príchodu.

Rýchlosť preposielania určuje rýchlosť, akou prepínač vykonáva nasledujúce kroky spracovania snímok:

• príjem rámca do jeho vyrovnávacej pamäte;
• prezeranie prepínacie tabuľky s cieľom nájsť cieľový port na základe MAC adresy príjemcu rámca;
• prenos rámca do siete prostredníctvom nájdeného softvéru prepínací stôl prístav destinácie.

Rýchlosť filtrácie aj rýchlosť posunu sa zvyčajne merajú v snímkach za sekundu. Ak charakteristiky prepínača nešpecifikujú, pre ktorý protokol a pre akú veľkosť rámca sú uvedené hodnoty rýchlosti filtrovania a preposielania, potom sa štandardne uvažuje, že tieto indikátory sú uvedené pre ethernetový protokol a rámce minimálna veľkosť, to znamená rámce dlhé 64 bajtov (bez preambuly) s dátovým poľom 46 bajtov. Použitie rámcov minimálnej dĺžky ako hlavného indikátora rýchlosti spracovania prepínačom sa vysvetľuje skutočnosťou, že takéto rámce vždy vytvárajú najťažší prevádzkový režim pre prepínač v porovnaní s rámcami iného formátu s rovnakou priepustnosťou prenášaných používateľských dát. . Pri testovaní prepínača sa preto ako najťažší test používa režim minimálnej dĺžky rámca, ktorý by mal preveriť schopnosť prepínača pracovať s najhoršou kombináciou prevádzkových parametrov.

Prepínacia šírka pásma (priepustnosť) sa meria množstvom používateľských dát (v megabitoch alebo gigabitoch za sekundu) prenesených za jednotku času cez jej porty. Keďže prepínač pracuje na linkovej vrstve, užívateľskými dátami sú pre neho dáta, ktoré sú prenášané v dátovom poli rámcov protokolov linkovej vrstvy - Ethernet, Fast Ethernet atď. Vždy je dosiahnutá maximálna hodnota priepustnosti prepínača. na rámcoch s maximálnou dĺžkou, od kedy V tomto prípade je podiel režijných nákladov na réžiu rámca oveľa nižší ako na rámce s minimálnou dĺžkou a čas pre prepínač na vykonanie operácií spracovania rámca na jeden bajt užívateľských informácií je podstatne menej. Preto môže byť prepínač blokovaný pre minimálnu dĺžku rámca, ale stále má veľmi dobrú priepustnosť.

Oneskorenie prenosu snímky (oneskorenie vpred) sa meria ako čas, ktorý uplynie od okamihu, keď prvý bajt rámca príde na vstupný port prepínača, do okamihu, keď sa tento bajt objaví na jeho výstupnom porte. Oneskorenie je súčet času stráveného ukladaním bajtov rámca do vyrovnávacej pamäte, ako aj času stráveného spracovaním rámca prepínačom, konkrétne prezeraním prepínacie tabuľky, vykonanie rozhodnutia o preposielaní a získanie prístupu do prostredia výstupného portu.

Veľkosť oneskorenia zavedeného spínačom závisí od spôsobu spínania, ktorý sa v ňom používa. Ak sa prepínanie vykonáva bez ukladania do vyrovnávacej pamäte, oneskorenia sú zvyčajne malé a pohybujú sa od 5 do 40 µs a pri ukladaní do vyrovnávacej pamäte celého rámca - od 50 do 200 µs (pre snímky s minimálnou dĺžkou).

Veľkosť prepínacieho stola

Maximálna kapacita prepínacie tabuľky definuje limitné množstvo MAC adresy, ktoré môže prepínač súčasne obsluhovať. V prepínací stôl pre každý port možno uložiť dynamicky naučené MAC adresy aj statické MAC adresy, ktoré vytvoril správca siete.

Hodnota maximálneho počtu MAC adries, ktoré je možné uložiť prepínací stôl, závisí od použitia prepínača. Prepínače D-Link pre pracovné skupiny a malé kancelárie zvyčajne podporujú tabuľku MAC adries 1K až 8K. Prepínače veľkých pracovných skupín podporujú tabuľky MAC adries s veľkosťou 8 000 až 16 000 a prepínače chrbticovej siete zvyčajne podporujú 16 000 až 64 000 adries alebo viac.

Nedostatočná kapacita prepínacie tabuľky môže spôsobiť spomalenie prepínača a zanesenie siete nadmernou prevádzkou. Ak je prepínacia tabuľka plná a port narazí na novú zdrojovú MAC adresu v prichádzajúcom rámci, prepínač ju nebude môcť zobraziť. Rámec odpovede na túto MAC adresu bude v tomto prípade odoslaný cez všetky porty (okrem zdrojového portu), t.j. spôsobí záplavy.

Veľkosť vyrovnávacej pamäte rámca

Pre dočasné ukladanie rámcov v prípadoch, keď ich nemožno okamžite preniesť na výstupný port, sú prepínače v závislosti od implementovanej architektúry vybavené vyrovnávacími pamäťami na vstupných, výstupných portoch alebo spoločnou vyrovnávacou pamäťou pre všetky porty. Veľkosť vyrovnávacej pamäte ovplyvňuje oneskorenie rámca aj rýchlosť straty paketov. Preto čím väčšie množstvo vyrovnávacej pamäte, tým menšia je pravdepodobnosť straty snímok.

Prepínače navrhnuté na prevádzku v kritických častiach siete majú zvyčajne vyrovnávaciu pamäť niekoľko desiatok alebo stoviek kilobajtov na port. Vyrovnávacia pamäť spoločná pre všetky porty má zvyčajne veľkosť niekoľkých megabajtov.

Hlavnými technickými parametrami, ktoré možno použiť na vyhodnotenie prepínača postaveného pomocou ľubovoľnej architektúry, sú rýchlosť filtrovania a rýchlosť presmerovania.

Rýchlosť filtrovania určuje počet snímok za sekundu, s ktorými má prepínač čas na vykonanie nasledujúcich operácií:

• príjem rámca do jeho vyrovnávacej pamäte;
• nájdenie portu pre cieľovú adresu rámca v tabuľke adries;
• zničenie rámca (cieľový port je rovnaký ako zdrojový port).

Rýchlosť posunu, analogicky s predchádzajúcim odsekom, určuje počet snímok za sekundu, ktoré je možné spracovať pomocou nasledujúceho algoritmu:

• príjem rámca vo vašej vyrovnávacej pamäti,
• nájdenie portu pre cieľovú adresu rámca;
• prenos rámca do siete cez nájdený (podľa korešpondencie tabuľky adries) cieľový port.

Štandardne sa tieto ukazovatele považujú za merané podľa Ethernet protokol pre rámce s minimálnou veľkosťou (dĺžka 64 bajtov). Keďže hlavný čas zaberá analýza záhlavia, čím kratšie sú prenášané rámce, tým vážnejšie je zaťaženie procesora a prepínača.

Ďalšie najdôležitejšie technické parametre prepínača budú:

• šírka pásma (priepustnosť);
• oneskorenie prenosu rámca.
• veľkosť internej tabuľky adries.
• veľkosť vyrovnávacej pamäte rámcov;
• výkon spínača;

Priepustnosť sa meria množstvom dát prenesených cez porty za jednotku času. Prirodzene, čím väčšia je dĺžka rámca (viac údajov pripojených k jednej hlavičke), tým väčšia by mala byť priepustnosť. Takže s typickou rýchlosťou „pasu“ 14880 snímok za sekundu pre takéto zariadenia bude priepustnosť 5,48 Mb/s na 64-bajtových paketoch a limit rýchlosti prenosu dát bude stanovený prepínačom.

Zároveň pri prenose rámcov maximálnej dĺžky (1500 bajtov) bude rýchlosť zálohovania 812 snímok za sekundu a priepustnosť bude 9,74 Mb / s. V skutočnosti bude limit prenosu dát určený rýchlosťou ethernetového protokolu.

Oneskorenie prenosu rámca znamená čas, ktorý uplynul od okamihu, keď bol rámec zapísaný do vyrovnávacej pamäte vstupného portu prepínača, kým sa neobjaví na jeho výstupnom porte. Môžeme povedať, že ide o čas predstihu jedného rámca (ukladanie do vyrovnávacej pamäte, vyhľadávanie v tabuľke, rozhodnutie o filtrovaní alebo preposielaní a získanie prístupu k médiu výstupného portu).

Veľkosť oneskorenia veľmi závisí od toho, ako sa snímky posúvajú. Ak sa použije metóda prepínania za chodu, oneskorenia sú malé a pohybujú sa od 10 µs do 40 µs, zatiaľ čo pri plnej vyrovnávacej pamäti - od 50 µs do 200 µs (v závislosti od dĺžky rámca).

Ak je prepínač (alebo dokonca jeden z jeho portov) silne zaťažený, ukazuje sa, že aj pri prepínaní za chodu je väčšina prichádzajúcich rámcov nútená ukladať do vyrovnávacej pamäte. Preto najzložitejšie a najdrahšie modely majú schopnosť automaticky meniť mechanizmus prepínača (prispôsobenie) v závislosti od zaťaženia a charakteru premávky.

Veľkosť tabuľky adries (tabuľka CAM). Určuje maximálny počet MAC adries, ktoré sú obsiahnuté v mapovacej tabuľke portov a MAC adries. V technickej dokumentácii sa zvyčajne uvádza pre jeden port ako počet adries, ale niekedy sa stáva, že veľkosť pamäte pre tabuľku je uvedená v kilobajtoch (jeden záznam zaberá najmenej 8 kb a „nahradenie“ čísla je veľmi výhodné pre bezohľadného výrobcu).

Pre každý port môže byť vyhľadávacia tabuľka CAM iná a keď pretečie, tak najviac starý záznam sa vymaže a do tabuľky sa zapíše nový. Preto, ak sa prekročí počet adries, sieť môže pokračovať v práci, ale prevádzka samotného prepínača sa výrazne spomalí a segmenty, ktoré sú k nemu pripojené, budú zaťažené nadmernou prevádzkou.

Predtým existovali modely (napríklad 3com SuperStack II 1000 Desktop), v ktorých veľkosť tabuľky umožňovala uložiť jednu alebo viac adries, kvôli čomu ste museli byť veľmi opatrní pri návrhu siete. Teraz však aj tie najlacnejšie desktopové prepínače majú tabuľku 2-3K adries (a chrbticu ešte viac) a tento parameter prestal byť technologickou prekážkou.

Veľkosť vyrovnávacej pamäte. Je potrebné, aby switch dočasne ukladal dátové rámce v prípadoch, keď ich nie je možné okamžite preniesť na cieľový port. Je jasné, že premávka je nerovnomerná, vždy sa objavia vlnky, ktoré treba vyhladiť. A čím väčšia je vyrovnávacia pamäť, tým väčšiu záťaž dokáže „nabrať“.

Jednoduché modely prepínačov majú vyrovnávaciu pamäť niekoľko stoviek kilobajtov na port, viac drahé modely táto hodnota dosahuje niekoľko megabajtov.

Výkon prepínača. V prvom rade si treba uvedomiť, že switch je komplexné multiportové zariadenie a práve tak pre každý parameter zvlášť nie je možné posúdiť jeho vhodnosť na riešenie úlohy. Existuje veľké množstvo možností prenosu s rôznymi rýchlosťami, veľkosťami rámcov, distribúciou portov atď. Stále neexistuje spoločná metodika hodnotenia (referenčná návštevnosť) a používajú sa rôzne „firemné testy“. Sú pomerne zložité a v tejto knihe sa budeme musieť obmedziť na všeobecné odporúčania.

Ideálny prepínač by mal prenášať rámce medzi portami rovnakou rýchlosťou, akou ich generujú pripojené uzly, bez strát a bez zavádzania ďalších oneskorení. Na tento účel sú potrebné vnútorné prvky prepínača (portové procesory, intermodulová zbernica, CPU atď.) musia byť schopné zvládnuť prichádzajúcu premávku.

Zároveň v praxi existuje veľa celkom objektívnych obmedzení možností prepínačov. Klasický prípad, keď niekoľko sieťových uzlov intenzívne interaguje s jedným serverom, nevyhnutne spôsobí pokles reálneho výkonu v dôsledku pevnej rýchlosti protokolu.

Výrobcovia dnes plne zvládli výrobu prepínačov (10/100baseT), aj veľmi lacné modely majú dostatočnú šírku pásma a dosť rýchle procesory. Problémy začínajú, keď sa musia použiť zložitejšie metódy obmedzenia rýchlosti pripojených uzlov (protitlak), filtrovanie a ďalšie protokoly, o ktorých sa hovorí nižšie.

Na záver treba povedať, že najlepšie kritérium stále existuje prax, keď prepínač ukazuje svoje schopnosti v reálnej sieti.

Ďalšie funkcie prepínačov.

Ako už bolo spomenuté vyššie, dnešné prepínače majú toľko funkcií, že konvenčné prepínanie (ktoré sa pred desiatimi rokmi zdalo ako technologický zázrak) ustupuje do pozadia. Modely s cenou od 50 do 5 000 USD dokážu prepínať rámy rýchlo a s relatívne vysokou kvalitou. Rozdiel je v dodatočných funkciách.

Je jasné že najväčší počet spravované prepínače majú ďalšie funkcie. Ďalej v popise budú konkrétne zvýraznené možnosti, ktoré zvyčajne nemožno správne implementovať na vlastných prepínačoch.

Pripojenie spínačov v stohu. Táto dodatočná možnosť je jednou z najjednoduchších a najpoužívanejších v veľké siete. Jeho zmyslom je prepojenie viacerých zariadení vysokorýchlostnou spoločnou zbernicou pre zvýšenie výkonu komunikačného uzla. V tomto prípade možno niekedy využiť možnosti jednotného riadenia, monitorovania a diagnostiky.

Je potrebné poznamenať, že nie všetci predajcovia používajú technológiu pripojenia prepínačov pomocou špeciálnych portov (stohovanie). V tejto oblasti sú čoraz bežnejšie linky Gigabit Ethernet alebo zoskupením niekoľkých (až 8) portov do jedného komunikačného kanála.

Spanning Tree Protocol (STP). Pri jednoduchých LAN nie je udržiavanie správnej topológie Ethernetu (hierarchickej hviezdy) počas prevádzky náročné. No pri veľkej infraštruktúre sa to stáva vážnym problémom – nesprávny crossover (uzavretie segmentu do kruhu) môže viesť k zastaveniu prevádzky celej siete alebo jej časti. Nájsť miesto nešťastia navyše nemusí byť vôbec jednoduché.

Na druhej strane sú takéto redundantné spojenia často pohodlné (veľa sietí na prenos dát je postavených presne podľa kruhovej architektúry) a môžu výrazne zvýšiť spoľahlivosť - ak existuje správny mechanizmus spracovania slučky.

Na vyriešenie tohto problému sa používa protokol Spanning Tree Protocol (STP), v ktorom prepínače automaticky vytvoria aktívnu konfiguráciu prepojenia podobnú stromu a nájdu ju pomocou výmeny servisných paketov (Bridge Protocol Data Unit, BPDU), ktoré sú umiestnené v dátové pole ethernetového rámca. Výsledkom je, že slučkové porty sú zablokované, ale môžu sa automaticky zapnúť, ak sa hlavné spojenie preruší.

Technológia STA teda poskytuje podporu pre redundantné prepojenia v sieti komplexnej topológie a jej možnosti automatické zmeny bez zásahu správcu. Táto funkcia je viac než užitočná vo veľkých (alebo distribuovaných) sieťach, ale pre svoju zložitosť sa zriedka používa vo vlastných prepínačoch.

Spôsoby kontroly prichádzajúceho toku. Ako je uvedené vyššie, ak je prepínač nerovnomerne zaťažený, jednoducho nemôže fyzicky preniesť dátový tok cez seba plnou rýchlosťou. Ale jednoducho zahodiť nadbytočné snímky zo zrejmých dôvodov (napríklad prerušenie relácií TCP) je veľmi nežiaduce. Preto je potrebné použiť mechanizmus na obmedzenie intenzity dopravy prenášanej uzlom.

Možné sú dva spôsoby - agresívne zachytenie prenosového média (napríklad prepínač nemusí rešpektovať štandardné časové intervaly). Táto metóda je však vhodná len pre „všeobecné“ prenosové médium, ktoré sa v prepínanom Ethernete používa zriedka. Metóda protitlaku má rovnakú nevýhodu, pri ktorej sa do uzla prenášajú fiktívne snímky.

Preto je v praxi žiadaná technológia Advanced Flow Control (popísaná v štandarde IEEE 802.3x), ktorej význam je v prenose špeciálnych „pauzových“ rámcov prepínačom do uzla.

Filtrovanie premávky. Často je veľmi užitočné nastaviť dodatočné podmienky filtrovania snímok na portoch prepínača pre prichádzajúce alebo odchádzajúce snímky. Týmto spôsobom môžete obmedziť prístup. určité skupiny používateľov na určité sieťové služby pomocou adresy MAC alebo značky virtuálnej siete.

Podmienky filtrovania sa spravidla zapisujú ako booleovské výrazy vytvorené pomocou logické operácie A a ALEBO.

Komplexné filtrovanie vyžaduje dodatočný výpočtový výkon z prepínača a ak nestačí, môže výrazne znížiť výkon zariadenia.

Možnosť filtrovania je veľmi dôležitá pre siete, kde sú koncovými užívateľmi „komerční“ účastníci, ktorých správanie nie je možné regulovať administratívnymi opatreniami. Keďže môžu podniknúť neoprávnené deštruktívne akcie (napríklad spoof IP alebo Mac adresa váš počítač), je žiaduce poskytnúť na to minimum príležitostí.

Prepínanie tretej úrovne (vrstva 3). Vzhľadom na rýchly rast rýchlostí a rozšírené používanie prepínačov je dnes viditeľná priepasť medzi možnosťami prepínania a klasického smerovania pomocou sálové počítače. V tejto situácii je najlogickejšie dať riadenému prepínaču schopnosť analyzovať snímky na tretej úrovni (podľa 7-vrstvového modelu OSI). Takéto zjednodušené smerovanie umožňuje výrazne zvýšiť rýchlosť, flexibilnejšie riadiť prevádzku veľkej LAN.

V sieťach na prenos transportných dát je však použitie prepínačov stále veľmi obmedzené, aj keď tendenciu stierať ich rozdiely od smerovačov z hľadiska schopností možno vysledovať celkom jasne.

Možnosti správy a monitorovania. Rozsiahly pridané vlastnosti znamená pokročilé a pohodlné ovládanie. Predtým jednoduché zariadenia sa dá ovládať niekoľkými tlačidlami cez malý digitálny indikátor alebo cez port konzoly. Ale to je už minulosť - nedávno boli vydané prepínače, ktoré sú spravované cez bežný port 10/100baseT pomocou Telnetu, webového prehliadača alebo cez protokol SNMP. Ak sú prvé dva spôsoby celkovo, len pohodlné pokračovanie z bežných nastavení pri spustení, potom vám SNMP umožňuje použiť prepínač ako skutočne všestranný nástroj.

Pre Etherenet sú zaujímavé iba jeho rozšírenia - RMON a SMON. RMON-I je opísaný nižšie, okrem neho existuje RMON-II (ovplyvňuje viac vysoké úrovne OSI). Navyše v prepínačoch "strednej úrovne" sú spravidla implementované iba skupiny RMON 1-4 a 9.

Princíp činnosti je nasledovný: Agenti RMON na prepínačoch posielajú informácie na centrálny server, kde je špeciálna softvér(napríklad HP OpenView) spracováva informácie a prezentuje ich vo forme vhodnej na správu.

Okrem toho je možné proces ovládať - vzdialenou zmenou nastavení priveďte sieť späť do normálu. Okrem monitorovania a správy pomocou SNMP môžete vybudovať fakturačný systém. Zatiaľ to vyzerá akosi exoticky, no príklady reálneho využitia tohto mechanizmu už existujú.

Štandard RMON-I MIB popisuje 9 skupín objektov:

1. Štatistika - aktuálne nahromadené štatistiky o charakteristikách rámcov, počte kolízií, chybných snímkach (podrobne podľa typov chýb) atď.
2. História - štatistické údaje ukladané v určitých intervaloch pre následnú analýzu trendov ich zmien.
3. Alarmy – štatistické prahy, nad ktorými RMON agent generuje špecifickú udalosť. Realizácia tejto skupiny si vyžaduje implementáciu skupiny Events - eventy.
4. Hostiteľ - údaje o hostiteľoch siete zistené ako výsledok analýzy MAC adries rámcov cirkulujúcich v sieti.
5. Host TopN - tabuľka N sieťových hostiteľov s najvyššími hodnotami daných štatistických parametrov.
6. Traffic Matrix - štatistika o intenzite prevádzky medzi každým párom sieťových hostiteľov, usporiadaná vo forme matice.
7. Filter - podmienky filtrovania paketov; pakety, ktoré spĺňajú danú podmienku, môžu byť buď zachytené, alebo môžu generovať udalosti.
8. Packet Capture – skupina paketov zachytených podľa špecifikovaných podmienok filtrovania.
9. Udalosť - podmienky pre registráciu akcie a oznamovanie udalosti.

Podrobnejšia diskusia o možnostiach SNMP by si vyžadovala nie menej miesta ako táto kniha, tak nad týmto by bolo vhodné sa pozastaviť, veľmi všeobecný popis tento zložitý, ale výkonný nástroj.

Virtuálne siete (Virtual Local-Area Network, VLAN). Možno je to najdôležitejšia (najmä pre domáce siete) a široko používaná funkcia moderných prepínačov. Treba poznamenať, že existuje niekoľko zásadne odlišných spôsobov konštrukcie virtuálne siete pomocou prepínačov. Vzhľadom na jeho veľký význam pre poskytovanie Ethernetu bude jeho podrobný popis technológie uvedený v jednej z nasledujúcich kapitol.

Stručný význam je vytvoriť niekoľko virtuálnych (sieťami nezávislých na sebe) na jednej fyzickej ethernetovej LAN pomocou prepínačov (2 úrovne modelu OSI), čo umožňuje centrálnemu smerovaču spravovať porty (alebo skupiny portov) na vzdialených prepínačoch. Čo vlastne robí VLAN veľmi pohodlným prostriedkom na poskytovanie služieb prenosu dát (poskytovateľ).