Мости FDDI-ethernet

Мости працюють на перших двох рівнях моделі взаємодії відкритих систем - на фізичному і канальному - і призначені для зв'язку декількох ЛВС однотипних чи різних протоколів фізичного рівня, наприклад, Ethernet, Token Ring і FDDI. По своєму принципі дії мости підрозділяються на два типи (Sourece Routing - маршрутизація джерела) вимагають, щоб вузол-відправник пакета розміщав у ньому інформацію про шлях його маршрутизації. Іншими словами, кожна станція повинна мати убудовані функції по маршрутизації пакетів. Другий тип мостів (Transparent Bridges - прозорі мости) забезпечують прозорий зв'язок станцій, розташованих у різних ЛВС, і усі функції по маршрутизації виконують тільки самі мости. Нижче ми будемо вести мову тільки про такі мости. Усі мости можуть поповнювати таблицю адрес (Learn addresses), маршрутизувати і фільтрувати пакети. Інтелектуальні мости, крім того, з метою підвищення чи безпеки продуктивності можуть фільтрувати пакети за критеріями, що задається через систему керування мережею.
Коли на один з портів моста приходить пакет даних, міст чи повинний переправити його на той порт, до якого підключений вузол призначення пакета, чи просто відфільтрувати його, якщо вузол призначення знаходиться на тім же самому порту, з якого прийшов пакет. Фільтрація дозволяє уникнути зайвого трафіка в інших сегментах ЛВС.
Кожен міст будує внутрішню таблицю фізичних адрес підключених до мережі вузлів. Процес її заповнення полягає в наступному. Кожен пакет має у своєму заголовку фізичні адреси вузлів відправлення і призначення. Одержавши на один зі своїх портів пакет даних, міст працює по наступному алгоритму. На першому кроці міст перевіряє, чи занесений у його внутрішню таблицю адреса вузла відправника пакета. Якщо ні, то міст заносить його в таблицю і зв'язує з ним номер порту, на який надійшов пакет. На другому кроці перевіряється, чи занесений у внутрішню таблицю адреса вузла призначення. Якщо ні, то міст передає прийнятий пакет в усі мережі, підключені до всіх інших його портів. Якщо адреса вузла призначення знайдений у внутрішній таблиці, міст перевіряє, чи підключена ЛВС вузла призначення до того ж самому порту, з якого прийшов пакет, чи ні. Якщо ні, то міст відфільтровує пакет, а якщо так, те передає його тільки на той порт, до якого підключений сегмент мережі з вузлом призначення.
Три головних параметри моста:
- розмір внутрішньої адресної таблиці;
- швидкість фільтрації;
- швидкість маршрутизації пакетів.
Розмір адресної таблиці характеризує максимальне число мережних пристроїв, трафік яких може маршрутизувати міст. Типові значення розмірів адресної таблиці лежать у межах від 500 до 8000. Що ж відбудеться у випадку, якщо кількість підключених вузлів перевищить розміри адресної таблиці?
Оскільки більшість мостів зберігають у ній мережні адреси вузлів, останніми передававшими свої пакети, міст поступово буде "забувати" адреси вузлів, резе інших передавальних пакети. Це може привести до зниження ефективності процесу фільтрації, але не викликає принципових проблем у роботі мережі.
Швидкості фільтрації і маршрутизації пакетів характеризують продуктивність моста. Якщо вони нижче максимально можливої інтенсивності передачі пакетів по ЛВС, то міст може бути причиною затримок і зниження продуктивності. Якщо вище - значить вартість моста вище мінімально необхідної. Розрахуємо, який повинна бути продуктивність моста для підключення до FDDI декількох ЛВС протоколу Ethernet.
Обчислимо максимально можливу інтенсивність пакетів мережі Ethernet. Структура пакетів Ethernet показана в таблиці 1. Мінімальна довжина пакета дорівнює 72 чи байт 576 біт. Час, необхідне для передачі одного біта по ЛВС протоколу Ethernet зі швидкістю 10 Мбіт/сек дорівнює 0.1 мксек. Тоді час передачі мінімального по довжині пакета складе 57.6*10-6 сек. Стандарт Ethernet вимагає паузи між пакетами в 9.6 мксек. Тоді кількість пакетів, переданих за 1 сек, буде дорівнює 1/((57.6+9.6)*10-6)=14880 пакетів у секунду.
Якщо міст приєднує до мережі FDDI N мереж протоколу Ethernet, то, відповідно, його швидкості фільтрації і маршрутизації повинні бути рівні N*14880 пакетів у секунду.
Довжина в байтах | 8 | 6 | 6 | 2 | від 46 до 1500 | 4
Поле | Преамбула | Адреса одержувача | Адреса відправника | Тип/Довжина | Дані | Контрольна сума
Таблиця 2.1.

Структура пакета в мережах Ethernet.
З боку порту FDDI швидкість фільтрації пакетів повинна бути значно вище. Для того, щоб міст не знижував продуктивність мережі, вона повинні складати близько 500000 пакетів у секунду.
За принципом передачі пакетів мости підрозділяються на Encapsulating Bridges і Translational Bridges пакети фізичного рівня однієї ЛВС цілком переносять у пакети фізичного рівня інший ЛВС. Після проходження по другий ЛВС інший аналогічний міст видаляє оболонку з проміжного протоколу, і пакет продовжує своє руху у вихідному виді.
Такі мости дозволяють зв'язати FDDI-магістраллю два ЛВС протоколи Ethernet. Однак у цьому випадку FDDI буде використовуватися тільки як середовище передачі, і станції, підключені до мереж Ethernet, не будуть "бачити" станцій, безпосередньо підключених до мережі FDDI.
Мости другого типу виконують перетворення з одного протоколу фізичного рівня в іншій. Вони видаляють заголовок і замикаючу службову інформацію одного протоколу і переносять дані до іншого протоколу. Таке перетворення має істотна перевага: FDDI можна використовувати не тільки як середовище передачі, але і для безпосереднього підключення мережного устаткування, прозоро видимого станціями, підключеними до мереж Ethernet.
Таким чином, подібні мости забезпечують прозорість усіх мереж по протоколах мережного і більш верхніх рівнів (TCP/IP, Novell IPX, ISO CLNS, DECnet Phase IV і Phase V, AppleTalk Phase 1 і Phase 2, Banyan VINES, XNS і ін.).
Ще одна важлива характеристика моста - чи наявність відсутність підтримки алгоритму резервних шляхів (Spannig Tree Algorithm - STA) IEEE 802.1D. Іноді його називають також стандартом прозорих мостів (Transparent Bridging Standard - TBS).
Ситуація, коли між ЛВС1 і ЛВС2 існують два можливих шляхи - через міст 1 чи через міст 2 і аналогічні цим, називаються активними петлями. Активні петлі можуть викликати серйозні мережні проблеми: дублюючі пакети порушують логіку роботи мережних протоколів і приводять до зниження пропускної здатності кабельної системи. STA забезпечує блокування всіх можливих шляхів, крім одного. Утім, у випадку проблем з основною лінією зв'язку, одні з резервних шляхів відразу буде призначений активним.
Інтелектуальні мости
Дотепер ми обговорювали властивості довільних мостів. Інтелектуальні мости мають ряд додаткових функцій. Для великих комп'ютерних мереж однієї з ключових проблем, що визначають їхня ефективність, є зниження вартості експлуатації, рання діагностика можливих проблем, скорочення часу пошуку й усунення несправностей.
Для цього застосовуються системи централізованого керування мережею. Як правило вони працюють по SNMP протоколі (Simple Network Management Protocol) і дозволяють адміністратору мережі з його робочого місця:
- конфігорувати порти концентраторів;
- робити набір статистики й аналіз трафік. Наприклад, для кожної підключеної до мережі станції можна одержати інформацію про тім, коли вона останній раз посилала пакети в мережу, про число пакетів і байт, прийнятих кожною станцією з ЛВС, відмінних від тієї, до якої вона підключена, число переданих широкомовних (broadcast) пакетів і т.д.;
установлювати додаткові фільтри на порти концентратора по номерах ЛВС чи по фізично адресах мережних пристроїв з метою посилення захисту від несанкціонованого доступу до ресурсів чи мережі для підвищення ефективності функціонування окремих сегментів ЛВС;
- оперативно одержувати повідомлення про усіх виникаючих проблемах у мережі і легко їхній локалізувати;
- проводити діагностику модулів концентраторів;
- переглядати в графічному виді зображення передніх панелей модулів, встановлених у вилучені концентратори, включаючи і поточне стан індикаторів (це можливо завдяки тому, що програмне забезпечення автоматично розпізнає, який саме з модулів встановлений у кожен конкретний слот концентратора, і одержує інформацію і поточному статусі всіх портів модулів);
- переглядати системних журнал, у який автоматично записується інформація про всі проблеми з мережею, про час включення і вимикання робочих станцій і серверів і про всіх інших важливим для адміністратора подіях.
Перераховані функції властиві всі інтелектуальним мостам і маршрутизаторам. частина з них (наприклад, Prism System фірми Gandalf), крім того, мають наступними важливі розширені можливості:
1. Пріоритети протоколів. По окремих протоколах мережного рівня деякі концентратори працюють як маршрутизатори. У цьому випадку може підтримуватися установка пріоритетів одних протоколів над іншими. Наприклад, можна установити пріоритет TCP/IP над всіма іншими протоколами. Це означає, що пакети TCP/IP будуть передаватися в першу чергу (це буває корисно у випадку недостатньої смуги пропущення кабельної системи).
2. Захист від "штормів широкомовних пакетів" (broadcast storm). Одна з характерних несправностей мережного устаткування і помилок у програмному забезпеченні - мимовільна генерація з високою інтенсивністю broadcast-пакетів, тобто пакетів, адресованих всім іншим підключеним до мережі пристроям. Мережна адреса вузла призначення такого пакета складається з одних одиниць. Одержавши такий пакет на один зі своїх портів, міст повинний адресувати його на всі інші порти, включаючи і FDDI порт. У нормальному режимі такі пакети використовуються операційними системами для службових цілей, наприклад, для розсилання повідомлень про появу в мережі нового сервера. Однак при високій інтенсивності їхньої генерації, вони відразу займуть усю смугу пропущення. Міст забезпечує захист мережі від перевантаження, включаючи фільтр на тім порту, з якого надходять такі пакети. Фільтр не пропускає broadcast-пакети й інші ЛВС, охороняючи тим самим іншу мережу від перевантаження і зберігаючи її працездатність.
3. Збір статистики в режимі "Що, якщо?" Ця опція дозволяє віртуально установлювати фільтри на порти моста. У цьому режимі фізично фільтрація не проводиться, але ведеться збір статистики про пакети, що були б відфільтровані при реальному включенні фільтрів. Це дозволяє адміністратору попередньо оцінити наслідку включення фільтра, знижуючи тим самим імовірність помилок при неправильно встановлених умовах фільтрації і не приводячи до збоїв у роботі підключеного устаткування.
2.2 КОДИ, ЩО САМОСИНХРОНІЗУЮТЬСЯ.
При передачі цифрових сигналів по аналогових лініях зв'язку передавальна і приймаюча станції повинні бути синхронізовані між собою по частоті передачі біт у каналі. У противному випадку неминучі помилки при прийомі.
У випадку, якщо приймач і передавач розташовані близько друг від друга, то для синхронізації можна використовувати окремий чи канал лінію. Якщо ж станції рознесені на великі відстані, то стає вигідніше вмонтувати можливість частотного настроювання в сам сигнал. Для цього застосовуються коди, що сам-синхронізуються. Ідея полягає в тому, щоб переданий сигнал часто змінював свій стан (з 0 на 1 і навпаки) навіть у випадку, якщо передаються довгі послідовності даних, що складаються тільки з одних 0 чи тільки з одних 1.
Манчестерське кодування - один зі способів побудови коду, що сам-синхронізується. Цей код забезпечує зміна стану сигналу при представленні кожного біта. Манчестерське кодування вимагає подвоєної швидкості передачі сигналу в бодах щодо переданих даних.
Застосований у FDDI код, що сам-синхронізується, 5В/4В є однієї з можливих альтернатив для манчестерського кодування. У таблиці представлений спосіб кодування чотирьох інформаційних біт п'ятьма сигнальними бітами коду 5В/4В. Коди перетворення підібрані таким чином, щоб забезпечити можливо більш часта зміна сигналу, незалежно від виду переданих даних.
4 біти даних | 5 біт даних
0000 | 11110
0001 | 01001
0010 | 10100
0011 | 10101
0100 | 01010
0101 | 01011
0110 | 01110
0111 | 01111
1000 | 10010
1001 | 10011
1010 | 10110
1011 | 10111
1100 | 11010
1101 | 11011
1110 | 11100
1111 | 11101
Таблиця 2.2.
2.3 ВІДКАЗОСТІЙКІСТЬ МЕРЕЖ FDDI.
Стандарт ANSI X3T9.5 регламентує 4 основних відказостійкі властивості мереж FDDI:
1. Кільцева кабельна система зі станціями класу А відказостійка до однократного обриву кабелю в будь-якім місці кільця. Станції, що знаходяться по обох сторони обриву, реконфігурують шлях циркуляції маркера і даних, підключаючи для цього вторинне волоконно - оптичне кільце.
2. Вимикання харчування, відмовлення однієї зі станцій класу В чи обривши кабелю від концентратора до цієї станції буде виявлений концентратором, і відбудеться відключення станції від кільця.
3. Дві станції класу В підключені відразу до двох концентраторів. Цей спеціальний вид підключення називається Dual Homing і може бути використаний для відказостійкого (до несправностей у чи концентраторі в кабельній системі) підключення станцій класу В за рахунок дублювання підключення до основного кільця. У нормальному режимі обмін даними відбувається тільки через один концентратор. Якщо з якої-небудь причини зв'язок губиться, то обмін буде здійснюватися через другий концентратор.
4. Вимикання чи харчування відмовлення однієї зі станцій класу А не приведе до відмовлення інших станцій, підключених до кільця, тому що світловий сигнал буде просто пасивно передаватися до наступного станції через оптичний перемикач (Optical Bypass Switch). Стандарт допускає мати до трьох послідовно розташованих виключених станцій. Оптичні перемикачі роблять фірми Molex і AMP.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать