Configuración inicial del conmutador. Aspectos teóricos para garantizar la seguridad de las redes informáticas basadas en conmutadores D-Link Clasificación de conmutadores según su controlabilidad

Los problemas de electricidad en casa pueden ser bastante frustrantes y pueden ser frustrantes cuando ocurre a medianoche, especialmente en verano. Es posible que no haya un electricista disponible en ningún momento. Por lo tanto, un conocimiento básico de cableado residencial y problemas eléctricos generales puede ayudarlo a superar este caos. Un conocimiento básico es todo lo que necesita. Sin embargo, evite resolver estos problemas si corren un mayor riesgo, porque no importa cuánto conocimiento tenga, la experiencia puede confundirlo.

Llegar a Italia en coche es fácil y cómodo. Muchos propietarios de automóviles viajan voluntariamente con sus automóviles. Incluido viajar al extranjero con placer. Por tanto, viajar en coche a Italia ya no es una rareza para nuestros ciudadanos.

Los abogados penales son especialistas en la conducción de casos penales de diversos tamaños. Estos son abogados cuya vocación es brindar servicios vitales a personas que son juzgadas como criminales por el tribunal. La intención principal de obtener el servicio de un abogado defensor penal es que ese abogado impugne cargos en relación con numerosas leyes y secciones diseñadas para servir a las personas que se oponen a casos penales. Los abogados penales se clasifican de acuerdo con diversas clasificaciones y divisiones.

El mundo empresarial moderno ha revolucionado el nivel de vida y la gente viaja lejos de casa. Debido al hecho de que las empresas cruzan fronteras, las personas se ven obligadas a viajar a muchos lugares y deben permanecer allí durante algún tiempo o de forma permanente. En este sentido, la necesidad de hoteles confortables y lujosos se ha incrementado recientemente. El hotel se ha convertido en una opción digna para los profesionales de negocios con comodidades modernas y apropiadas y un servicio rápido para una vida cómoda.

Los conmutadores se dividen en administrados y no administrados (los más simples). Los conmutadores más complejos le permiten gestionar la conmutación en las capas de canal (segunda) y de red (tercera) del modelo OSI. Por lo general, se denominan en consecuencia, por ejemplo, Layer 2 Switch o simplemente se abrevian como L2. El conmutador se puede controlar mediante el protocolo de interfaz web, SNMP, RMON, etc. Muchos conmutadores administrados le permiten realizar funciones adicionales: VLAN, QoS, agregación, duplicación. Los conmutadores complejos se pueden combinar en un dispositivo lógico, una pila, para aumentar la cantidad de puertos (por ejemplo, puede combinar 4 conmutadores con 24 puertos y obtener un conmutador lógico con 96 puertos).

Enrutador

Enrutador o enrutador - especializado computadora en red que tiene al menos dos interfaces de red y reenvía paquetes de datos entre diferentes segmentos de red, toma decisiones de reenvío basadas en información sobre la topología de la red y ciertas reglas establecidas por el administrador.

El enrutador está operando en una capa 3 de "red" más alta modelo de red OSI en lugar de un interruptor (o puente de red) y un hub (hub), que operan en la capa 2 y la capa 1 del modelo OSI, respectivamente.

Cómo funciona el enrutador

Por lo general, el enrutador usa la dirección de destino especificada en los datos del paquete y usa la tabla de enrutamiento para determinar la ruta a lo largo de la cual se deben enviar los datos. Si no hay una ruta descrita en la tabla de enrutamiento para la dirección, el paquete se descarta.

Hay otras formas de determinar la ruta de reenvío de paquetes, como usar la dirección de origen, los protocolos de capa superior utilizados y otra información contenida en los encabezados de los paquetes de capa de red. A menudo, los enrutadores pueden traducir direcciones de remitentes y receptores, filtrar el flujo de datos de tránsito según ciertas reglas para restringir el acceso, cifrar / descifrar datos transmitidos, etc.

Máscara de subred

En la terminología de red TCP / IP, una máscara de red es una máscara de bits que determina qué parte de la dirección IP de un nodo de red se refiere a la dirección de red y qué parte a la dirección del propio host en esta red. Para obtener la dirección de red de la dirección IP y la máscara de subred, debe aplicarles una operación de conjunción bit a bit. Por ejemplo, en el caso de una máscara más compleja (las operaciones bit a bit tienen el mismo aspecto en IPv6):

Dirección IP: 11000000 10101000 00000001 00000010 (192.168.1.2)

Máscara de subred: 11111111 11111111 11111111 00000000 (255.255.255.0)

Dirección de red: 11000000 10101000 00000001 00000000 (192.168.1.0)

El direccionamiento sin clases es una técnica de direccionamiento IP que permite una gestión flexible del espacio de direcciones IP sin utilizar un marco rígido de direccionamiento con clase. El uso de este método permite el uso económico de un recurso limitado de direcciones IP, ya que es posible aplicar diferentes máscaras de subred a diferentes subredes. Las máscaras de subred son el corazón del enrutamiento sin clases (CIDR). En este enfoque, la máscara de subred se registra junto con la dirección IP en el formato "dirección IP / número de bits individuales en la máscara". El número después de la barra indica el número de unos en la máscara de subred.

Asignar una máscara de subred

La máscara se asigna de acuerdo con el siguiente esquema (para redes de clase C), donde es el número de computadoras en la subred + 2, redondeado a la potencia mayor más cercana de dos (esta fórmula es válida para ≤ 254, para> 254 habrá ser una fórmula diferente).

Ejemplo: en una determinada red de clase C hay 30 computadoras, la máscara para dicha red se calcula de la siguiente manera:

28 - 32 = 224 (0E0h)< = >255.255.255.224 (0xFFFFFFE0)

Proyecto de una red local creada en el programa Cisco Packet Tracer:

Foto 1

La figura 1 muestra la construcción lógica de una red local que contiene 16 estaciones de trabajo, 3 conmutadores, 2 enrutadores con función de servidor DHCP, 2 puntos de acceso y varios dispositivos finales conectados a puntos de acceso.

Configuración del enrutador:

Imagen 2

figura 3

Cambiar configuración:

Figura 4

Figura 5

Figura 6

Configuración del punto de acceso:

Figura 7

Figura 8

Conclusión

V computadoras modernas Los procesadores se fabrican en forma de un módulo compacto (aproximadamente 5 × 5 × 0,3 cm), insertados en un zócalo ZIF (AMD) o en una estructura con resorte: LGA (Intel). Una característica del conector LGA es que los pines se transfieren desde la caja del procesador al conector en sí, el zócalo ubicado en la placa base. La mayoría de los procesadores modernos se implementan como un único cristal semiconductor que contiene millones y, más recientemente, incluso miles de millones de transistores. Los procesadores modernos utilizan de 1 a 16 bloques de control y de 4 a 64 bloques operativos. En la transición a la circuitería asíncrona, se justificará utilizar varias decenas de unidades de control y varios cientos de unidades operativas. Esta transición, junto con un aumento correspondiente en el número de bloques, aumentará el rendimiento máximo en más de dos órdenes de magnitud y el rendimiento medio en más de un orden de magnitud.

Junto con los materiales que describen las posibles perspectivas para la producción de chips PCM de varios gigabits utilizando un proceso de 45 o 32 nm, ST presentó un prototipo de un chip PCM de 128 Mbit fabricado con tecnología de 90 nm. Las ventajas de la memoria PRAM incluyen un área de celda pequeña, buen rendimiento eléctrico y alta confiabilidad.

En los próximos 10 a 20 años, lo más probable es que la parte material de los procesadores cambie debido al hecho de que proceso tecnológico alcanzará los límites físicos de producción. Quizás será:

Computadoras ópticas: en las que, en lugar de señales eléctricas, se procesan corrientes de luz (fotones, no electrones).

Computadoras cuánticas cuyo trabajo se basa enteramente en efectos cuánticos. Actualmente, se está trabajando para crear versiones funcionales de procesadores cuánticos.

Las computadoras moleculares son sistemas informáticos que utilizan las capacidades computacionales de moléculas (principalmente orgánicas). Las computadoras moleculares explotan la idea del poder computacional de la disposición de los átomos en el espacio.

Unidad de estado sólido

La unidad de estado sólido (SSD, unidad de estado sólido) es un dispositivo de almacenamiento no mecánico de computadora basado en chips de memoria. Además de ellos, el SSD contiene un controlador de control.

Hay dos tipos de unidades de estado sólido: SSD basadas en memoria como memoria de acceso aleatorio computadoras y SSD basados ​​en memoria flash.

Actualmente, las unidades de estado sólido se utilizan en dispositivos compactos: portátiles, netbooks, comunicadores y teléfonos inteligentes, pero también se pueden utilizar en computadoras estacionarias para mejorar la productividad. Algunos fabricantes conocidos ya se han cambiado por completo a las unidades de estado sólido, por ejemplo, Samsung vendió el negocio de fabricación. unidades de disco duro por Seagate. También existen los llamados híbridos unidades de disco duro, que apareció, entre otras cosas, debido al costo actual, proporcionalmente más alto, de las unidades de estado sólido. Dichos dispositivos combinan discos duros en un solo dispositivo. discos magnéticos(HDD) y unidad de estado sólido tamaño relativamente pequeño, como caché (para aumentar el rendimiento y la vida útil del dispositivo, reducir el consumo de energía).

Estas unidades, basadas en el uso de memoria volátil (la misma que se usa en la RAM de una computadora personal) se caracterizan por una lectura, escritura y recuperación de información ultrarrápidas. Su principal desventaja es su costo extremadamente alto. Se utiliza principalmente para acelerar el trabajo. grandes sistemas gestión de bases de datos y potentes estaciones gráficas. Por lo general, estas unidades están equipadas con baterías para conservar los datos en caso de una pérdida de energía, y los modelos más costosos están equipados con sistemas de copia de seguridad y / o copia en línea. Un ejemplo de estos dispositivos de almacenamiento es I-RAM. Los usuarios con suficiente RAM pueden organizar máquina virtual y arreglarlo HDD en RAM y evaluar el rendimiento.

si es posible control. Hay tres categorías de interruptores:

• conmutadores no administrados;
• conmutadores gestionados;
• interruptores configurables.

Switches no administrados no son compatibles con las funciones de gestión y actualización software.

Switches gestionados son dispositivos sofisticados que le permiten realizar un conjunto extendido de funciones de las capas 2 y 3 del modelo OSI. Los conmutadores se pueden gestionar a través de la interfaz web, línea de comando(CLI), SNMP, Telnet, etc.

Interruptores configurables ocupar una posición intermedia entre ellos. Proporcionan a los usuarios la capacidad de configurar parámetros de red específicos mediante utilidades de gestión intuitivas, interfaz basada en web, interfaz de línea de comandos simplificada, protocolo SNMP.

Herramientas de gestión de conmutadores

La mayoría de los conmutadores modernos admiten varias funciones de gestión y supervisión. Estos incluyen una interfaz de administración basada en web fácil de usar, interfaz de línea de comandos (CLI), Telnet, administración de SNMP. En interruptores Serie D-Link Smart también admite la configuración inicial y las actualizaciones de software a través de la utilidad D-Link SmartConsole.

La interfaz de administración basada en la web permite la configuración y el monitoreo de los parámetros del conmutador utilizando cualquier computadora equipada con un navegador web estándar. El navegador es una herramienta de acceso universal y puede conectarse directamente al conmutador mediante HTTP.

Pagina de inicio La interfaz web proporciona acceso a varias configuraciones de interruptores y muestra toda la información necesaria sobre el dispositivo. El administrador puede ver rápidamente el estado del dispositivo, las estadísticas de rendimiento, etc., así como realizar los ajustes necesarios.

El acceso a la interfaz de línea de comando del conmutador se realiza conectando un terminal o una computadora personal con programa instalado emulación de terminal. Este método de acceso es más conveniente cuando se conecta inicialmente al conmutador, cuando el valor de la dirección IP es desconocido o no está configurado, cuando necesita recuperar su contraseña y cuando se realizan configuraciones avanzadas del conmutador. Además, se puede acceder a la interfaz de línea de comandos a través de la red mediante el protocolo Telnet.

El usuario puede utilizar cualquier interfaz de gestión conveniente para configurar el conmutador. conjunto disponible a través de diferentes interfaces Las funciones de control son las mismas para cada modelo específico.

Otra forma de administrar el conmutador es mediante el Protocolo simple de administración de redes (SNMP). SNMP es un protocolo OSI de capa 7 diseñado específicamente para la administración y monitoreo de dispositivos de red y aplicaciones de comunicaciones. Esto se hace intercambiando información de control entre agentes ubicados en dispositivos de red y gerentes ubicados en las estaciones de control. Los conmutadores D-Link admiten las versiones 1, 2c y 3 de SNMP.

También cabe destacar la posibilidad de actualizar el software de los conmutadores (a excepción de los conmutadores no gestionados). Esto asegura una vida útil más larga de los dispositivos, porque le permite agregar nuevas funciones o corregir errores existentes a medida que se lanzan nuevas versiones de software, lo que facilita y reduce en gran medida el costo de uso de dispositivos. D-Link distribuye nuevas versiones de software de forma gratuita. Aquí también puede habilitar la capacidad de guardar la configuración del conmutador en caso de fallas con la posterior recuperación o replicación, lo que evita que el administrador realice el trabajo de rutina.

Conexión a un interruptor

Antes de que pueda comenzar a configurar el conmutador, debe establecer una conexión física entre este y la estación de trabajo. Hay dos tipos de conexiones de cable que se utilizan para administrar el conmutador. El primer tipo es a través del puerto de la consola (si el dispositivo tiene uno), el segundo es a través del puerto Ethernet (a través del protocolo Telnet o mediante la interfaz web). El puerto de la consola se utiliza para la configuración inicial del conmutador y, por lo general, no requiere configuración. Para acceder al conmutador a través del puerto Ethernet, debe ingresar la dirección IP predeterminada de su interfaz de administración en un navegador (generalmente aparece en el manual del usuario).

Cuando se conecte al puerto Ethernet de cobre (conector RJ-45) de un conmutador Ethernet en un servidor, enrutador o estación de trabajo compatible con Ethernet, utilice un cable UTP de categoría 5, 5e o 6 de cuatro pares para Gigabit Ethernet. Dado que los interruptores D-Link admiten la detección automática de polaridad (MDI / MDIX), se puede utilizar cualquier tipo de cable (recto o cruzado).

Arroz. 2.1.

También puede utilizar cualquier cable UTP de categoría 5, 5e, 6 de 4 pares para conectarse al puerto Ethernet de cobre (conector RJ-45) de otro conmutador, siempre que los puertos del conmutador admitan polaridad automática. De lo contrario, se debe utilizar un cable cruzado.

Arroz. 2.2.

La indicación LED del puerto ayudará a determinar la corrección de la conexión. Si el indicador correspondiente está encendido, se ha establecido la comunicación entre el conmutador y el dispositivo conectado. Si el indicador está apagado, es posible que la alimentación de uno de los dispositivos no esté encendida o que haya un problema con adaptador de red dispositivo conectado, o hay un problema con el cable. Si el indicador se enciende y apaga, puede haber un problema con Detección automática velocidad y modo de funcionamiento (dúplex / semidúplex) (para Descripción detallada Señales LED, consulte el manual del usuario de su interruptor específico).

Conexión a la consola CLI del conmutador

Los conmutadores administrados D-Link están equipados con un puerto de consola. El puerto de la consola puede ser DB-9 o RJ-45, según el modelo de conmutador. El cable de consola suministrado conecta el conmutador a un puerto serie de su computadora. En ocasiones, una conexión de consola se denomina conexión "fuera de banda", lo que significa que la consola utiliza un esquema de conexión de red diferente (no utiliza el ancho de banda de los puertos Ethernet).

Después de conectarse al puerto de la consola del conmutador en computadora personal debe ejecutar el programa de emulación de terminal VT100 (por ejemplo, el programa HyperTerminal en Windows). El programa debe instalarse los siguientes parámetros conexiones, que, por regla general, se indican en la documentación del dispositivo:

DES-3528 #. Ahora puede ingresar comandos.

Arroz. 2.3.

Un conmutador no administrado es adecuado para construir red domestica o redes de oficinas pequeñas. Su diferencia con el resto es la versión "en caja". Es decir, después de la compra, basta con configurar una conexión al servidor del proveedor y se puede distribuir Internet.

Al trabajar con un conmutador de este tipo, debe tenerse en cuenta que puede haber retrasos a corto plazo en el uso de buscapersonas (Skype, Vo-IP) y la imposibilidad de distribuir el ancho de banda de Internet. Es decir, cuando enciendes el programa Torrent en una de las computadoras de la red, consumirá casi todo el ancho de banda, y el resto de las computadoras de la red usarán el resto del ancho de banda.

Managed Switch es la mejor solución para construir una red en oficinas y clubes de computación. Este tipo se vende como estándar y con ajustes estándar.

La configuración de un interruptor de este tipo requerirá mucho trabajo: una gran cantidad de configuraciones pueden voltear su cabeza, pero con el enfoque correcto, puede brindar resultados maravillosos. caracteristica principal- distribución del ancho del canal y ajuste del rendimiento de cada puerto. Tomemos como ejemplo un canal de Internet de 50 Mbps / s, 5 computadoras en la red, un decodificador IP-TV y ATC. Podemos hacer varias opciones, pero consideraré solo una.

Además, solo su imaginación y pensamiento fuera de la caja. En total, tenemos un canal relativamente grande. ¿Por qué relativo? Aprenderá más esta información si profundiza cuidadosamente en la esencia. Olvidé aclarar: estoy construyendo una red para una pequeña oficina. IP-TV se usa para TV en la sala de espera, computadoras, para trabajar con Por correo electrónico, transferencia de documentos, vistas del sitio, ATC: para conectar teléfonos fijos a la línea principal para recibir llamadas de Skype, QIP, celulares etc.

Un conmutador administrado es una modificación de un conmutador no administrado normal.

Además del chip ASIC, contiene un microprocesador capaz de realizar operaciones adicionales en tramas, como filtrar, modificar y priorizar, así como otras acciones no relacionadas con el reenvío de tramas. Por ejemplo, proporcione una interfaz de usuario.

En términos prácticos, las diferencias entre los conmutadores administrados y los conmutadores no administrados se encuentran, en primer lugar, en la lista de estándares admitidos: si un conmutador no administrado ordinario solo admite el estándar Ethernet (IEEE 802.3) en sus diversas variedades, los conmutadores administrados admiten un estándar mucho más amplio. lista de estándares: 802.1Q. 802.1X, 802.1AE, 802.3ad (802.1AX), etc., que requieren configuración y administración.

Hay un tipo más: interruptores INTELIGENTES.

La aparición de los interruptores inteligentes se debió a un movimiento de marketing: los dispositivos admiten significativamente menos funciones que sus contrapartes anteriores, pero aún son manejables.

Para no confundir ni engañar a los consumidores, los primeros modelos se produjeron con la designación de inteligente o gestionado por la web.

Estos dispositivos ofrecían la funcionalidad básica de los conmutadores administrados a un costo significativamente menor: organización de VLAN, activación / desactivación de puertos administrativos, filtrado de direcciones MAC o limitación de velocidad. Tradicionalmente, el único método de gestión ha sido la interfaz web, por lo que el nombre web-emanaged está firmemente arraigado en los conmutadores inteligentes.

El conmutador almacena una tabla de conmutación en su memoria asociativa, que indica la correspondencia de la dirección MAC del host con el puerto del conmutador. Cuando el interruptor está encendido, esta mesa está vacía y comienza a operar en modo de aprendizaje. En este modo, los datos que llegan a un puerto se transmiten a todos los demás puertos del conmutador. En este caso, el conmutador analiza las tramas y, habiendo determinado la dirección MAC del host emisor, la ingresa en la tabla.

Posteriormente, si uno de los puertos del conmutador recibe una trama destinada a un host cuya dirección MAC ya está en la tabla, esta trama se transmitirá solo a través del puerto especificado en la tabla. Si la dirección MAC del host de destino no está vinculada a ningún puerto del conmutador, la trama se enviará a todos los puertos.

Con el tiempo, el conmutador crea una tabla completa para todos sus puertos y, como resultado, el tráfico se localiza.

Cabe señalar una baja latencia (latencia) y una alta velocidad de reenvío en cada puerto de la interfaz.

Métodos de cambio.

Hay tres formas de conectarse. Cada uno de ellos es una combinación de parámetros como el tiempo de espera para la "decisión de conmutación" (latencia) y la confiabilidad de la transmisión.

Con almacenamiento intermedio (Store and Forward).

Corte a través.

Sin fragmentos o híbrido.

Con almacenamiento intermedio (Store and Forward). El conmutador lee toda la información recibida en la trama, la comprueba en busca de errores, selecciona el puerto de conmutación y luego le envía la trama comprobada.

Corte a través. El conmutador lee solo la dirección de destino en la trama y luego conmuta. Este modo reduce los retrasos en la transmisión, pero no existe un método de detección de errores.

Sin fragmentos o híbrido. Este modo es una modificación del modo Fly Away. La transmisión se realiza después de filtrar fragmentos de colisiones (las tramas de 64 bytes se procesan mediante la tecnología store-and-forward, el resto se procesa mediante la tecnología cut-through). La latencia de "decisión de cambio" se suma al tiempo que tarda una trama en entrar y salir de un puerto de conmutador, y con ello determina la latencia total del conmutador.

Cambie las características de rendimiento.

Las principales características de un interruptor que miden su desempeño son:

• - velocidad de filtrado;
• - velocidad de enrutamiento (reenvío);
• - rendimiento;
• - retardo de transmisión de tramas.

Además, hay varias características del conmutador que más afectan las características de rendimiento especificadas. Éstos incluyen:

• - el tamaño de la memoria intermedia de tramas;
• - rendimiento del bus interno;
• - el rendimiento del procesador o procesadores;
• - el tamaño de la tabla de direcciones internas.

El filtrado y las tasas de reenvío de tramas son las dos principales características de rendimiento de un conmutador. Estas características son indicadores integrales, no dependen de cómo se implemente técnicamente el cambio.

La tasa de filtrado determina la tasa a la que el conmutador realiza los siguientes pasos en el procesamiento de tramas:

• - recibir una trama en su propio búfer;
• - destrucción de la trama, ya que su puerto de destino es el mismo que el puerto de origen.

La tasa de avance determina la tasa a la que el conmutador realiza las siguientes etapas del procesamiento de tramas:

• - recibir una trama en su propio búfer;
• - ver la tabla de direcciones para encontrar el puerto para la dirección de destino de la trama;
• - transmisión de tramas a la red a través del puerto de destino que se encuentra en la tabla de direcciones.

Tanto la tasa de filtrado como la tasa de avance generalmente se miden en cuadros por segundo.

Si las características del conmutador no especifican para qué protocolo y para qué tamaño de trama se dan los valores de las tasas de filtrado y reenvío, entonces por defecto se considera que estos indicadores se dan para el protocolo Ethernet y tramas con una longitud de 64 bytes (sin preámbulo), con un campo de datos de 46 bytes ...

El uso de tramas de la longitud mínima como indicador principal de la velocidad del conmutador se debe al hecho de que tales tramas siempre crean el modo de funcionamiento más difícil para el conmutador en comparación con tramas de un formato diferente con el mismo ancho de banda del transferido. datos del usuario.

Por lo tanto, cuando se prueba un conmutador, el modo de longitud de trama mínima se utiliza como la prueba más difícil, que debe verificar la capacidad del conmutador para operar bajo la peor combinación de parámetros de tráfico para él.

Además, para paquetes de la longitud mínima, las tasas de filtrado y reenvío tienen el valor máximo, lo que no es de poca importancia cuando se anuncia un conmutador.

El rendimiento de un conmutador se mide por la cantidad de datos de usuario transmitidos por unidad de tiempo a través de sus puertos.

Dado que el conmutador opera en la capa de enlace, los datos del usuario son los datos que se transportan en el campo de datos de las tramas de los protocolos de la capa de enlace: Ethernet, Token Ring, FDDI, etc.

El valor máximo del rendimiento del conmutador siempre se logra en las tramas de la longitud máxima, ya que en este caso la participación de los costos generales para la información de servicio de la trama es mucho menor que para las tramas de la longitud mínima, y ​​el tiempo para el El conmutador para realizar operaciones de procesamiento de tramas por cada byte de información del usuario es significativamente más pequeño.

La dependencia del rendimiento del conmutador en el tamaño de las tramas transmitidas se ilustra bien en el ejemplo del protocolo Ethernet, para el cual, al transmitir tramas de la longitud mínima, una velocidad de transmisión de 14880 tramas por segundo y un rendimiento de 5,48 Se logra Mb / s, y cuando se transmiten cuadros de la longitud máxima, se logra una velocidad de transmisión de 812 cuadros por segundo, segundo y ancho de banda de 9,74 Mb / s.

El rendimiento se reduce casi dos veces cuando se cambia a las tramas más cortas, y esto no tiene en cuenta la pérdida de tiempo para procesar las tramas por parte del conmutador.

La latencia de transferencia de tramas se mide como el tiempo transcurrido desde el momento en que el primer byte de la trama llega al puerto de entrada del conmutador hasta el momento en que este byte aparece en el puerto de salida del conmutador.

La latencia es la suma del tiempo que se tarda en almacenar en búfer los bytes de la trama, más el tiempo que tarda el conmutador en procesar la trama: busque en la tabla de direcciones, decida si filtrar o reenviar y obtener acceso a la salida entorno portuario. La cantidad de retraso introducido por el interruptor depende de su modo de operación. Si la conmutación se realiza "sobre la marcha", los retardos suelen ser pequeños y oscilan entre 10 μs y 40 μs, y con almacenamiento en búfer de fotograma completo, de 50 μs a 200 μs (para la longitud mínima de fotograma). Un conmutador es un dispositivo multipuerto, por lo tanto, es habitual que dé todas las características anteriores (excepto el retardo de transmisión de tramas) en dos versiones:

• - la primera opción es el rendimiento total del conmutador con la transmisión simultánea de tráfico a través de todos sus puertos;
• - la segunda opción es el rendimiento por puerto.

Dado que con la transmisión simultánea de tráfico por varios puertos, existe gran cantidad variantes de tráfico, que difieren en el tamaño de las tramas en el flujo, la distribución de la intensidad media de los flujos de tramas entre los puertos de destino, los coeficientes de variación de la intensidad de los flujos de tramas, etc., etc.

Luego, al comparar los conmutadores por rendimiento, es necesario tener en cuenta para qué variante de tráfico se obtienen los datos de rendimiento publicados. Algunos laboratorios prueban constantemente equipos de comunicacion, han desarrollado descripciones detalladas de las condiciones para probar interruptores y las utilizan en su práctica, sin embargo, estas pruebas aún no se han convertido en industriales generales. Idealmente, un conmutador instalado en la red transmite tramas entre nodos conectados a sus puertos a la velocidad a la que los nodos generan estas tramas, sin introducir retrasos adicionales ni perder una sola trama.

En la práctica real, el conmutador siempre introduce algunos retrasos en la transmisión de tramas, y también puede perder algunas tramas, es decir, no entregarlas a los destinatarios. Por diferencias en la organización interna diferentes modelos conmutadores, es difícil predecir cómo un conmutador en particular transmitirá tramas para un patrón de tráfico en particular. El mejor criterio sigue siendo la práctica de colocar el conmutador en una red real y medir la latencia que introduce y el número de tramas perdidas. El rendimiento general del conmutador está garantizado por el rendimiento suficientemente alto de cada uno de sus elementos individuales: el procesador de puerto, la matriz de conmutación, el bus común que conecta los módulos, etc.

Independientemente de la organización interna del conmutador y cómo se canalizan sus operaciones, es posible definir requisitos de rendimiento bastante simples para sus elementos que son necesarios para soportar una matriz de tráfico determinada. Debido a que los fabricantes de conmutadores se esfuerzan por hacer que sus dispositivos sean lo más rápidos posible, el rendimiento interno general de un conmutador a menudo excede la tasa promedio de cualquier tráfico que puede dirigirse a los puertos del conmutador de acuerdo con sus protocolos por algún margen.

Este tipo de conmutador se denomina no bloqueo, es decir, se transmite cualquier tipo de tráfico sin reducir su intensidad. excepto rendimiento elementos individuales rendimiento del conmutador, como procesadores de puerto o bus compartido, el rendimiento del conmutador se ve afectado por parámetros como el tamaño de la tabla de direcciones, el tamaño del búfer compartido o búfer de puertos individuales.

El tamaño de la tabla de direcciones afecta la capacidad máxima de la tabla de direcciones y determina el número máximo de direcciones MAC en las que el switch puede operar simultáneamente.

Dado que los conmutadores utilizan con mayor frecuencia una unidad de procesador dedicada para realizar operaciones en cada puerto con su propia memoria para almacenar una instancia de la tabla de direcciones, el tamaño de la tabla de direcciones para los conmutadores generalmente se da por puerto.

Las instancias de la tabla de direcciones de diferentes módulos de procesador no contienen necesariamente la misma información de dirección; lo más probable es que no haya muchas direcciones duplicadas, a menos que la distribución del tráfico de cada puerto sea completamente equiprobable entre el resto de los puertos. Cada puerto solo almacena los conjuntos de direcciones que ha estado utilizando recientemente. El número máximo de direcciones MAC que puede recordar un procesador de puerto depende de la aplicación del conmutador. Los conmutadores de grupo de trabajo normalmente solo admiten unas pocas direcciones por puerto porque están diseñados para formar microsegmentos. Los conmutadores de departamento deben admitir varios cientos de direcciones y los conmutadores de red troncal hasta varios miles, normalmente entre 4000 y 8000 direcciones. La capacidad insuficiente de la tabla de direcciones puede ralentizar el conmutador y obstruir la red con un exceso de tráfico. Si la tabla de direcciones del procesador de puertos está completamente llena y encuentra una nueva dirección de origen en el paquete entrante, entonces debería desplazar cualquier dirección anterior de la tabla y colocar una nueva en su lugar. Esta operación en sí misma tomará algo del tiempo del procesador, pero la principal pérdida de rendimiento se observará cuando llegue una trama con una dirección de destino, que tuvo que eliminarse de la tabla de direcciones.

Dado que se desconoce la dirección de destino de la trama, el switch debe reenviar esta trama a todos los demás puertos. Esta operación creará trabajo innecesario para muchos procesadores de puertos, además, las copias de este marco también caerán en aquellos segmentos de red donde sean completamente innecesarias. Algunos fabricantes de conmutadores están abordando este problema cambiando la forma en que manejan las tramas con un destino desconocido. Uno de los puertos del conmutador está configurado como un puerto troncal al que, de forma predeterminada, se reenvían todas las tramas con una dirección desconocida.

La memoria intermedia interna del conmutador se utiliza para almacenar temporalmente tramas de datos en los casos en que no pueden transmitirse inmediatamente al puerto de salida. El búfer está diseñado para suavizar las pulsaciones del tráfico a corto plazo.

De hecho, incluso si el tráfico está bien equilibrado y el rendimiento de los procesadores de puerto y otros elementos de procesamiento del conmutador es suficiente para transferir valores de tráfico promedio, esto no garantiza que su rendimiento sea suficiente con cargas máximas muy elevadas. Por ejemplo, el tráfico puede llegar simultáneamente a todas las entradas del conmutador durante varias decenas de milisegundos, evitando que transmita las tramas recibidas a los puertos de salida. Para evitar la pérdida de tramas en caso de que un múltiplo a corto plazo supere la intensidad de tráfico promedio (y para las redes locales, a menudo se encuentran valores de ondulación del tráfico en el rango de 50-100), el único medio es un búfer grande. Como en el caso de las tablas de direcciones, cada unidad de procesador de puerto normalmente tiene su propia memoria intermedia para almacenar tramas. Cuanto mayor sea la cantidad de esta memoria, menos probable será la pérdida de tramas durante las sobrecargas, aunque si los valores de tráfico promedio están desequilibrados, el búfer tarde o temprano se desbordará.

Por lo general, los conmutadores diseñados para funcionar en partes críticas de la red tienen una memoria intermedia de varias decenas o cientos de kilobytes por puerto.

Es bueno que esta memoria intermedia se pueda redistribuir entre varios puertos, ya que es poco probable que se produzcan sobrecargas simultáneas en varios puertos. Medios adicionales La protección puede ser un búfer común para todos los puertos del módulo de administración del conmutador. Un búfer de este tipo suele tener un tamaño de varios megabytes.

Clasificación general de interruptores

Computadora una red es un grupo de computadoras conectadas entre sí por un canal de comunicación. El canal proporciona intercambio de datos dentro de la red, es decir, intercambio de datos entre computadoras de un grupo determinado. Una red puede constar de dos o tres computadoras, o puede unir varios miles de computadoras. Físicamente, el intercambio de datos entre ordenadores se puede realizar mediante un cable especial, un cable de fibra óptica o mediante par trenzado.

El hardware y el hardware / software de red ayudan a conectar las computadoras a una red y a garantizar su interacción. Estas herramientas se pueden dividir en los siguientes grupos según su principal finalidad funcional:

Conectores de equipos de red pasivos, cables, latiguillos, paneles de interconexión, tomas de telecomunicaciones, etc.;

Convertidores / adaptadores de equipos de red activos, módems, repetidores, puentes, conmutadores, enrutadores, etc.

Actualmente desarrollo Red de computadoras ocurre en las siguientes áreas:

Mayor velocidad;

Implementación de segmentación basada en conmutación;

Conexión de redes mediante enrutamiento.

Conmutación de capa 2

Considerando las propiedades del segundo nivel del modelo de referencia ISO / OSI y su definición clásica, se puede ver que la mayor parte de las propiedades de desplazamiento pertenece a este nivel.

La capa de enlace de datos proporciona un tránsito confiable de datos a través del canal físico. En particular, aborda cuestiones de direccionamiento físico (en contraposición al direccionamiento lógico o de red), topología de red, disciplina lineal (cómo debe utilizar el sistema final canal de red), notificación de fallas, entrega ordenada de bloques de datos y control de flujo.

De hecho, la funcionalidad específica de la capa de enlace del modelo OSI sirve como plataforma para algunas de las tecnologías más eficientes de la actualidad. La importancia de la funcionalidad de la Capa 2 se subraya por el hecho de que los OEM continúan invirtiendo fuertemente en el desarrollo de dispositivos con esta funcionalidad, es decir, conmutadores.

Conmutación de capa 3

¿Conmutación de capa 3? este es el enrutamiento de hardware. Los enrutadores tradicionales implementan sus funciones utilizando procesadores controlados por software, que llamaremos enrutamiento por software. Los enrutadores tradicionales generalmente reenvían paquetes a alrededor de 500,000 paquetes por segundo. En la actualidad, los conmutadores de capa 3 funcionan a velocidades de hasta 50 millones de paquetes por segundo. Es posible aumentarlo aún más, ya que cada módulo de interfaz, como en el conmutador de la segunda capa, está equipado con su propio procesador de reenvío de paquetes basado en ASIC. Por lo tanto, aumentar la cantidad de módulos conduce a un aumento en el rendimiento del enrutamiento. Uso tecnología de alta velocidad Los grandes circuitos integrados personalizados (ASIC) son la característica principal que distingue a los conmutadores de capa 3 de los enrutadores tradicionales.

Un conmutador es un dispositivo de capa 2/3 del modelo de referencia ISO / OSI para conectar segmentos de red que operan en el mismo protocolo de capa de enlace / red. El conmutador enruta el tráfico en un solo puerto necesario para llegar a su destino.

La figura (ver Figura 1) muestra la clasificación de los conmutadores según las capacidades de gestión y de acuerdo con modelo de referencia ISO / OSI.

Figura 1 Clasificación de interruptores

Echemos un vistazo más de cerca al propósito y las capacidades de cada tipo de conmutador.

¿Interruptor no administrado? es un dispositivo diseñado para conectar varios nodos de una red informática dentro de uno o más segmentos de red. Transmite datos solo directamente al destinatario, con la excepción del tráfico de transmisión a todos los nodos de la red. Un conmutador no administrado no puede realizar ninguna otra función.

Los conmutadores administrados son dispositivos más sofisticados que le permiten realizar un conjunto de funciones de la segunda y tercera capas del modelo ISO / OSI. Se pueden administrar a través de la interfaz web, la línea de comandos a través del puerto de la consola o de forma remota a través de SSH, así como SNMP.

Los conmutadores configurables brindan a los usuarios la capacidad de configurar parámetros específicos mediante utilidades de administración simples, una interfaz web, una CLI simplificada y SNMP.

Los conmutadores de capa 2 analizan las tramas entrantes, deciden su posterior reenvío y las reenvían a sus destinos en función de las direcciones MAC de la capa de enlace de datos OSI. La principal ventaja de los conmutadores de capa 2 es la transparencia de los protocolos de capa superior. Dado que el conmutador opera en la segunda capa, no necesita analizar información de las capas superiores del modelo OSI.

Los conmutadores de capa 3 realizan la conmutación y el filtrado en función de las direcciones de las capas de enlace (capa 2) y de red (capa 3) del modelo OSI. Estos conmutadores deciden dinámicamente si cambiar (Capa 2) o enrutar (Capa 3) el tráfico entrante. Los conmutadores de capa 3 realizan la conmutación dentro del grupo de trabajo y enrutamiento entre diferentes subredes o virtuales redes de área local(VLAN).