| Статистика |
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
|
Современные коммутаторы различных производителей и их элементная база
Что такое сетевой коммутатор?
Сетевой коммутатор (жарг. свитч от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор работает на канальном (втором) уровне модели OSI. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты. Для соединения нескольких сетей на основе сетевого уровня служат маршрутизаторы (3 уровень OSI).
Принцип работы коммутатора
Рассмотрим принцип работы коммутатора Ethernet на примере локальной сети, приведенной на рисунке 1.
Рисунок 1. Пример локальной сети
Коммутатор Ethernet поддерживает внутреннюю таблицу, связывающую порты с адресами подключенных к ним устройств. Эту таблицу администратор сети может создать самостоятельно или задать ее автоматическое создание средствами коммутатора. Используя таблицу адресов и содержащийся в пакете адрес получателя, коммутатор организует виртуальное соединение порта отправителя с портом получателя и передает пакет через это соединение. На рисунке 1 узел А посылает пакет узлу D. Найдя адрес получателя в своей внутренней таблице, коммутатор передает пакет в порт 4.
Элементная база коммутатора
Состав коммутатора изобржен на рисунке 2.
Рисунок 2. Состав коммутатора
Функции различных типов памяти:
1. RAM/DRAM
•Используется для хранения таблиц маршрутизации.
•Хранит кэш протокола ARP.
•Содержит быстродействующий кэш.
•Отвечает за буферизацию пакетов (разделяемая оперативная память).
• Обеспечивает хранение пакетов.
•Обеспечивает временную и рабочую память для файлов конфигурации маршрутизатора при включенном питании.
2. NVRAM
• Содержит резервную, или стартовую, копию файла конфигурации.
•При перезагрузке или после выключения данные в этой памяти не стираются.
3. Flash
•Стираемая, перепрограммируемая память.
•Содержит образ операционной системы и микрокод.
•Позволяет обновлять программное обеспечение без извлечения и перемещения чипа на процессоре.
•Содержит данные, которые при перезагрузке или завершении работы маршрутизатора не уничтожаются.
•Несколько версий операционной системы Cisco IOS могут быть сохранены во Flash-памяти
4. ROM
•Содержит код команд самотестирования при включении питания (Power On Self Test POST).
•Содержит программы начальной загрузки и основное программное обеспечение операционной системы.
•Для обновления программного обеспечения в ПЗУ требуется замена подключаемого чипа на системной плате устройства.
Ethernet-коммутаторы доступа
Уже более десяти лет поставщики услуг выбирают между различными вариантами строительства широкополосных сетей доступа. Начиналось все от перетяжки медной витой пары между домами до радиомостов. Доставка Ethernet-сигнала так же могла быть осуществлена по сетям электропитания и кабельного телевидения. Опытное внедрение доказало, что самый эффективный способ - это прокладка оптики в каждый дом с установкой управляемых коммутаторов доступа. По сумме затрат на развертывание, стоимости эксплуатации и защите инвестиций в масштабной коммерческой сети данный способ по-прежнему не имеет себе равных.
По прошествии 10 лет встают вопросы о целесообразности продолжения проектов xDSL, поскольку технологический предел технологии исчерпан. Широкополосный доступ к цифровой сети передачи данных стал для большинства из нас необходимым элементом жизни. Вопрос о том, сколько кабелей должно быть заведено в каждую квартиру решился в пользу двух: один для подачи электропитания, второй для передачи всех видов связи (Интернет, телефония, телевидение, радио).
На сегодняшний день, технологии позволяют обеспечить доставку всех типов услуг с присущими каждому типу условиями доставки и обеспечить схемы автоматического переключения при аварии на линии без потери качества предоставляемых услуг.
Современные коммутаторы доступа для применения в масштабных мультисервисных сетях широкополосного доступа с гарантированной доставкой
Современные пользователи выбирают провайдера, способного гарантировать высокое качество, надежность и разнообразие предоставляемых услуг. Тренд времени – переход на предоставление множества мультимедийных услуг, критических к качественным характеристикам сетей. Поэтому можно допустить, что при выборе оборудования построения сетей доступа будет служить оптимальное соотношение капитальных и эксплуатационных затрат сети при учете защиты инвестиций с последующим развитием.
В первую очередь необходимо определить необходимые протоколы и технологии. Кольцевые резервируемые топологии на основе современных технологий – ERRP (RFC 3619) , сервисные VLAN (Selective QinQ), управление трафиком (HQoS) и топологии «Двойной привязки» являются гораздо более эффективной альтернативой предыдущим топологиям «цепочки» и «звезды». Для работы в кольцах нужны максимум два аплинка, т.е. скоростных (обычно 1 Гбит/с) линий связи к вышестоящей сети. Даже в одном доме или (дом плюс соседний дом) можно организовать резервируемое кольцо. В схеме разветвления в звезду с 4-мя аплинками свиче, пропадание питания на нем приведет к остановке работы еще нескольких к нему подключенных. Применение протокола ERRP (EAPS) не только обеспечивает время сходимости всего 50—200 мс, но и ограничивает число свичей в кольце только требуемой суммарной пропускной способностью.
При выборе оборудования для сетей доступа, прежде всего, важны его базовые параметры: малые габаритные размеры (большинство коммутаторов имеют высоту всего 1U, а некоторые могут устанавливаться в компактный антивандальный шкаф с глубиной всего 30-40 см), а также расширенный температурный диапазон эксплуатации ( это оборудование часто устанавливают в подвалах, на чердаках и в других неподготовленных помещениях). Надежность работы и низкие эксплуатационные затраты становятся факторами крайне значимыми. Кроме того, следует обратить внимание на надежность и возможность выбора между типами источников электропитания коммутаторов: постоянного или переменного тока.
При наличии функции Selective QinQ коммутатор способен направить нужный тип трафика в свою сервисную сеть VLAN с установкой приоритета этому трафику по правилам провайдера (HQoS). Это позволяет реализовать «VLAN на пользователя» на уровне доступа и «VLAN на сервис» на уровне транспортной сети с управлением приоритетами трафика по правилам провайдера.
Важными факторами являются обеспечение конфиденциальности передаваемой информации и защита от несанкционированных действий со стороны пользователей. Привязка пользователя к порту доступа в сеть, по примеру классической телефонии, облегчает вопросы расчетов за услуги и повышает удобство пользования. Схема авторизации CLIPS (DHCP option 82 + DHCP snooping + IP source guard) предотвращает бесконтрольный доступ к сети и обеспечивает пользователю прозрачный доступ к услугам сети, не требующий никаких настроек на абонентском оборудовании (ПК, STB, IP phone и т.д.).
Коммутатор производит анализ процесса получения пользователем IP-адреса и разрешает прохождение пакетов от клиента только с фиксированным сочетанием выданного IP и реального МАС адресов пользователя. Функция DHCP option 82 используется для передачи в DHCP-запросе дополнительной информации, которую добавляет сам коммутатор, определяя порт входа пользователя в сеть. Функция DHCP relay делает бродкастовые DHCP запросы пользователя юникастовыми, что позволяет их маршрутизировать на удаленный DHCP server.
Схема авторизации PPPoE Plus (Intermediate agent) обеспечивает плавный переход от DSL к Metro Ethernet технологии на уровне доступа и не требует никаких изменений на уровне ядра сети провайдера. Для обращения к локальной сети провайдера используется технология CLIPS, а для доступа к Интернет надо кликнуть иконку на рабочем столе, что приведет с установлению PPPoE сессии. Причем использование логина и пароля служит лишь подтверждением контракта пользователя на получение платных услуг по установленным тарифам. Основным критерием является порт доступа, т.к. коммутатор при отправке запроса на установление сессии добавляет информацию о своем сетевом идентификаторе и номере порта пользователя. Что позволяет оборудованию ядра сети однозначно привязать пользователя к порту входа в сеть.
Из большого числа функций, необходимых для управления коммутатором и сервисами, выделяется стандартизованная институтом IEEE технология 802.3ag CFM (Connectivity Fault Management), которая позволяет обеспечить постоянный мониторинг доступности и загрузки линков.
Наконец, для организации группового вещания, необходимого, например, при предоставлении услуг IP-ТВ, важна расширенная поддержка функций IGMP, включая функцию быстрого выхода из группы (fast leave) для быстрого переключения каналов.
Безусловно, важнейшей характеристикой любого оборудования является его цена.
Анализ показал, что востребованы коммутаторы доступа со всеми необходимыми функциями и ценой порядка 15 долл. за порт 10/100 Мбит/с. Это наиболее популярная сегодня скорость в сетях доступа, обеспечивающая предоставление всего спектра услуг, в том числе в пакете Triple Play.
Для сравнения коммутаторов доступа по этому параметру выбраны схожие модели (24 порта 10/100 Ethernet + 2 или 4 порта с поддержкой гигабитных оптических модулей SFP), а цена на них (за исключением особо оговоренных случаев) взята с сайта интернет-магазина www.nstor.ru, в ассортименте которого представлены изделия большинства производителей.
Производители современных коммутаторов и некоторые из их характеристик
ZyXEL
В линейке оборудования этой тайваньской компании для сравнения был выбран коммутатор ES-3124-4F из серии ES-3124, куда также входят, в частности, модель с 24 слотами для SFP-трансиверов и модель с поддержкой технологии PoE. Из отличительных особенностей – поддержка фирменного протокола MRSTP (быстрый протокол, поддерживающий несколько экземпляров основного дерева). Стоимость модели ES-3124-4F (у нее 4 слота SFP, два из которых совмещены с портами 1000Base-T (комбо-порты)) – 750 долл, что составляет примерно 31 долл. за порт.
Также у ZyXEL имеется коммутатор MES-3728, который компания позиционирует как «идеальный выбор» для построения сетей Metro Ethernet. Их отличает более широкий диапазон рабочих температур (от 0 до 65С), наличие встроенного термодатчика, блока сигнализации и т. д. Однако эти устройства компания позиционирует как проектные решения, поэтому цену на одно отдельно взятое устройство узнать не удалось – тем не менее, очевидно, что это оборудование относятся уже к более высокой ценовой категории. Замечу, что такие функции, как Selective QinQ и 802.3ag CFM, отсутствуют в моделях ES-3124 и имеются только в устройствах MES-3728.
D-Link
Особенностью коммутаторов DES-3528 компании D-Link является возможность объединения в стек до 8 устройств через порты 10/100/1000Base-T, расположенные на задней панели. Спереди у этих устройств «классический набор»: 24 порта 10/100 плюс два комбо-порта 1000Base-T/SFP. Отметим поддержку устройствами функции Selective QinQ и технологии Safeguard Engine, позволяющей идентифицировать и приоритизировать пакеты, предназначенные для ЦПУ, с целью защиты его работы от вредоносного трафика. Вместе с тем, устройство не поддерживает важную для управления функцию 802.3ag CFM. Цена – порядка 17 долл. за порт 10/100.
Стоит отметить распространенное мнение о высокой стоимости эксплуатации оборудования данного производителя.
ZTE
Коммутаторы ZXR10 серии 2800 китайской компании ZTE поддерживают базовые функции, включая стандартные алгоритмы остовного дерева (STP, RSTP, MSTP) и протокол аутентификации пользователей 802.1x. К сожалению, так и не удалось отыскать в Интернете полную спецификацию на эти устройства, соответственно, не удалось и узнать, поддерживают или нет они такие важные для провайдеров функции, как DHCP Snooping, DHCP opt. 82 и QinQ. Отсутствие этой информации, по-видимому, может косвенно указывать на незавершенность разработки или на малую распространенность данного оборудования. Стоимость модели с 24 портами 10/100 и двумя слотами SFP составляет 540 долл., или около 22 долл. за порт.
Edge-Core
Коммутаторы ES3528 компании Edge-Core имеют самую низкую из всех рассмотренных устройств цену: модель с 24 портами 10/100 и двумя гигабитными портами RJ45/SFP стоит 270 долл., или чуть больше 11 долл. за порт. Из достоинств модели – наличие 2 дополнительных слотов для установки модулей Gigabit Ethernet или PON. Однако нельзя не отметить отсутствие поддержки ряда функций, включая Selective QinQ и 802.3ag CFM.
Cisco
В качестве продукта самого известного производителя сетевого оборудования выбран его коммутатор ME 3400, который разрабатывался с учетом опыта, полученного при эксплуатации таких популярных устройств, как Catalyst 2950. Производитель предлагает три варианта образа сетевой операционной системы IOS для решения трех групп задач: METROBASE, METROACCESS и METROIPACCESS (устройство с образом METROIPACCESS фактически становится маршрутизатором, поскольку поддерживает основные протоколы маршрутизации – RIP, OSPF, EIGRP, IS-IS). Помимо всех базовых функции коммутатора доступа, устройства поддерживают различные дополнительные (как правило, фирменные) технологии, включая PVRST+ (per-VLAN Rapid Spanning Tree) и REP (Resilient Ethernet Protocol). Однако преимущества фирменных механизмов сомнительны в мультивендорных сетях, коими являются сети большинства провайдеров. Стоимость базовой модели с 24 портами 10/100 и 2 портами SFP составляет 1197 долл., или 50 долл. за порт.
H3C
К той же ценовой категории можно отнести и коммутаторы серии S3600 компании H3C, которые обладают большинством основных функций, необходимых в сетях доступа. Более того, у них также имеется поддержка маршрутизации (протокол RIP). Цену на эти устройства в Интернете найти не удалось, по телефону у одного из поставщиков (компания «Мувиком») назвали сумму в 1314 долл. за устройство с 24 портами 10/100 и четырьмя портами SFP. Получается, порядка 55 долл. за порт. Такая высокая стоимость вряд ли оправдывает покупку этих коммутаторов для построения сети доступа. К тому же, в имеющейся спецификации нет данных о поддержке технологии 802.3ag CFM.
QTECH
Коммутаторы QSW-2900 компании QTECH поддерживают как базовые, так и важные дополнительные функции. Так, наряду со стандартными протоколами STP/RSTP/MSTP реализован протокол ERRP, который обеспечивает сходимость менее 200 мс, что особенно важно для работы приложений реального времени. Для обеспечения надежного контроля доступа к сети с привязкой к порту реализованы технологии CLIPS (DHCP Snooping, DHCP op.82, DHCP relay, IP Source Guard) и PPPoE Plus. Также следует отметить поддержку алгоритмов Selective QinQ и 802.3ag CFM.
Без учета модулей SFP, потребляемая мощность QSW-2900 не превышает 18 Вт – это очень низкий показатель. Цена коммутатора (24 порта 10/100 + 2 слота расширения) – 10 752 руб., что в пересчете составляет 350 долл., или около 14,6 долл. за порт. С учетом установленных модулей up-link цена максимум 13 689 руб.
Стоимость приборов различных фирм производителей
В представленной ниже таблице изделия разбиты на три ценовые группы:
• до 20 долл. за порт 10/100;
• от 20 до 40 долл. за порт 10/100;
• выше 40 долл. за порт 10/100.
Таблица 1. Стоимостные характеристики
Модель Edge-Core 3528 QTECH QSW-2900-24Т D-Link DS 3028 ZTE ZXR10 2826А ZyXEL ES-3124-4F Cisco ME 3400-24TS-A H3C S3600
Порты, помимо 24 10/100 2 комбо-порта RJ45/SFP + 2 слота расширения 2 слота расширения FE/GE (SFP) 2 комбо-порта RJ45/SFP + 2 1000Base-T (для стекирования) 2 комбо-порта RJ45/SFP + 2 слота расширения 2 порта SFP + 2 комбо-порта RJ45/SFP 2 SFP 4 порта SFP
Цена базового устройства 270 долл. 350 долл. 411 долл. 540 долл. 750 долл. 1197 долл. 1314 долл.
За порт 10/100 11,25 долл. 14,6 долл. 17,1 долл. 22,5 долл. 31,25 долл. 50 долл. 54,7 долл.
Заключение
В данном отчете отражена общая информация по коммутаторам, их функциям и применению. Приведена информация о некоторых дополнительных функциях современных коммутаторов различных производителей коммутационного оборудования. Эти функции представляют лишь малую часть потенциальных возможностей многоуровневых устройств. С ростом требований приложений и важности управления пропускной способностью они должны стать еще более функциональными. |
| Категория: Рефераты (курсы КП, ПК, ИТ и Сети) | Добавил: inedawetrust (24.12.2015)
| Автор: Селиверстов Р. Филиппов А.
|
| Просмотров: 910
| Рейтинг: 0.0/0 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
|