Główne komponenty komputera PC

Transkrypt

Projektowanie i Realizacja
Sieci Komputerowych
Wykład 5
1. Technologie sieci LAN
(warstwa 2) – urządzenia
2. Sposoby przełączania
dr inż. Artur Sierszeń [email protected]
dr inż. Łukasz Sturgulewski [email protected]
Projektowanie i Realizacja Sieci Komputerowych
1
Zagadnienia
Przełączanie w sieciach Ethernet
 Przełączanie w warstwie 2
 Działanie przełącznika
 Tryby przełączania
 Topologie nadmiarowe
 Protokół drzewa opinającego
 VLAN – Virtual LAN
 Trunking - VTP
2
Zagadnienia
Domena kolizyjna i domena rozgłoszeniowa
 Środowiska ze współdzielonym medium
 Domeny kolizyjne
 Segmentacja
 Rozgłaszanie w warstwie 2
 Domeny rozgłoszeniowe
 Wprowadzenie do przepływu danych
 Czym jest segment sieci?
3
Przełączanie
Przełączanie w sieciach Ethernet




Gdy do fizycznego segmentu sieci Ethernet zostaje
dodana większa liczba węzłów, wzrasta rywalizacja o
dostęp do medium.
Sieć Ethernet jest medium współdzielonym, co oznacza,
że w danym momencie może nadawać tylko jeden węzeł.
Dodawanie kolejnych węzłów zwiększa wymagania
dotyczące dostępnego pasma oraz dodatkowo obciąża
medium. Wzrost liczby węzłów w pojedynczym
segmencie zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia
kolizji, co prowadzi do częstszych retransmisji.
Problem ten można rozwiązać przez podzielenie jednego
dużego segmentu na części stanowiące odosobnione
domeny kolizyjne.
5
Przełączanie w warstwie 2





Zasadniczo most zawiera tylko dwa porty i rozdziela
domenę kolizyjną na dwie części.
Wszystkie wybory dokonywane przez most opierają się
na adresach MAC lub inaczej adresowaniu w warstwie 2 i
nie wpływają na adresowanie logiczne zwane także
adresowaniem w warstwie 3.
Most dzieli domenę kolizyjną, nie wpływając przy tym na
domenę logiczną lub rozgłoszeniową.
Niezależnie od liczby mostów w sieci cała sieć będzie
współdzieliła tę samą logiczną przestrzeń adresową.
Most utworzy dodatkowe domeny kolizyjne, nie
zwiększając jednak liczby domen rozgłoszeniowych.
6
Przełączenie w warstwie 2
7
Działanie przełącznika




Przełącznik jest po prostu mostem z wieloma
portami.
Gdy do portu przełącznika jest podłączony tylko
jeden host, domena kolizyjna na medium
współdzielonym składa się jedynie z dwóch
elementów: portu przełącznika i dołączonego do
niego hosta.
Każdy z dwóch węzłów w tym małym segmencie
(domenie kolizyjnej) składa się z portu
przełącznika oraz hosta podłączonego do niego.
Takie małe segmenty fizyczne zwane są
mikrosegmentami.
8
Działanie przełącznika
9
Tryby przełączania
Są dwa tryby przełączania:

cut-through (przycinanie)

store-and-forward (zachowaj i przekaż)
10
cut-through




Przełącznik może zacząć przesyłać ramkę
zaraz po otrzymaniu adresu MAC odbiorcy.
Charakteryzuje się on najmniejszym
opóźnieniem.
Wykrywanie błędów nie jest możliwe.
Zarówno port źródłowy, jak i port docelowy
muszą pracować z tą samą szybkością bitową,
aby nie uszkodzić ramki. Przełączanie takie
określa się mianem symetrycznego.
11
cut-through
12
store-and-forward
Jest odebrana cała ramka przed przesłaniem jej dalej
przez port docelowy.
 Istnieje możliwość sprawdzenia kodu kontrolnego ramki
(FCS) przez oprogramowanie przełącznika.
 Można w ten sposób upewnić się, że ramka została
poprawnie odebrana.

W przypadku wykrycia błędu odrzucenie ramki jest realizowane
przez przełącznik, a nie przez komputer docelowy. Ponieważ przed
przekazaniem cała zawartość ramki jest przechowywana w pamięci

Jeżeli szybkości bitowe są różne, ramka musi być
zapisana z jedną szybkością, a następnie wysłana z inną.
Ten typ przełączania określa się mianem
asymetrycznego.
13
store-and-forward
14
Topologie nadmiarowe
Topologie nadmiarowe
Sieci o nadmiarowych ścieżkach i
urządzeniach pozwalają uzyskać większy
czas bezawaryjnej pracy.
 Topologie nadmiarowe eliminują
pojedyncze punkty awarii.
 W przypadku awarii ścieżki lub urządzenia
ich funkcje mogą być przejęte przez
nadmiarową ścieżkę lub urządzenie.

16
Prosta przełączana topologia
nadmiarowa
17
Burze rozgłoszeń
18
Wielokrotna transmisja ramek
19
Niestabilność bazy danych
o położeniu hostów
W sieci przełączanej z nadmiarowością mogą być
przekazywane nieprawidłowe informacje. Przełącznik
może błędnie zapamiętać port, który jest połączony z
urządzeniem o danym adresie MAC.
20
Użycie pętli mostowania w celu
uzyskania nadmiarowości
21
Protokół Drzewa Opinającego
z ang. Spanning-Tree Protocol
22
Koszty łączy w Protokole Drzewa
Opinającego
23
Drzewo opinające
24
Działanie drzewa opinającego


Jeden most główny w
każdej sieci
Jeden port główny w
każdym moście oprócz
mostu głównego


Jeden port
wyznaczony w każdym
segmencie
Porty nieużywane (nie
zostały wyznaczone)
25
Jednostka BPDU
Bridge Protocol Data Unit
26
Identyfikatory mostów
27
Ponowne obliczanie drzewa
opinającego
Intersieć przełączana osiąga zbieżność, gdy
wszystkie porty przełączników i mostów są albo w
stanie przekazywania, albo w stanie blokowania.
29
Szybki Protokół Drzewa Opinającego
W Szybkim Protokole Drzewa Opinającego zostały
wprowadzone nowe funkcje:



uporządkowanie ról i stanów portów;
definicja zestawu typów łączy, które mogą szybko
przejść do stanu przekazywania;
zezwolenie przełącznikom na wysyłanie własnych
jednostek BPDU po osiągnięciu zbieżności sieci, zamiast
przekazywania jednostek BPDU wysyłanych przez most
główny.
30
Szybki Protokół Drzewa Opinającego
Szybki protokół drzewa opinającego (IEEE 802.1w)
wyprze w końcu protokół drzewa opinającego
(IEEE 802.1d).
31
Współdzielenie medium
Środowiska ze współdzielonym
medium
33
Środowiska ze współdzielonym medium
Środowisko
ze współdzielonym medium
Występuje, gdy wiele hostów ma dostęp do tego samego
medium. Jeśli na przykład kilka komputerów jest
dołączonych do tego samego przewodu lub światłowodu to
współdzielą one to samo środowisko medium.
Rozszerzone
środowisko ze współdzielonym
medium
Jest to specjalny rodzaj środowiska ze współdzielonym
medium, w którym urządzenia sieciowe mogą rozszerzyć
środowisko w taki sposób, że możliwy jest wielodostęp lub
większa długość połączeń kablowych.
34
Środowiska ze współdzielonym
medium

Środowisko sieciowe typu punkt-punkt
Często stosuje się je w sieciowych połączeniach
telefonicznych. Jest ono najbardziej znane
użytkownikom domowym. Stanowi taki typ
współdzielonego środowiska sieciowego, w którym
pojedyncze urządzenie jest połączone z innym
pojedynczym urządzeniem (tak jak w przypadku
połączenia komputera z dostawcą usług internetowych
za pomocą modemu i linii telefonicznej).
35
Domeny kolizyjne
36
Domeny kolizyjne
Domeny kolizyjne są połączonymi
fizycznymi segmentami sieci, w których
mogą wystąpić kolizje.
 Kolizje mogą sprawić, że sieć będzie
działać mało wydajnie.
 Przy każdym wystąpieniu kolizji transmisja
zatrzymywana jest na pewien czas.
 Długość tej przerwy jest różna i zależy od
algorytmu odczekiwania w przypadku
każdego urządzenia sieciowego.

37
Reguła 5-4-3-2-1
Według reguły 5-4-3-2-1 nie należy przekraczać
poniższych wartości:





Pięć segmentów medium sieciowego
Cztery wtórniki lub koncentratory
Trzy segmenty sieci zawierające hosty
Dwie sekcje łączy (bez hostów)
Jedna duża domena kolizyjna
Reguła 5-4-3-2-1 zawiera również wskazówki
pozwalające utrzymać w odpowiednich granicach
obustronne opóźnienia występujące w sieci
współdzielonej.
38
Segmentacja
39
Segmentacja
Urządzenia warstwy 2 segmentują czyli dzielą domeny
kolizyjne.
 Segmentacja ta jest prowadzona dzięki kontroli
propagacji ramek dokonywanej w oparciu o adres MAC
przypisany do każdego urządzenia używanego w sieci
Ethernet.
 Urządzenia warstwy 2 — mosty i przełączniki —
rejestrują adresy MAC i ich występowanie w
poszczególnych segmentach. Wykonywanie tej
czynności pozwala urządzeniom kontrolować ruch na
poziomie warstwy 2.
 Poprzez zastosowanie mostów i przełączników domena
kolizyjna jest dzielona na mniejsze części, które stają
się osobnymi domenami kolizyjnymi.

40
Rozgłaszanie w warstwie 2



Protokoły wykorzystują ramki rozgłoszeniowe i
wieloemisyjne na poziome warstwy 2 modelu
OSI do komunikacji pomiędzy domenami
kolizyjnymi.
Kiedy węzeł ma nawiązać komunikację ze
wszystkimi hostami w sieci, wysyła ramkę
rozgłoszeniową z adresem odbiorcy równym
0xFFFFFFFFFFFF.
Ramkę z takim adresem muszą rozpoznać
karty sieciowe wszystkich hostów.
41
42
Urządzenia warstwy 2 muszą rozpropagowywać ruch
rozgłoszeniowy i grupowy na wszystkie porty.
 Sumaryczny ruch rozgłoszeniowy i grupowy
generowany przez wszystkie urządzenia w sieci
nazywany jest promieniowaniem rozgłoszeniowym.
 Obieg promieniowania rozgłoszeniowego może tak
nasycić sieć, że zabraknie pasma dla danych
aplikacji.

Nowe połączenia sieciowe nie mogą być ustanowione, a
nawiązane już połączenia mogą zostać zerwane. Sytuacja taka
jest nazywana burzą rozgłoszeniową.

Prawdopodobieństwo wystąpienia burzy
rozgłoszeniowej wzrasta wraz z rozrostem sieci
przełączanej.
43
Domeny rozgłoszeniowe
44
Czym jest segment sieci?
Tak jak wiele innych pojęć i skrótów,
słowo segment ma wiele znaczeń.
Słownikowa definicja tego pojęcia brzmi:
 oddzielna część czego
 jedna z części, na które jest lub
mogłaby być podzielona jednostka lub
zbiór
45
46
W przypadku transmisji danych używa się następujących
definicji:
 Sekcja sieci, której granice wyznaczają mosty, routery lub
przełączniki.
 W sieci LAN o topologii magistrali segment jest ciągłym
odcinkiem obwodu elektrycznego często połączonym z
innymi podobnymi segmentami przy użyciu wtórników.
 Pojęcie używane w specyfikacji protokołu TCP do opisu
pojedynczej jednostki informacji w warstwie transportowej. Do
opisu logicznych grup informacji na różnych poziomach modelu
odniesienia OSI służą również pojęcia: datagram, ramka,
komunikat i pakiet. Są one używane w różnych środowiskach
technicznych.
47
Virtual LAN
Wprowadzenie do sieci VLAN
Sieć VLAN jest logiczną grupą stacji, usług i urządzeń
sieciowych, które nie są ograniczone fizycznym
segmentem sieci LAN.
49
Domeny rozgłoszeniowe.
50
Przykład 3 domen rozgłoszeniowych.
51
Statyczne VLAN-y
52
Dynamiczne VLAN-y
53
Sieci VLAN przypisane do portów
54
Konfiguracja VLAN-ów
55
Zalety sieci VLAN
Łatwo przenosić stacje robocze w sieci
LAN
 Łatwo dodawać stacje robocze do sieci
LAN
 Łatwo zmieniać konfigurację sieci LAN
 Łatwo nadzorować ruch w sieci
 Zwiększyć bezpieczeństwo

56
Komunikacja pomiędzy VLAN-ami
57
Typy VLAN-ów
58
Połączenie pomiędzy przełącznikami
59
Równoczesne transmisje w
przewodniku
60
Sieci VLAN typu end-to-end
61
Statyczny VLAN
62
Historia Trunking
63
Trunking
64
Filtrowanie Ramek
65
Znakowanie ramek
66
Protokół ISL (Inter-Switch Link)
67
Sieci VLAN i Trunking
68
Metoda znakowania ramek i
enkapsulacji
69
Zalety Protokołu VTP
70
Koncepcja VTP
Zadaniem protokołu VTP jest utrzymanie spójności
konfiguracji sieci VLAN w całej określonej domenie
administracyjnej sieci.
71
Porównanie trybów protokołów VTP
72
Operacje VTP
73
Wdrażanie VTP
Istnieją dwa rodzaje ogłoszeń protokołu VTP:


żądania od klientów, którzy chcą otrzymać
informacje podczas swojego uruchamiania,
odpowiedzi z serwerów.
Istnieją trzy rodzaje komunikatów protokołu VTP:



żądania ogłoszeń,
ogłoszenia skonsolidowane,
ogłoszenia szczegółowe.
74
Routing pomiędzy wieloma VLAN-ami
75
Problemy i rozwiązania pomiędzy
wieloma VLAN-ami
Gdy sieci VLAN są ze sobą połączone, istotne są
pewne uwarunkowania techniczne. Dwa
najważniejsze z nich to:
 konieczność nawiązania przez urządzenia
użytkowników końcowych łączności z odległymi
hostami
 konieczność komunikowania się hostów
należących do różnych sieci VLAN
76
Komponenty VLAN
77
Router na patyku 
78
Fizyczne i Logiczne Interfejsy
79
Projektowanie i Realizacja
Sieci Komputerowych
Wykład 5
KONIEC
80

Główne komponenty komputera PC

Transkrypt

Podobne dokumenty

Konfiguracja serwera VMPS

Medium do transferów Daily ART 60 ml.

D-LINK DGS-3120-24SC / SI 24

WNIOSEK O ZMIAN DELEGACJI NAZWY DOMENY Ę

program konferencji - Uniwersytet Pedagogiczny

LAB_11 VLAN i VTP, Routing między VLAN

Protokół STP Ustanawia węzeł główny, który jest nazywany

LAN Switching and Wireless