Domeny kolizyjne, a rozgłoszeniowe

Transkrypt

1 Domeny kolizyjne, a rozgłoszeniowe Port Switching HUB Port switching HUB to koncentrator z portami statycznie przypisywanymi, przełączanymi do grup W połączeniu z łączeniem w stos pozwala tworzyć elastyczne grupy robocze Łączenie w stos zmniejsza liczbę koncentratorów na drodze ramek SuperStack II PS Hub ports 3C16405 SuperStack II PS Hub ports 3C16406 SuperStack II PS Hub ports 3C

2 Minimalne opóźnienie w switchu, moście Przykład dla szybkości 100 MB/s Opóźnienie w transmisji A => B Składniki opóźnienia: Czas transmisji ( zależny od rozmiaru danych ) Czas propagacji ( zależny od szybkości fali i długości linii ) Czas kolejkowania ( zależny od obciążenia ruchem ) 2

3 Liczba przełączników w szeregu?? Nie jest ograniczona, ale: wymaga uwagi ze względu na STP timery timery 2 s Hello i średnica 7 ( max mostów liczba na ścieżce ) jeśli średnica dia>7, to trzeba poprawić jeśli średnica dia<7, to można poprawić, ulepszyć Understanding and Tuning Spanning Tree Protocol Timers Cisco Document ID: Dia =5 C-A-C-B-E Dia =5 F-E-B-A-C rodzina przełączników CISCO 3

4 Zastosowanie przełączników Cisco Konstrukcja przełączników 4

5 Elementy konstrukcyjne i ich przeznaczenie ASIC - Application Specific Integrated Circuit Zaleta wysoka wydajność Wady wąska specjalizacja, długi czas produkcji Funkcje stałe, typowe (bez konfiguracji) Zastosowanie - w obsłudze portów Buforowanie, odbiór i ekspedycja QoS obsługa kolejek, znakowanie VLAN, agregacja Ruch broadcast, ograniczanie ruchu Zastosowanie - w przełączaniu przełączanie L2 i L3 Powielanie mulicastów/ broadcastów Kontrola dostępu Elementy konstrukcyjne i ich przeznaczenie Procesory Obsługa procesów powolnych i zmiennych Ogranizacja pracy całości Profilowanie funkcji ASIC STP, rapid STP 802.1D, 802.1W ARP, HSRP, DHCP, Zarządzanie, zapis operacji (logi) 802.1x Protokoły rutowania Zaciera się granica pomiędzy przełącznikiem L2, a ruterem L3 Historycznie urządzenie bruter (bridge/ruter) 5

6 Elementy konstrukcyjne i ich przeznaczenie Matryca przełączająca (Switch Fabric), przełączanie strumieni danych pomiędzy portami przełącznika ( pomiędzy ASIC portów ) Przełączniki, matryce mają: Ograniczona wydajność liczoną w GB/s Ograniczona wydajność liczona w pps ( packets per second) Nie blokujące == wydajność jest nie miejsza niż N portów * max szybkość blokujące == mogą połączyć mniejszą liczbę strumieni jednocześnie Matryca przełączająca - hierarchiczna Przy budowie modułowej przełącznika jest inna szybkość w przełączaniu między portami modułu i inna między modułami Trzy architektury hierarchii: współdzielona pamięć ( wspólny bufor ) magistrala/pierścień ( wspólna magistrala ) przełącznica, crossbar ( wiele ścieżek jednocześnie ) 6

7 Matryce umieszczają dane we współdzielonej pamięci Shared Memory Switch Wszystkie przychodzące pakiety/ramki są pakowane do wspólnej pamięci Obróbka dotyczy jednego pakietu w czasie Pamięć zwykle jest dwuportowa Wtedy jeden IN ieden OUT Aby przełącznik był nieblokujacy centralny sterownik musi być bardzo szybki (co najmniej 2 x N szybkości portów) Input Ports Dual Ported Memory Output Ports 7

8 Matryce dzielą szynę, tworzą pierścień SHARED-MEDIUM (BUS) PACKET SWITCH INPUT 1 S/P AF FIFO P/S OUTPUT 1 INPUT 2... S/P... TIME DIVISION BUS AF... FIFO... P/S... OUTPUT 2... INPUT N S/P AF FIFO P/S OUTPUT N 8

9 Działanie magistrali Wszystkie przychodzące pakiety/ramki są przechodzą przez wspólną magistralę Kolejki są w modułach wejściowych i wyściowych Po jednym pakiecie w danej chwili przechodzi z IN do OUT Magistrala musi być bardzo szybka (co najmniej 2 x N szybkości portów) Przełącznica - Crossbar 9

10 4 x 4 Crossbar Switch A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 4 x 4 Crossbar Switch A1 A1 A2 A2 A3 A3 A4 A4 B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4 Pomiędzy modułami wejściowymi a wyjściowymi może jednocześnie powstać wiele ścieżek równoległych Moduły mają także własne kolejki Często kilka kolejek 10

11 HoLB Head of Line Blocking Cisco Series Internet Router Wiele pakietów zmierza do jednego portu wyjściowego (A) Pakiet do B czeka choć nie musi, bo B jest wolny Virtual Output Queue + Crossbar switch eliminuje problem Przykłady szybkości Cisco 12016/12416 Internet Routers Dziś dostępne są dwie opcje do Cisco 12016: 2.5 Gbps switch fabric (80 Gbps switching system bandwidth) w ruterze Cisco z 16-toma kartami, każda 2 x 2.5 Gbps (full duplex), pasmo przełączania w systemie jest 16 x 5 Gbps = 80 Gbps. (stara matryca switch fabric nazywana jest 80-Gbps). 10 Gbps switch fabric (320 Gbps switching system bandwidth) - w ruterze Cisco z 16-toma kartami, każda 2 x 10 Gbps (full duplex), pasmo przełączania w systemie jest 16 x 20 Gbps = 320 Gbps. (nowa matryca switch fabric nazywana jest 320 Gbps ). 11

12 Zastosowanie GBE jako połączenia punktów centralnych Zastosowanie GBE jako połączenia do serwerów 12