Сети и системы телекоммуникаций. Погонин В.А - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Врожденная болезнь коммутаторов – потеря кадров. Причины потери коммутаторами кадров можно
разделить на две категории – блокирующая производительность коммутатора и перегрузка выходного
порта или портов.
Блокирующая производительность – это ситуация, когда выходные порты коммутатора могли бы
передать в сеть все поступающие потоки кадров, но производительность внутренних элементов комму-
татора недостаточна для обработки этих потоков. Многие модульные модели коммутаторов страдают от
этого недостатка. Как правило, он является следствием появления в номенклатуре коммутатора высоко-
скоростных модулей, например, модулей FastEthernet, ATM и GigabitEthernet, уже после выпуска общих
элементов коммутатора, например, коммутационной матрицы, блока общей памяти, пассивной общей
шины и т.п. В результате – нехватка производительности для особенно тяжелых режимов работы.
Но, если недостаточную производительность элементов коммутатора можно устранить, заменив их
более скоростными, то производительность порта коммутатора ограничена стандартом соответствую-
щего протокола – Ethernet, TokenRing, FastEthernet и АТМ.
Например, порт Ethernet не может передавать больше 14 880 кадров в секунду, если он не нарушает
временных соотношений, установленных стандартом. Какой бы ни был объем буфера порта, он в какой-
то момент времени может переполниться, так как является разделяемым ресурсом для многих потоков
кадров.
Потеря кадра может привести к снижению полезной для приложения пропускной способности в не-
сколько раз. Количественно ущерб зависит от того, какой протокол занимается восстановлением поте-
рянных в кадре данных. Если это протокол прикладного или транспортного уровня, то при тайм-аутах в
сотни миллисекунд, рассчитанных на работу в больших маршрутизируемых составных сетях, снижение
производительности может доходить до десятков раз. Исправление потерь кадров на нижних уровнях
делает сеть менее чувствительной к этому фактору, но в локальных сетях такая ситуация наблюдается
только при использовании протокола NetBIOS или же стека SNA компании IBM в сетях TokenRing, а
это не такой уж большой процент сетей. Тенденции таковы, что все чаще в локальных сетях будет ис-
пользоваться протокол стека TCP/IP, а протокол TCP, решающий проблему восстановления потерянной
информации, вычисляет тайм-аут адаптивно, в зависимости от времени прихода подтверждений от уз-
ла-собеседника. При работе через Internet это время может составлять сотни миллисекунд, замедляя
процесс восстановления кадров так же, как и в сетях NetWare.
Потери кадров при перегрузках выходных портов вообще типичны для полнодуплексных сетей, по-
строенных на основе коммутаторов. Нужно заметить, что такие сети давно используются – это почти
все виды глобальных сетей: Х.25, framerelay и АТМ. Индивидуальными в них являются только связи
между абонентами сети и первыми коммутаторами, а связи коммутатор-коммутатор всегда разделяются
во времени между потоками кадров нескольких абонентов. И если в сетях framerelay и ATM разработа-
ны достаточно тонкие процедуры для поддержания требуемого баланса использования общих каналов
между абонентами сети – процедуры управления качеством обслуживания, то в коммутаторах локаль-
ных сетей такие процедуры либо не поддерживаются вообще, либо реализуются в самой рудиментарной
форме.
Угроза потери кадров – плата за отказ от разделяемой среды на участке сети "компьютер-
концентратор". Коммутатор ускоряет работу сети, но при этом пропадает эффект, создаваемый алго-
ритмом доступа, когда на среду передачи данных разрешалось в каждый момент времени помещение
кадра только от одного компьютера. Тем самым регулировался входной поток кадров от компьютеров и
гарантировалась невозможность потери кадра при корректной работе оборудования. Поэтому локаль-
ные сети на основе коммутаторов, как и глобальные, требуют решения задачи управления потоком дан-
ных, то есть встраивания в коммутаторы и сетевые адаптеры механизма, который бы притормаживал
конечные узлы при перегрузках коммутаторов сети.
Ограничения, связанные с применением мостов и коммутаторов – по топологии связей, а также ряд
других, – привели к тому, что в ряду коммуникационных устройств появился еще один тип оборудова-
ния – маршрутизатор [router; в терминологии Internet маршрутизатор часто называют шлюзом
(gateway)]. Маршрутизаторы более надежно и более эффективно, чем мосты, изолируют трафик отдель-
ных частей сети друг от друга. Маршрутизаторы образуют логические сегменты посредством явной ад-
ресации, поскольку используют не плоские аппаратные, а составные числовые адреса. В этих адресах
имеется поле номера сети, так что все компьютеры, у которых значение этого поля одинаковое, принад-
лежат одному сегменту, называемому в данном случае подсетью (subnet).

Страницы