Комутація у корпоративної мережі.

Навчальні питання 1.Принципи роботи комутатору. 2.Резервування каналів. Протокол остовного дерева (Spanning Tree Protocol, STP). 3.Віртуальні локальні мережі (Virtual Local Aria Network, VLAN).

Література

Вступ

Комутатор - пристрій, призначений для з'єднання декількох вузлів комп'ютерної мережі в межах одного сегмента мережі. Комутатор - пристрій, призначений для сегментування комп'ютерної мережі. Забезпечує пересилку кадрів зі швидкістю передачі даних по кабелю.

Етапи розвитку Загальна шина, репітери Зірка, багато портові репітери HUB концентратор Мости 1 2 3

Першій комутатор Першій комутатор EtherSwitch компанії Kalpana Використання комутаторів підвищує безпеку, доступність, надійність і продуктивність мережі.

1. Принципи роботи комутатора.

Принцип першій: використання фізичних адрес пристроїв мережі для передачі даних

МАС-адреса Локальна адреса вузла. Для вузлів, що входять у локальні мережі - це МАС-адреса мережного адаптера чи порту маршрутизатора. Приклад: 11-А0-17-3D-BC-01. (MAC – media access control – підрівень доступу до середовища передачі канального рівня моделі OSI).

МАС-адреса Призначається виробниками мережного устаткування і є унікальною. Використовується на канальному рівні тобто на рівні локальних мереж. 6 байтів

МАС-адреса Переглянуть МАС-адресу комп'ютеру можна за допомогою команди ipconfig

МАС-адреса

Якщо адреса не використовується протягом певного часу вона видаляється з пам'яті комутатору Виділення мас-адреси відправника Додає мас-адресу і порту, активує таймер старіння Є такий запис? Скидає таймер старіння Пошук мас-адреси одержувача Так Ні Є такий запис? Лавинна маршрутизація Ні Так – передача на відповідний порт

МАС і ІР. Протокол ARP Address Resolution Protocol

Протокол ARP

Пересилка з буферізацією кадр повністю зберігається в пам'яті комутатору перед передачею пристрою призначення Перевага: кадри, що мають помилки не передаються Недолік: затримка кадрів при передачі Наскрізна комутація швидка пересилка пересилка з виключенням фрагментів комутатор передає кадр без його повного прийому Перевага: висока швидкість передачі Недолік: передаються кадри, що мають помилки Перевага: не передаються помилкові кадри Недолік: зменшується швидкість передачі Принцип другий: використання високо швидкісної внутрішній шини для просування кадрів даних Симетричні та асиметричні комутатори

На відміну від концентратора, який розповсюджує трафік від одного підключеного пристрою до всіх інших, комутатор передає дані лише безпосередньо одержувачу. Принцип третій: фільтрація кадрів даних

Cisco IOS IOS- Internetwork Operating System Cisco IOS має специфічний інтерфейс командного рядка (command line interface, CLI)

2. Резервування каналів. Протокол остовного дерева.

Резервні канали забезпечують високу доступність мережі.

Проблеми з'єднання комутаторів Створення петель Шторм широкомовних пакетів широкомовний шторм; нестабільність бази даних МАС-адрес. наслідки Неможливість створити нове з'єднання і розрив існуючих з'єднань

Протокол STP Spanning tree protocol

Протокол STP Протокол STP забезпечує механізм відключення резервних каналів в мережі, що комутується. STP дозволяє використання резервування, яке необхідне для надійної експлуатації мережі, без створення петель комутації.

При включенні комутатору кожний порт послідовно проходить 4 режими: блокування; прослуховування; навчання; пересилка кадрів. Тривалість процесу ініціалізації може бути до 50 секунд. Протокол STP BPDU це кадри, що розсилаються іншим комутаторам кожні 2 секунди. BPDU - Bridge Protocol Data Unit

Протокол STP

Кореневий міст (комутатор) – центральний комутатор мережі Локальна мережа на комутаторах – система, що організується сама, але не завжди оптимально

Протокол STP Можна вручну назначити самий низький пріоритет комутатору, щоб зробити його кореневим.

Протокол STP У разі відказу каналу протокол STP протягом від секунд для кожного комутатору перераховує найкращі шляхи передачі. Одна з найпоширеніших причин перерахунків STP - несправний джерело живлення або кабель живлення комутатора. Несправність джерела живлення викликає несподіване перезавантаження пристрою.

Методи вдосконалення STP PortFastUplinkFast STP PortFast негайно переводить порт доступу в режим пересилання, минаючи режими прослуховування і навчання. STP UplinkFast прискорює вибір нового кореневого порту при відмові комутатора або каналу, а також при перерахунку STP. Кореневий порт негайно переходить в режим пересилання, минаючи режими прослуховування і навчання. Протокол Rapid STP (RSTP) протокол прискорює роботу протоколу STP в 50 раз.

3. Віртуальні локальні мережі (VLAN). Virtiual Local Area Network

Недолік комутатору FFFF.FFFF.FFFF – широкомовна МАС-адреса Широкомовна розсилка повідомлень локальна мережа – домен широкомовної розсилки повідомлень

VLAN VLAN - це логічний домен широкомовної розсилки, який може охоплювати кілька фізичних сегментів LAN. Кожна VLAN функціонує як окрема локальна мережа. Передача даних між VLAN здійснюється маршрутизатором. При створенні VLAN призначається номер та ім'я

Cisco Catalyst 2960 fa0/1 - fa0/24 gi1/1 – gi1/2

show vlan show vlan brief

У комутованої мережі пристрій можна призначити VLAN за наступними признаками: 1)відповідно до його місцеположення; 2)MAC-адресою; 3)IP-адресою; 4)додатками, які найчастіше використовуються. Адміністратори можуть задати приналежність пристрою VLAN статично або динамічно. VLAN VLAN1 - для управління комутатором

VLAN Магістральні канали дозволяють передавати дані кількох VLAN через один канал. Для цього кожна VLAN маркірується відповідно до вимог стандарту 802.1Q. транки

Якщо не використовувати магістральні канали, те для з'єднання вузлів 3-х VLAN необхідно 3 канали. За замовчуванням порти комутатору працюють як порти доступу.

Протокол VTP Протокол VTP (VLAN Trunking Protocol) - це протокол обміну, який надає метод управління базою даних VLAN з центрального сервера в мережевому сегменті. VTP використовує три режими: серверний, клієнтський і прозорий. За замовчуванням всі комутатори є серверами. Рекомендується налаштувати хоча б два комутатора в мережі в якості серверів, щоб забезпечити резервування.

Висновки

Багаторівнева комутація

Packet Tracer

З'єднання мережевих пристроїв ESC