Сегментация с использованием коммутаторов

Использование коммутации (switching) в локальных сетях смягчает проблемы, связанные с недостаточной шириной полосы пропускания и с возможностью переполнений, которые могут возникать, например, между несколькими PC и удаленным файл-сервером. Коммутатор разделяет локальную сеть на микросегменты, состоящие из двух станций, как показано на рис. 5.16. При этом один большой коллизионный домен делится на несколько малых доменов, свободных от коллизий. Хотя LAN-коммутатор устраняет возможность коллизий между доменами, отдельные станции, находящиеся внутри сегмента, по-прежнему остаются в одном коллизионном домене. Вследствие этого все узлы, подключенные к коммутатору, могут получить широковещательный сигнал всего от одного узла. Среди других преимуществ стоит отметить малую латентность и высокую скорость пересылки на каждом порте интерфейса, а также совместимость с уже установленными сетевыми адаптерами, концентраторами и кабельной системой.

Технология коммутируемого Ethernet (switched Ethernet) базируется на типовом Ethernet. При ее использовании каждый узел непосредственно соединен с одним из портов коммутатора или с сегментом, который, в свою очередь, соединен с одним из портов коммутатора. Таким образом на коммутаторе создается соединение с полосой пропускания 10 Мбит/с, 100 Мбит/с или 1000 Мбит/с между каждым узлом и соответствующим сегментом. Компьютер, непосредственно соединенный с коммутатором, имеет собственный коллизионный домен и полную полосу пропускания в 10 Мбит/с. Например, 12-портовый коммутатор, к каждому порту которого подсоединено одно устройство, создает 12 коллизионных доменов.

Локальная сеть, использующая топологию (topology) коммутируемого Ethernet, ведет себя так, как если бы она имела только два узла — узел отправителя и узел получателя. Этим двум узлам предоставляется полоса пропускания в 10 Мбит/с. Вследствие этого практически вся полоса пропускания может быть использована для передачи данных. За счет более эффективного использования полосы пропускания коммутируемый Ethernet обеспечивает более высокую скорость передачи, чем сети Ethernet, в которых используются только мосты и концентраторы. В коммутируемом Ethernet доступная ширина полосы пропускания может достигать величины, близкой к 100%.

Коммутация в сети Ethernet увеличивает доступную полосу пропускания путем создания выделенных сегментов (т.е. соединений типа “точка-точка”) и объединения этих сегментов в виртуальную сеть внутри коммутатора. Эта виртуальная сеть существует только тогда, когда двум узлам требуется обменяться информацией. Этим объясняется название “виртуальный канал” (virtual circuit)— он существует только при необходимости и создается внутри коммутатора.

Недостатком коммутаторов является их более высокая стоимость. Однако некоторые предприятия могут использовать постепенную замену концентраторов коммутаторами, до того момента когда все концентраторы окажутся замененными. Во время процесса замены скорости и возможности коммутаторов постепенно возрастают, а стоимость уменьшается. В настоящее время практически все новые LAN-сети Ethernet проектируются с ориентацией исключительно на технологию коммутации.