Domeny kolizyjne, a rozgłoszeniowe Port Switching HUB

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 40 12 ports 3C16405

•SuperStack II PS Hub 40 24 ports 3C16406

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 )

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: 19120

Dia =5 F-E-B-A-C Dia =5

C-A-C-B-E

rodzina przełączników CISCO

Zastosowanie przełączników Cisco

Konstrukcja przełączników

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)

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 )

Matryce umieszczają dane we współdzielonej pamięci

Shared Memory Switch

Output Ports Dual

Ported Memory Input

Ports



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)

Matryce dzielą szynę, tworzą pierścień

OUTPUT 1 INPUT 1

OUTPUT 2 INPUT 2

OUTPUT N INPUT N

... ...

S/P AF FIFO P/S

S/P

S/P

TIME DIVISION BUS

...

... ... ...

SHARED-MEDIUM (BUS) PACKET SWITCH

AF

AF FIFO

FIFO

P/S

P/S

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

4 x 4 Crossbar Switch

A1

A2

A3

A4

B1 B2 B3 B4

4 x 4 Crossbar Switch

A1

A2

A3

A4

B1 B2 B3 B4

A1

A2

A3

A4

B1 B2 B3 B4

•Pomiędzy modułami wejściowymi a wyjściowymi może jednocześnie powstać wiele ścieżek równoległych

HoLB Head of Line Blocking

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 12016 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 12016 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 ).

Zastosowanie GBE jako połączenia punktów centralnych

Zastosowanie GBE jako połączenia do

serwerów