Logo    
Деловая газета CitCity.ru CITKIT.ru - все об Open Source Форумы Все публикации Учебный центр Курилка
CitForum    CITForum на CD    Подписка на новости портала Море(!) аналитической информации! :: CITFORUM.RU
IT-консалтинг Software Engineering Программирование СУБД Безопасность Internet Сети Операционные системы Hardware

23.04.2017

Google
WWW CITForum.ru
С Новым годом!

Что это такое - коммутатор или маршрутизатор?

Николай Малых, BiLiM Systems Ltd.

Коммутация на уровне 3

Популярность Internet и корпоративных сетей intranets привела к значительному росту уровня сетевого трафика. За счет доступа пользователей к удаленным ресурсам и серверам потоки трафика становятся все менее локальными. Увеличение потока данных и делокализация трафика ведут к перегрузке маршрутизаторов. Для решения возникших задач большинство производителей сетевого оборудования пытаются решить задачу коммутации на сетевом уровне (уровень 3). Коммутация на сетевом уровне сможет обеспечить сочетание разумности маршрутизаторов и скорости коммутаторов.

Уровнем 3 называют сетевой уровень (network layer) модели OSI. На этом уровне маршрутизаторы выполняют свои функции на основе информации об адресах, используемой сетевыми протоколами типа IP и IPX. Традиционные коммутаторы работают на уровне 2 (уровень канала данных - data-link layer), рассылая пакеты на основе физических адресов сетевых устройств (VFC-адресов). Добавляя в коммутаторы средства работы с адресами сетевого уровня, производители сетевого оборудования создают устройства, часто называемые коммутаторами третьего уровня (layer-3 switch).

За время разработки таких устройств сложилось три основных варианта коммутации на уровне 3, поддерживаемые разными производителями и практически несовместимые между собой маршрутизирующие коммутаторы (routing switches), коммутаторы потоков (flow switching) и коммутирующие маршрутизаторы (switched routing).

Традиционная маршрутизация

Расчет маршрута и обработка пакетов полностью осуществляется программами уровня 3 (сетевой уровень модели OSI). После принятия решения о маршрутизации пакеты передаются аппаратным интерфейсам уровня 2. Для обмена информацией о маршрутизации используются стандартные протоколы.

Маршрутизирующие коммутаторы

Маршрутизирующие коммутаторы похожи на традиционные маршрутизаторы и определяют путь передачи на основе информации, хранящейся в заголовке 3 уровня для каждого пакета. Для маршрутизирующих коммутаторов характерны высокая производительность при небольшой цене, достигаемые за счет снижения числа функций и переноса большинства операций на уровень специализированных микросхем. В корректно разработанных маршрутизирующих коммутаторах функции маршрутизации полностью интегрированы в коммутатор и пакеты в процессе обработки не покидают узел коммутации (switching fabric).

Маршрутизирующие коммутаторы хорошо принимают администраторы сетей за их простоту (подобно традиционным коммутаторам), сочетающуюся с функциями традиционных маршрутизаторов. Маршрутизирующие коммутаторы должны обеспечивать поддержку большинства протоколов маршрутизации. Однако, прежде чем купить такой коммутатор, нужно проверить соответствие его возможностей вашим задачам. Обычно дополнительные функции, такие как поддержка добавочных протоколов (таких, как AppleTalk и IPX), сложных протоколов маршрутизации (IP Multicast и OSPF) и средств обеспечения безопасности (шифрование и брандмауеры), достаточно сильно снижают производительность маршрутизирующих коммутаторов.

Алгоритм работы маршрутизирующих коммутаторов можно понять из приведенного рисунка. Выбор пути происходит на уровне 3 и выполняется программными (чаще) или аппаратными средствами, а обработка пакетов осуществляется с помощью коммутатора на уровне 2. Для обмена данными о маршрутизации маршрутизирующие коммутаторы используют стандартные протоколы маршрутизации.

Ascend, Bay Networks, Cisco, Extreme, Foundry, IBM, Intel и Madge анонсировали свои маршрутизирующие коммутаторы. Каждое из анонсированных устройств обеспечивает снятие нагрузки с перегруженных маршрутизаторов сегодняшних сетей. Во многих случаях устройства могут сосуществовать с установленным оборудованием. маршрутизирующие коммутаторы предназначены в первую очередь для корпоративных приложений, хотя GRF IP Switch компании Ascend позиционируется как устройство для ISP и магистральных сетей.

Производители часто предлагают дополнительные новшества, обеспечивающие упрощение администрирования, связанного с функциями маршрутизации в маршрутизирующем коммутаторе. например, SwitchNode (Accellar 100) от Bay Networks поддерживает режим IP Autolearn, позволяющий коммутатору изучить топологию сети за счет мониторинга трафика ARP (Address Resolution Protocol - протокол разрешения адресов). ARP используется сетевыми устройствами для отображения адресов сетевого уровня на уровень аппаратных адресов. В сети с достаточно простой топологией маршрутизирующий коммутатор Switch Node можно установить без предварительной настройки и без изменения настроек существующих маршрутизаторов.

Коммутаторы потоков

Базовой концепцией коммутации потоков является обнаружение продолжительных потоков данных между двумя IP-узлами. Когда поток определяется программами уровня 3, между конечными точками организуется коммутируемое соединение и в дальнейшем поток управляется работающим на уровне 2 оборудованием (традиционные коммутаторы). Копирование файлов или Web-страницы с графикой являются типичными случаями возникновения потоков. Трафик, не удовлетворяющий требованиям потока, маршрутизируется традиционными способами. Использование коммутации потоков более эффективно в среде ATM или frame-relay, где потоки отображаются на виртуальные устройства или пути. Основной сферой применения коммутации потоков являются магистрали ISP или корпоративных сетей.

В сфере коммутации потоков основными разработчиками являются ATM Forum и компания Ipsilon. ATM Forum недавно предложил стандарт для коммутации потоков в ATM - MPOA (Multiprotocol Over ATM), но дальнейшая разработка этого стандарта была задержана. Воспользовавшись этой задержкой, компания Ipsilon предложила свой вариант коммутации потоков, называемый IP switching (коммутация IP). Компания Ipsilon разработала линейку коммутаторов IP, использующих протокол IFMP (Ipsilon Flow Management Protocol) для обмена информацией о потоках. Ipsilon расширяет поддержку своей платформы и поощряет других производителей, поддерживающих IFMP в своих маршрутизаторах и коммутаторах.

Расчет маршрутов и обработка пакетов осуществляются на уровне 3 (как в традиционных маршрутизаторах) до тех пор, пока не будет идентифицирован поток. После обнаружения потока обработка трафика переносится на уровень 2 (коммутатор). Коммутаторы потоков используют протоколы управления потоками для обмена информацией о потоках в сети.

Коммутирующие маршрутизаторы

Конечной целью и наиболее сложным этапом является разработка схем, снижающих нагрузку на маршрутизаторы и позволяющих коммутаторам выполнять операции по рассылке пакетов без проведения сложных расчетов маршрута.

Архитектура коммутации тегов (Tag Switching) компании Cisco является хорошим примером коммутирующих маршрутизаторов. Для реализации коммутации тегов маршрутизаторы Cisco сделаны программно-модернизируемыми, чтобы можно было использовать режимы tag-edge router или tag switch в зависимости от местоположения маршрутизатора в сети. Tag-edge router представляет собой маршрутизатор, расположенный на границе сети и добавляющий адресную информацию в форме идентификаторов фиксированной длины, называемых тегами, в пакеты, передаваемые в сеть. Tag switch представляет собой маршрутизатор или коммутатор, устанавливаемый внутри сети и использующий теги для определения маршрута для передачи каждого пакета через сеть. использование тегов снижает сложность декодирования адресной информации и просмотр таблиц при рассылке пакетов. Компания Cisco разработала также протокол TDP (Tag Distribution Protocol), позволяющий маршрутизаторам и коммутаторам распространять информацию о тегах, и предложила его IETF для стандартизации.

IBM MSS (Multiprotocol Switched Services) и 3Com FastIP поддерживают схемы, основанные на маршрутизации с использованием протокола NHRP (Next Hop Resolution Protocol). Используя NHRP, сетевой клиент запрашивает маршрут от назначенного сервера маршрутизации (route server). Если сервер маршрутизации может определить получателя, организуется коммутируемое соединение между конечными точками, за счет чего маршрутизатор просто устраняется из пути передачи пакетов. Для поддержки NHRP в сетевых компьютерах (networked PC) MSS требует дополнительных программ, а FastIP использования с компьютерах сетевых адаптеров 3Com.

Большинство схем коммутируемой маршрутизации разработано для устранения пробок в сложных IP-сетях (сети ISP и магистральные сети). Пытаясь обеспечить использование своих технологий в корпоративных сетях, компании Ascend, IBM и 3Com согласились на совместное использование технологий коммутации уровня 3.

Расчет маршрута и обработка пакетов осуществляется на уровне 3 как в традиционных маршрутизаторах за исключением тех случаев, когда теги содержат информацию о рассылке пакетов.

Применение

Коммутируемые технологии сетевого уровня еще слишком молоды для того, чтобы определить наиболее эффективные сферы применения каждой из них. Маршрутизирующие коммутаторы обеспечивают простоту установки и использования наряду с высокой интероперабельностью. Поскольку устройства этого класса не используют новых протоколов или стандартов, их легко установить в существующие сети. Коммутаторы потоков и коммутирующие маршрутизаторы используют патентованные технологии и протоколы, поэтому их разработка и использование могут быть ограничены.

Сравнение архитектур коммутации на уровне 3

Архитектура Маршрутизирующие коммутаторыКоммутация потоковКоммутирующие маршрутизаторы
Описание Функции традиционных маршрутизаторов интегрируются в коммутаторыПоток определяется на уровне 3 и коммутируется на уровне 2.Различные схемы для снижения сложности определения маршрута на уровне 3.
Преимущества Простота использования и настройки, интероперабельность с используемыми сетевыми устройствами.Устраняет сложность расчета пути после идентификации потока.Масштабируется для больших сетей. Упрощает маршрутизацию.
Недостатки Может терять некоторые функции маршрутизации. Могут возникать сложности при модернизации реализованных "в железе" функций.Архитектура запатентована несколькими производителями. При отсутствии потоков требуется использовать традиционные схемы маршрутизации. Архитектура запатентована несколькими производителями. Интероперабельность сомнительна.
Применение Магистрали корпоративных сетей и ISP.Магистрали ISP и WAN. Корпоративные сети, магистрали ISP, WAN.

Николай Малых, BiLiM Systems Ltd.

Размещение рекламы — тел. +7 495 4119920, ICQ 232284597

Подписка на новости IT-портала CITForum.ru
(библиотека, CITKIT.ru, CitCity)

Новые публикации:

24 декабря

CITKIT.ru:

  • Новогодние поздравления
  • Сергей Кузнецов. Цикл Операционные системы: Ностальгия по будущему:

  • Алексей Федорчук. OpenSolaris 2008.11 Release

  • Сергей Голубев:

  • Евгений Чайкин aka StraNNik (Блогометки):

    17 декабря

  • С.Д.Кузнецов. Базы данных. Вводный курс

    10 декабря

    CITKIT.ru:

  • OpenSolaris 2008.11 Release

  • Альтернативные ОС: две грустные истории (С.Кузнецов)
  • Nokia N810 — доведение до ума
  • CitCity:

  • Платформа 2009: заоблачные перспективы Microsoft

    4 декабря

  • Лекция С.Д.Кузнецова Понятие модели данных. Обзор разновидностей моделей данных

    CITKIT.ru:

  • OpenSolaris 2008.11 Release. Первые впечатления

  • Linux vs FreeBSD: продолжим "Священные войны"?

  • Nokia N810 as is

  • Индульгенция для FOSS

  • Друзья СПО'2008

    26 ноября

  • Нечеткое сравнение коллекций: семантический и алгоритмический аспекты

    CitCity:

    CITKIT.ru:

  • Глава из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:
  • 19 ноября

  • Проблемы экономики производства крупных программных продуктов

  • Язык модификации данных формата XML функциональными методами

    CITKIT.ru:

  • Главы из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:

    Заметки к книге:

  • FreeBSD: монтирование сменных устройств и механизм HAL
  • Текстовый редактор ee

    12 ноября

  • Правило пяти минут двадцать лет спустя, и как флэш-память изменяет правила (Гоц Грейф, перевод: Сергей Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • Главы из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:
  • OSS в России: взгляд правоведа (В.Житомирский)

  • Новая статья из цикла С.Голубева "Железный марш":

    29 октября

  • О некоторых задачах обратной инженерии

  • Веб-сервисы и Ruby

  • Тестирование web-приложений с помощью Ruby

    CITKIT.ru:

  • Главы из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:

  • PuppyRus Linux - беседа с разработчиком (С.Голубев)

  • Сергей Кузнецов. Заметка не про Linux

    22 октября

  • Обзор методов описания встраиваемой аппаратуры и построения инструментария кросс-разработки

    CITKIT.ru:

  • Сергей Кузнецов. Почему я равнодушен к Linux

  • Глава из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:
  • Что надо иметь
    3. Базовые познания

    CitCity:

  • Управление IT-инфраструктурой на основе продуктов Microsoft

    15 октября

  • Методы бикластеризации для анализа интернет-данных

    CitCity:

  • Разъемы на ноутбуках: что они дают и зачем их так много?
  • AMD Puma и Intel Centrino 2: кто лучше?

    CITKIT.ru:

  • Новый цикл статей С.Голубева
    Железный марш:

  • Главы из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:

    8 октября

  • Автоматизация тестирования web-приложений, основанных на скриптовых языках
  • Опыт применения технологии Azov для тестирования библиотеки Qt3

    Обзоры журнала Computer:

  • SOA с гарантией качества
  • Пикоджоуль ватт бережет
  • ICT и всемирное развитие

    CitCity:

  • Пиррова победа корпорации Microsoft

    CITKIT.ru:

  • Главы из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:

    Статья из архива:

  • Я живу в FreeBSD (Вадим Колонцов)

    Новые Блогометки:

  • Перекройка шаблона Blogger или N шагов к настоящему
  • Blogger. Comment style
  • Screenie или глянцевый снимок экрана

    2 октября

    CITKIT.ru:

  • Сага о FreeBSD (А. Федорчук)

    Zenwalk: пакет недели

  • Банинг — интеллектуальное развлечение (С.Голубев)

    CitCity:

    25 сентября

  • Клермонтский отчет об исследованиях в области баз данных

    CITKIT.ru:

  • Пользователям просьба не беспокоиться... (В.Попов)

  • Снова про ZFS: диск хорошо, а два лучше
  • Командная оболочка tcsh (А.Федорчук)

    Zenwalk: пакет недели

    17 сентября

  • T2C: технология автоматизированной разработки тестов базовой функциональности программных интерфейсов
  • Технология Azov автоматизации массового создания тестов работоспособности

    CITKIT.ru:

  • FreeBSD: ZFS vs UFS, и обе-две — против всех (А.Федорчук)

    Zenwalk: пакет недели

  • Дачнет — практика без теории (С.Голубев)

    10 сентября

  • За чем следить и чем управлять при работе приложений с Oracle
  • Планировщик заданий в Oracle
    (В.Пржиялковский)

    CITKIT.ru:

  • Microsoft: ответный "боян" (С.Голубев)

  • Причуды симбиоза, или снова "сделай сам" (В.Попов)

  • Файловые системы современного Linux'а: последнее тестирование
  • Zsh. Введение и обзор возможностей
    (А.Федорчук)

    Описания пакетов Zenwalk: Zsh, Thunar, Thunar-bulk-rename, Xfce4-places-plugin, Xfce4-fsguard-plugin

    Блогометки:

  • Google Chrome
  • Лончер для ASUS Eee PC 701

    3 сентября

    CITKIT.ru:

  • Заметки о ядре (А.Федорчук):

    Добавлены описания пакетов Zenwalk: Galculator, Screenshot, Gnumeric, Pidgin

    В дискуссинном клубе:

  • И еще о Википедии и Google Knol

  • Лекция для начинающего линуксоида (С.Голубев)

    26 августа

  • Транзакционная память (Пересказ: С. Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • Открыт новый проект Zenwalk: пакет недели

  • Статья Текстовые процессоры и их быстродействие: конец еще одной легенды?

    21 августа

    CITKIT.ru:

  • Почему школам следует использовать только свободные программы (Ричард Столлман)
  • Беседа Сергея Голубева с учителем В.В.Михайловым

  • Википедия или Гуглезнание? Приглашение к обсуждению (Алексей Федорчук)
  • Народная энциклопедия от Google (StraNNik)

  • Обзор Mandriva 2009.0 Beta 1 Thornicrofti
  • Новичок в Линукс: Оптимизируем Mandriva 2008.1

  • Книга Zenwalk. Приобщение к Linux:

    13 августа

    CitCity:

  • Мирный Atom на службе человеку. Обзор платы Intel D945GCLF с интегрированным процессором
  • Обзор процессоров Intel Atom 230 на ядре Diamondville

  • iPhone - год спустя. Скоро и в России?

    CITKIT.ru:

  • Интермедия 3.4. GRUB: установка и настройка (из книги Zenwalk. Приобщение к Linux)

    6 августа

  • СУБД с хранением данных по столбцами и по строкам: насколько они отличаются в действительности? (Пересказ: С. Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • Интермедия 2.2. Что неплохо знать для начала (из книги Zenwalk. Приобщение к Linux)

  • И снова про шрифты в Иксах (А.Федорчук)

  • 20 самых быстрых и простых оконных менеджеров для Linux

  • Дело о трех миллиардах (С.Голубев)

    30 июля

  • OLTP в Зазеркалье (Пересказ: С. Кузнецов)

    CitCity:

  • Будущее BI в облаках?
  • Тиражные приложения и заказная разработка. Преимущества для заказчика
  • Дискуссия со сторонниками заказной разработки

    CITKIT.ru:

  • Новые главы книги Zenwalk. Приобщение к Linux:
  • Глава 8. Пакеты: средства установки, системы управления, системы построения
  • Глава 9. Zenwalk: репозитории, пакеты, методы установки

    23 июля

    CITKIT.ru:

  • Все против всех. 64 vs 32, Intel vs AMD, tmpfs vs ext3
  • Две головы от Intel

  • Zenwalk: обзор штатных приложений (глава из книги "Zenwalk. Приобщение к Linux")

  • Нормально, Григорий...

    16 июля

    Обзоры журнала Computer:

  • Перспективы и проблемы программной инженерии в XXI веке
  • Большие хлопоты с большими объемами данных
  • Перспективы наноэлектроники

    CITKIT.ru:

  • Интермедия о лицензиях (А.Федорчук. "Zenwalk. Приобщение к Linux")

  • Есть ли будущее у KDE?

  • Linux в школе: альтернативный вариант в задачах

  • Шифр (приключения агента Никодима)

    10 июля

    CITKIT.ru:

  • Новые разделы книги А. Федорчука Zenwalk. Приобщение к Linux:
  • Интермедия вступительная. Linux или GNU/Linux? Как вас теперь называть?
  • Глава 5. Среда Xfce
  • Глава 6. Xfce: приложения и плагины

  • ZUR (Zenwalk User Repository) FAQ

    2 июля

  • Персистентность данных в объектно-ориентированных приложениях (С. Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • Новые разделы книги А. Федорчука Zenwalk. Приобщение к Linux:
  • Интермедия 1.2. Дорога к Zenwalk'у. Период бури и натиска
  • Интермедия 3.3. Немного о Linux'е и "железе"
  • Глава 4. Настройка: инструментами и руками
  • Интермедия 4.1. Zenpanel и конфиги: поиски корреляции

  • Интервью с Жан-Филиппом Гийоменом, создателем дистрибутива Zenwalk

  • Linux в школе: первые итоги (С. Голубев)

    25 июня

    CITKIT.ru:

  • Zenwalk. Приобщение к Linux (А. Федорчук)

  • Логика и риторика (С.Голубев)

  • Технология Tru64 AdvFS

  • Ханс Райзер предлагает отвести полицейских к телу Нины

    18 июня

  • Проекты по управлению данными в Google (Пересказ: С. Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • ОС и поддержка "железа": мифы и реальность (А. Федорчук)

  • Linux в школе: другие дистрибутивы

  • Пинок (С. Голубев)

    4 июня

  • Ландшафт области управления данными: аналитический обзор (С. Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • Linux в школе: слово заинтересованным лицам

  • SlackBuild: пакеты своими руками

  • Linux от компании Novell. Установка и обзор openSUSE Linux

    Все публикации >>>




  • IT-консалтинг Software Engineering Программирование СУБД Безопасность Internet Сети Операционные системы Hardware

    Информация для рекламодателей PR-акции, размещение рекламы — тел. +7 495 4119920, ICQ 232284597 Пресс-релизы — pr@citcity.ru
    Послать комментарий
    Информация для авторов
    Rambler's Top100 TopList liveinternet.ru: показано число просмотров за 24 часа, посетителей за 24 часа и за сегодня This Web server launched on February 24, 1997
    Copyright © 1997-2000 CIT, © 2001-2007 CIT Forum
    Внимание! Любой из материалов, опубликованных на этом сервере, не может быть воспроизведен в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Подробнее...