3. PROSPAJANJE PAKETA

Priroda izgleda ... doći mnogi njezini završava dugim rutama kružni.

Rudolph Lotze

PROBLEM: Nisu Svi Mreže Su Izravno Povezani

Izravno povezane mreže opisane u prethodnom poglavlju pate od dva ograničenja. Prvo, postoji li ograničenje koliko domaćini mogu biti u prilogu. Na primjer, samo dva domaćini može se pričvrstiti na point-to-point veze i Ethernet specifikacija ne dopušta više od 1.024 računala. Drugo, postoji li ograničenje koliko je velika od jednog geografskog područja jedinstvenu mrežu može poslužiti. Na primjer, Ethernet može obuhvaćati samo 2500 m, bežične mreže ograničene su rasponi njihovih radija, i iako je point-to-point veze mogu biti vrlo dugo, oni zapravo ne služe prostor između dva kraja. Budući da je naš cilj je izgraditi mrežu koja može biti globalna u mjerilu, sljedeći problem je, dakle, omogućiti komunikaciju između računala koja nisu izravno povezani. Ovaj problem je sličan jednom obratio u telefonskoj mreži: Vaš telefon nije izravno povezan na svaku osobu možda želite nazvati, ali umjesto toga je spojen na razmjeni koja sadrži prekidač. To je prekidača koji stvaraju dojam da imate vezu s osobom na drugom kraju poziva. Slično tome, računalne mreže koriste paketa sklopke kako bi se omogućilo pakete putovati od jednog računala do drugog, čak i kada ne postoji izravna veza između tih računala. Ovo poglavlje uvodi glavne koncepte prospajanje paketa, koji se nalazi u srcu umrežavanje računala.

Paket sklopka je uređaj s nekoliko ulaza i izlaza dovodi do i od domaćina koji povezuje prekidač. Jezgra posao prekidač je da se pakete koji dolaze na ulaz i naprijed (ili sklopka) ih na desno izlaza, tako da će doći do njihove odgovarajuće odredište. Postoji niz načina na koje prekidač može odrediti "pravu" izlaz za paket, koja može biti kategorizirana kao široko spajanja i povezivanja pristupa koji su orijentirani.

Ključni problem koji prekidač mora se nositi s je propusnost svojih konačnih rezultata. Ako paketi namijenjeni za određene izlazne dolazimo na prekidač i njihov dolazak stopa prelazi kapacitet da je izlaz, onda imamo problem borbe. Prekidač queues (odbojnici) paketa do tvrdnju splasne, ali ako to traje predugo, prebaciti će se izvoditi iz tampon prostor i biti prisiljeni odbaciti paketa. Kada paketi se odbacuju previše često, prekidač je rekao da se zagušen. Sposobnost prekidač za obradu tvrdnja je ključni aspekt njegovu učinkovitost.

Ovo poglavlje uvodi pitanja prosljeđivanje i spoticanja u paket sklopke. Mi počinjemo od strane s obzirom na različite pristupe prebacivanje, uključujući spajanja i spajanju orijentirani modeli. Mi smo tada ispitati dva posebno tehnologije u detaljima. Prvi je prebacivanje LAN, koji je evoluirao iz Ethernet mostova da bi postao jedan od dominantnih tehnologija u današnjem LAN okruženja. Drugi značajan prijelaz tehnologija je asinkroni način prijenosa (ATM), koja je u početku razvijen za potrebe telekomunikacijskih usluga u širokom području mreže. Na kraju, razmislite o nekim od aspekata prekidač dizajn koji se moraju uzeti u obzir pri izgradnji velikih mreža.

1,1. 3,1 PREBACIVANJE I PROSLJEĐIVANJE

U najjednostavnijem smislu, jedan prekidač je mehanizam koji nam omogućava međusobno povezivanje veze u obliku veće mreže. Prekidač je multi-input, multi-izlazni uređaj koji prenosi pakete od ulaza na jedan ili više izlaza. Dakle, prekidač dodaje zvjezdasta topologija (vidi Sliku 3.1) u point-to-point link, autobus (Ethernet) i prsten (802,5, 802,17 i FDDI) topologija osnovana u zadnjem poglavlju.

Slika 3.1 Prekidač pruža zvjezdasta topologija.

Zvjezdasta topologija ima nekoliko atraktivnih svojstva:

• Iako je prekidač ima fiksni broj ulaza i izlaza, koji ograničava broj domaćini koji mogu biti povezani na jedan prekidač, velika mreža može graditi spajanjem nekoliko prekidača;

• Možemo povezati se prebacuje na drugog i da domaćini koristeći point-to-point linkove, što obično znači da možemo izgraditi mreža velikog geografskog područja;

• Dodavanje novog domaćin mrežu tako da je povezivanje na prekidač ne mora nužno smanjiti performanse mreže za druge domaćini već spojen.

Ova posljednja tvrdnja ne može biti donesena za zajedničke medijske mreže je objašnjeno u posljednjem poglavlju. Na primjer, to je nemoguće za dva hosta na istom 10-Mbps Ethernet za prijenos stalno na 10 Mbps, jer oni dijele isti medij prijenosa. Svaki domaćin na komutirana mreža ima svoj link na prekidač, tako da svibanj biti u potpunosti moguće za mnoge domaćini prenijeti u punoj brzini veze (bandwidth), pod uvjetom da je prekidač dizajniran s dovoljno ukupnog kapaciteta. Pružanje visoke propusnosti agregat je jedan od ciljeva dizajna za prekidač, vraćamo se na ovu temu u nastavku. Općenito, prebacio mreže smatraju više skalabilne (tj. više sposoban raste velikom broju čvorova) od zajedničke medijske mreže jer tu sposobnost podrške mnogim domaćini u punoj brzini.

Prekidač je povezan skup veza i, za svaku od tih veza, pokreće odgovarajući protokol podatkovnog sloja tvrtke komunicirati s čvora na drugom kraju veze. Prekidač je primarni zadatak je da prima dolazne pakete na jedan od svojih veza i da ih prenosite na neki drugi link. Ova funkcija se ponekad naziva ili kao prebacivanje ili prosljeđivanje, te u smislu OSI arhitekture, to je glavna funkcija mrežnog sloja. Slika 3.2 prikazuje protokol graf koji će se kandidirati na prekidač koji je spojen na dvije T3 linkova i jedan STS-1 SONET link.

Slika 3.2 Primjer protokol graf trčanje na prekidač.

Prikaz tog istog prekidača prikazan je na slici 3.3.

Slika 3.3 Primjer prekidač s tri ulazne i izlazne portove.

U ovoj slici imamo split ulazni i izlazni polovice svaki link, a mi smo se odnose na svaki ulaz ili izlaz kao luka. (Općenito, pretpostavimo da svaka veza je dvosmjerna, i time podržava i ulaz i izlaz.) Drugim riječima, ovom primjeru prekidač ima tri ulazne i tri izlazne luka luka.

Tada se postavlja pitanje, kako se prebaciti odlučiti na koji izlazni port staviti svaki paket? Opći odgovor je da to izgleda na zaglavlje paketa za identifikator koji se koristi za donošenje odluke. Pojedinosti o tome kako se koristi ovaj identifikator se razlikuju, ali postoje dvije uvriježene pristupe.

• Prvi je paket ili spajanja pristup.

• Drugi je virtualni krug ili spajanju orijentiran pristup.

• U trećem pristupu, izvorišne usmjeravanje, manje je učestala nego ove druge dvije, ali to je jednostavno objasniti i ima neke korisne programe.

Jedna stvar koja je zajednička za sve mreže je da moramo imati način da se identificiraju kraja čvorova. Takve oznake su obično nazivaju adrese. Već smo vidjeli primjere adrese u prethodnom poglavlju, kao što je 48-bitna adresa se koristi za Ethernet. Jedini uvjet za Ethernet adrese je da nema dva čvora na mreži imaju istu adresu. To se postiže tako da osiguraju da su svi Ethernet kartice dodijeljene globalno jedinstveni identifikator. Za sljedeće rasprave, pretpostavimo da je svaki domaćin ima globalno jedinstvenu adresu. Kasnije, mi smatramo druge korisne svojstva koja mogu imati adresu, ali globalno jedinstvenost je primjerena da bi nam početak.

Druga pretpostavka da trebamo učiniti je da postoji neki način identificirati ulazni i izlazni priključci svakog prekidača. Postoje najmanje dva načina za prepoznavanje osjetljiv luke: Jedna je da se broj svake luke, a druga je da se identificiraju luke ime čvora (prekidač ili domaćin) na koje ga vodi. Za sada, mi koristimo numeriranje luka.

1.1.1. 3.1.1 Datagrama

Ideja iza datagrama je nevjerojatno jednostavna: vi samo pobrinite se da svaki paket sadrži dovoljno informacija kako bi se omogućilo prebacivanje bilo odlučiti kako će to doći do svoje odredište. To je, svaki paket sadrži potpunu adresu odredišta. Razmotrimo primjer mreže prikazani su na slici 3.4, u kojima domaćini su adrese A, B, C, i tako dalje.

Slika 3.4 Datagram prosljeđivanje: primjer mreže.

Odlučiti kako će proslijediti paket, prekidač konzultira jedan prosljeđivanje stol (ponekad se naziva tablica usmjeravanja), primjer koji je prikazan u tablici 3.1.

Tablica 3.1 Špedicija tablica za prebaciti 2.

Ovaj tablica pokazuje prosljeđivanje informacije koje prebaciti 2 treba proslijediti datagram na primjeru mreže. To je prilično jednostavan za shvatiti takve tablice kada imate potpuni karta

jednostavne mreže kao što je prikazano ovdje, a mi možemo zamisliti mrežu operatora konfiguriranje tablice statički. To je puno teže za stvaranje tablica prosljeđivanja u velikim, složenim mrežama s dinamički mijenja topologijama i višestruki putovi između odredišta. To je teže problem je poznat kao usmjeravanje i tema odjeljka 4.2. Možemo misliti usmjeravanja kao proces koji se odvija u pozadini, tako da kada paket podataka pretvara se, mi ćemo imati pravu informaciju u prosljeđivanje tablice da biste mogli naprijed, ili se prebaciti, paket.

Bez spajanja (paketne mreže bez spajanja) mreže imati sljedeće značajke:

• Domaćin može poslati paket bilo gdje u bilo koje vrijeme, jer bilo koji paket koji se okreće gore na prekidač može se odmah proslijediti (uz pretpostavku ispravno naseljeno prosljeđivanje stol). Kao što ćemo vidjeti, to je u suprotnosti s najviše usmjereni na spajanje mreža, u kojima su neki "stanje spajanja" treba biti uspostavljena prije prvog podaci paket je poslan.

• Kada se domaćin šalje paket, nema načina znajući, ako mreža je za to sposobni isporuku ili ako odredište domaćin je još gore i trčanje.

• Svaki paket se prosljeđuje neovisno od prethodnih paketa koji bi bili poslani na isto odredište. Dakle, dva uzastopna paketa iz domaćin ugostiti B mogu slijediti potpuno različite staze (možda zbog promjene u tablici prosljeđivanje na neki prekidač u mreži).

• Prekidač ili link neuspjeh ne bi mogli imati bilo koji ozbiljan učinak na komunikaciju ako je moguće naći alternativni put oko neuspjeh i za ažuriranje tablice prosljeđivanje skladu s tim.

Ova zadnja činjenica je osobito važno za povijest datagrama mreža. Jedan od važnih ciljeva dizajna Internet je robusnost na neuspjeh, a povijest je pokazala da se vrlo učinkovit na sastanku tog cilja.

1.1.2. 3.1.2 Virtual Circuit Switching

Široko se koristi tehnika za prospajanje paketa, koji se znatno razlikuje od datagrama modela, koristi pojam virtualni krug (VC). Ovaj pristup, koji se također zove spajanju orijentirani model, zahtijeva da se virtualna komunikacija od izvora domaćin odredište domaćin je postavljen prije bilo kakve podatke je poslan. Da biste razumjeli kako to funkcionira, razmislite o slici 3.5, gdje je domaćin ponovno želi poslati paket ugostiti B.

Slika 3.5 Primjer virtualnog kruga mrežu.

Možemo misliti o ovom kao dvostupanjski proces. Prva faza je uspostavljanje veze. Drugi je prijenos podataka. Mi smatramo svaki zauzvrat.

U fazi uspostavljanje veze, potrebno je utvrditi "stanje spajanja" u svakoj od prebacuje između izvora i odredišta domaćini. Stanje veze za jednu veze sastoji se od ulaska u VC tablici u svakom prekidač kroz koje veza prolazi. Jedan ulazak u VC tablici na jednom prekidač sadrži

• U virtualni krug identifikator (VCI) koji jedinstveno identificiraju veze na taj argument, a koji će se provoditi unutar zaglavlje paketa koji pripadaju tim u vezi;

• dolazni sučelje na kojem pakete za ovu VC stići na prekidač;

• odlasku sučelje u kojem pakete za ovu VC ostavite prekidač;

• potencijalno drugačiji VCI koji će se koristiti za izlazne pakete.

Semantika jedan takav upis je kako slijedi: Ako je paket stigne na određenom dolazni sučelje i da paket sadrži određen VCI vrijednosti u zaglavlje, a zatim da se paket treba biti poslana navedene odlasku sučelje s navedenim odlasku VCI vrijednosti nakon što je prvoplasirana u svom zaglavlju.

Imajte na umu da je kombinacija VCI paketa kao što su oni dobili na prekidač i sučelje na kojem su primljene jedinstveno identificira virtualna komunikacija. Postoji svibanj biti mnogo, naravno, virtualne veze uspostavljene u prebaciti u jednom trenutku. Također, možemo primijetiti da dolaznih i odlaznih VCI vrijednosti su općenito nije isto. Tako, VCI nije globalno značajnih identifikator za vezu, već ima značenje samo na određeni link (tj., to je link-lokalne-opseg).

Kad god se nova veza stvara, trebamo dodijeliti novi VCI za tu vezu na svaki link koji je veza će proći. Također nam je potreban kako bi se osiguralo da izabrani VCI na određeni link trenutno nije u uporabi na koje vode do neke postojeće veze.

Postoje dvije široke kategorije pristupa uspostavi stanje veze. Jedan od njih je da mrežni administrator konfigurirati države, u kojem slučaju virtualni krug je "trajno". Naravno, to također može biti obrisan od strane administratora, tako da stalni virtualni kanal (PVC) najbolje može biti misao kao dugovječni, ili administrativno konfiguriran VC. Alternativno, domaćin može slati poruke na mrežu da uzrokuje stanje treba utvrditi. To se naziva signalizacije, a što je rezultiralo virtualni krugovi su, kako se uključiti. Glavni karakteristika prospojni virtualni krug (SVC) je da domaćin može postaviti i brisanje takve VC dinamički bez uključivanja mrežnog administratora. Imajte na umu da SVC bi točnije nazvati "signaliziraju" VC, budući da je upotreba signalne (ne prebacivanje) koji razlikuje SVC od PVC.

Pretpostavimo da je mrežni administrator želi ručno stvoriti novi virtualni vezu s domaćin ugostiti B. Prvo, administrator treba utvrditi put kroz mrežu od točke A do točke B. U ovom primjeru mreže Slika 3.5, postoji samo jedan takav put, ali općenito to ne može biti slučaj. Administrator tada pijucima VCI vrijednosti koja je trenutno neiskorišteno na svaki link za vezu. Za potrebe našeg primjera, pretpostavimo da je vrijednost VCI 5 je izabran za link iz domaćin za prebacivanje 1, a da je 11 je izabran za link od prebaciti 1 prebacivanje 2. U tom slučaju, prebacite 1 treba imati ulaz u VC tablici konfigurirana kao što je prikazano u tablici 3.2.

Tablica 3.2 virtualni krug stol ulaz za prekidač 1.

Isto tako, pretpostavimo da VCI od 7 izabran je identificirati ovu vezu na link od prebaciti 2 prebacivanje 3, i da VCI od 4 je izabran za link iz prekidač 3 domaćin B. U tom slučaju, prekidači 2 i 3 treba biti konfiguriran s VC tablice unose kao što je prikazano u tablici 3.3. Imajte na umu da "odlazni" VCI vrijednosti u jednom prekidač "dolazni" VCI vrijednosti na sljedeći prekidač.

Tablica 3.3 virtualni krug tablice unose za sklopke 2 i 3.

Nakon VC stolovi su postavljeni, u fazi prijenosa podataka može nastaviti, kao što je prikazano na slici 3.6.

Slika 3.6 A paket je poslao u virtualni krug mreže.

Za bilo koji paket koji se želi poslati domaćin B, A stavlja VCI vrijednosti od 5 u zaglavlju paketa i šalje ga za prebacivanje 1. Uključite 1 prima takvih paketa na sučelje 2, a koristi kombinaciju sučelje i VCI u zaglavlje paketa pronaći odgovarajući VC zapisu tablice. Kao što je prikazano u tablici 3.2, tablica upis u ovom slučaju govori prebaciti 1 proslijediti paket iz sučelja 1 i staviti VCI vrijednost 11 u zaglavlju kad je paket poslan.

Dakle, paket će stići na prekidač na sučelje 2 3 ležaja VCI 11. Uključite 2 gleda sučelje 3 i VCI 11 u VC tablicu (kao što je prikazano u tablici 3.3) i šalje paket na prekidač 3 nakon ažuriranja VCI vrijednosti u zaglavlje paketa na odgovarajući način, kao što je prikazano na slici 3.7.

Slika 3.7 paket za nuždu svoj put kroz virtualni krug mreže.

Ovaj proces se nastavlja sve dok se ne stigne na domaćina B sa VCI vrijednosti od 4 u paketu. Će biti domaćin B, ovaj paket prepoznaje kao da dolaze od domaćina A.

U stvarnom mreža razumne veličine, teret konfiguriranje VC tablica ispravno u velikom broju prekidača brzo postati pretjeranu koristeći se naprijed navedenim postupcima. Dakle, neka vrsta signalizacije je gotovo uvijek koristi, čak i prilikom postavljanja "stalno" BO. U slučaju PVCs, signalizacija je pokrenuo mrežni administrator, dok SVCs su obično postavljena signalizacija koristeći jedan od domaćina. Smatramo kako je sada isti VC upravo opisao može se postaviti od strane signalizacija od domaćina.

Za početak signalizacija proces, domaćin šalje poruku postava u mrežu, to jest, da se prebaci 1. Postavljanje poruka sadrži, između ostalog, kompletan odredište adresu domaćina B. postavljanje poruka treba dobiti sve do B se stvorili potrebni stanje veze u svakom prebaciti na putu. Možemo vidjeti da uzimajući postava poruku B je puno poput uzimajući datagrama do točke B, u tom sklopke moraju znati što izlaz poslati poruku postava tako da će se s vremenom dosegne B. Za sada, neka je samo pretpostaviti da sklopke znam dovoljno o topologije mreže to odgonetati kako to učiniti, tako da je postavljanje poruka tokova na prekidači 2 i 3 prije nego je konačno postizanja domaćin B.

Kada je sklopka 1 prima zahtjev za vezu, osim slanja na prekidač 2, stvara novi unos u svoj virtualni krug stol za ovu novu vezu. Ovaj unos je točno isto kao što je prikazano ranije u tablici 3.2. Glavna

razlika je da je sada zadatak raspoređivanja neiskorišten VCI vrijednosti na sučelje obavlja prekidač za taj priključak. U ovom primjeru prekidač tip vrijednosti 5. Virtualni krug stol sada ima sljedeće podatke: ". Pakete Kada dođete na portu 2 s identifikatorom 5, poslati ih na portu 1" Drugi problem je da, na neki način, domaćin će morati naučiti da bi trebalo staviti VCI vrijednosti od 5 u pakete koji se želi poslati B; ćemo vidjeti kako se to događa u nastavku.

Kada je prekidač 2 primi postava poruku, ona obavlja sličan proces, u ovom primjeru to motika vrijednost 11 kao dolaznih VCI vrijednosti. Slično prekidač 3 motika 7 kao vrijednost za svoje dolazne VCI. Svaki prekidač može izabrati bilo koji broj ga voli, sve dok taj broj nije trenutno u uporabi za neke druge veze na taj port koji prekidač. Kao što je već navedeno, VCIs imaju link lokalne opseg, to jest, oni nemaju globalni značaj.

Konačno postavljanje poruka stigne kao domaćin B. Uz pretpostavku da B je zdrav i spreman prihvatiti vezu s host, i ona dodjeljuje dolaznih VCI vrijednosti, u ovom slučaju 4. Ovaj VCI vrijednosti može se koristiti B identificirati sve pakete koji dolaze iz domaćina A.

Sada, za završetak veze, svatko treba da se javi što je njihov susjed nizvodno koristi kao VCI za tu vezu. Računalo B šalje potvrda veze postava za prebacivanje 3 i uključuje u tu poruku VCI da je izabrao (4). Sada se prebacite 3 može dovršiti virtualni krug unos stol za tu vezu, jer zna izlazne vrijednosti moraju biti četiri. Uključite 3 šalje priznanje na prekidač 2, navodeći VCI od 7. Uključite 2 šalje poruku na prekidač 1, utvrđuje VCI od 11. Konačno, prekidač 1 prolazi priznanje na domaćina, reći da korištenje VCI od 5 za ovu vezu.

U ovom trenutku, svi znaju sve što je potrebno kako bi se omogućilo promet teći od domaćin ugostiti B. Svaki prekidač ima kompletan virtualni krug unos stol za vezu. Osim toga, domaćin ima čvrstu potvrdu da je sve na mjestu, sve do domaćina B. U ovom trenutku, veza tablice unose se u mjestu u sva tri prekidača baš kao u administrativno konfiguriran primjeru gore, ali cijeli proces se dogodilo automatski kao odgovor na signalizaciju poruke poslane od A. faze prijenos podataka sada može početi i identičan je da se koriste u PVC slučaju.

Kada domaćin više ne želi slati podatke na host B, ruši veza slanjem teardown poruku prebaciti 1. Prekidač uklanja relevantne unos iz tablice i prosljeđuje poruke na druge sklopke u putu, koji slično izbrisati odgovarajuću tablicu unose. U ovom trenutku, ako je domaćin bila poslati paket sa VCI od 5 prebaciti 1, to će biti odbačene kao da veza nikada nije postojao.

Postoji nekoliko stvari na umu o virtualnim komutacija krugova:

• Budući da domaćin mora čekati zahtjev za vezu do suprotnoj strani mreže i vratiti prije nego što ga može poslati svoj prvi paket podataka, postoji barem jedan RTT kašnjenja prije nego što se podaci šalju.

• Iako je zahtjev za vezu sadrži punu adresu za domaćina B (što može biti prilično velika, a to je globalni identifikator na mreži), svaki paket podataka sadrži samo mali identifikator, što je samo jedinstveno na jedan link. Dakle, po-paketa pretek zbog zaglavlja je smanjen u odnosu na model datagrama.

• Ako je prekidač ili link na spajanje ne uspije, veza je slomljena, a novi će biti potrebno utvrditi. Također, stari treba biti srušen na slobodan prostor za pohranu u tablici sklopke.

• pitanje kako prebaciti odlučuje koji link da proslijedi zahtjev za vezu na je premazani više. U suštini, to je isti problem kao i izgradnju prosljeđivanja tablica prosljeđivanja datagrama, što zahtijeva neku vrstu usmjeravanja algoritma. Routing je opisana u Poglavlje 4.2, te algoritmi opisani postoje općenito odnosi se na usmjeravanje postavljanje zahtjeva, kao i datagrama.

Jedan od lijepih aspekata virtualnog kruga je da je vrijeme domaćin dobiva zeleno svjetlo za slanje podataka, ona zna jako puno o mreži - na primjer, da postoji stvarno je put do prijemnika i da prijemnik spremna i sposobna za primanje podataka. Također je moguće dodijeliti sredstva za virtualni krug u vrijeme kada je osnovana. Na primjer, X.25 mreža - komutirana paketna mreža koja koristi spajanju orijentiran model - koristi sljedeća tri dijela strategije:

• Odbojnici su dodijeljeni za svaki virtualni krug, kada je krug inicijalizirane;

• protokol kliznog prozora je trčanje između svakog para čvorova uz virtualni krug, i ovaj protokol je proširen s kontrolom protoka kako bi slanje čvor iz napadajući odbojnika dodijeljen na primanje čvoru;

• sklop je odbio dati čvor, ako nije dovoljno odbojnici su dostupne u tom čvoru, kada je poruka zahtjev za vezu je obrađen.

Pri tome ove tri stvari, svaki čvor se osigurava da odbojnika to treba stati u red pakete koji dolaze na taj sklop. Ova osnovna strategija obično se naziva hop-by-hop za kontrolu protjecanja.

Za usporedbu, datagram mreža nema fazi uspostavljanje veze, a svaki prekidač procesima samostalno svaki paket, što je manje jasno kako datagram mreža bi alocirati resurse na smislen način. Umjesto toga, svaki paket dolazi natječe sa svim ostalim paketima za tampon prostor. Ako nema slobodne buffers, dolazni paket mora biti odbačena. Mi promatramo, međutim, da ni u jednom datagram-based mreže, izvor domaćin često šalje niz paketa za isto odredište domaćin. Moguće je za svaki prekidač za razlikovanje među set paketa trenutno je na čekanju, na temelju izvora/odredišta par, a time i za prijelaz kako bi se osiguralo da su paketi koji pripadaju svakog izvora/odredišta par primati fer udio prebaciti u buffers. Mi smo razgovarali o ovoj ideji na mnogo veće dubine u poglavlju 6.

U virtualni krug modelu, mogli bismo zamisliti pružanje svaki krug s različitih kvaliteta usluge (QoS). U ovu postavku, pojam "kvaliteta usluge" se obično uzima da znači da mreža daje upute za neke vrste izvedbe vezane uz jamstvo, što pak znači da prebacuje izdvojena sredstva trebaju zadovoljiti ovim jamstvom. Na primjer, sklopke uz određenu virtualni krug može dodijeliti u postotku svaki odlazni link je propusnost na taj krug. Kao drugi primjer, niz prekidača može osigurati da paketi koji pripadaju određenom krugu neće biti odgođen (čekanju) za više od određenog vremena. Vraćamo se na temu kvalitete usluga u Odjeljku 6.5.

Najpopularniji primjera virtualni krug tehnologija Frame Relay i asinkroni način prijenosa (ATM). ATM je niz zanimljivih svojstva koja smo razgovarali u Odjeljku 3.3. Frame Relay je vrlo jednostavan provedbu virtualni krug tehnologije, a njegova jednostavnost je to iznimno popularna. Mnogi mrežni davatelji usluga nude Frame Relay PVC usluge. Jedna od primjena Frame Relay je izgradnju virtualnih privatnih mreža (VPN), predmet je objašnjeno u Odjeljku 4.1.8.

Frame Relay daje neke osnovne kvalitete usluga i izbjegavanje zagušenja značajke, ali one su prilično lagani u odnosu na X.25 i bankomata. Paketa Frame Relay format (vidi Sliku 3.8) daje dobar primjer paketa koristi se za virtualni komutacija krugova.

Slika 3.8 Frame Relay format paketa.

1.1.2.1. Uvod u Zagušenja

Sjetite se razlika između borbe i zagušenja: sukob nastaje kada više paketa moraju biti u redu čekanja na prijelaz jer su oni natječu za iste izlazne veze, dok zagušenje znači da prekidač ima toliko paketa u redu čekanja da ga ponestane tampon prostora i ima za početak pada paketa. Vraćamo se na temu zagušenja u poglavlju 6, nakon što smo vidjeli komponenta transportni protokol mreže arhitekture. U ovom trenutku, međutim, paziti da odluku o tome da li vaša mreža koristi virtualni krugovi ili datagram ima utjecaj na to kako se nositi s zagušenja.

S jedne strane, pretpostavimo da svaki prekidač alocira dovoljno odbojnika za obradu paketa koji pripadaju svaki virtualni krug podržava, kao što je učinjeno u X.25 mreže. U tom slučaju, mreža je definirana daleko problem zagušenja - prekidač nikada ne susreće situaciji u kojoj ima više paketa red nego što je tampon prostor, jer ne dopušta da veza bude uspostavljena na prvom mjestu, osim ako može posvetiti dovoljno resursa da ga izbjeći ovu situaciju. Problem s ovim pristupom, međutim, da je vrlo konzervativna - što je malo vjerojatno da su svi krugovi će morati koristiti sve svoje odbojnika u isto vrijeme, a kao posljedica, prekidač potencijalno je nedovoljno iskorištena.

S druge strane, paket model naizgled poziva zagušenje - vi ne znate da postoji dovoljno tvrdnja na prekidač da uzrokuje zagušenje dok ne ponestane spremnika. U tom trenutku, to je prekasno za sprječavanje zagušenja, i vaš jedini izbor je pokušaj da se oporavim od njega. Dobra vijest je, naravno, je da ste svibanj biti u mogućnosti da biste dobili bolju iskoristivost iz vašeg preklopnici budući da se ne drži odbojnici u rezervi za najgorem slučaju scenarij koji se vjerojatno neće dogoditi.

Kao što je često slučaj, ništa nije strogo crno i bijelo - postoje dizajn prednosti za određivanje zagušenja daleko (kao X.25 model ne) i za to ništa o zagušenju tek nakon to se događa (kao što je jednostavan paket model ne). Tu su i srednji točke između tih dviju krajnosti. Opisat ćemo neke od tih dizajna točke u poglavlju 6.

1.1.3. 3.1.3 Izvorišne Usmjeravanje

Treći pristup prebacivanje koja koristi ni virtualni krugovi niti konvencionalna datagrama je poznat i kao usmjeravanje izvorom. Ime potječe iz činjenice da su sve informacije o topologije mreže koja je potrebna da biste išli paketa preko mreže osigurava izvor domaćin.

Postoje razni načini za provedbu usmjeravanje izvorom. Jedan će biti dodijeliti broj za svaki izlazni svakog prekidač i staviti taj broj u zaglavlju paketa. Prebacivanje funkcija je onda vrlo jednostavan: za svaki paket koji stigne na ulaz, prebaciti će čitati luka broj u zaglavlju i prenijeti paket na taj izlaz. Međutim, budući da će općenito biti više od jednog prebaciti na putu između slanja i primanja domaćin, zaglavlje za paket mora sadržavati dovoljno informacija kako bi se omogućilo svakom prebaciti na putu kako bi se utvrdilo na koji izlaz paket treba biti postavljeni. Jedan od načina da to učinite bi staviti naredio popis prebaciti luka u zaglavlju i rotirati popisu, tako da sljedeći prekidač na putu je uvijek u prednjem dijelu liste. Slika 3.9 ilustrira tu ideju.

Slika 3.9 izvorišne usmjeravanje u komutirana mreža (gdje je prekidač čita rightmost broj).

U ovom primjeru, paket treba proći tri sklopke da biste dobili od domaćina točke A do točke B. Na domaćin prekidač 1, ona treba izlaz na port 1, na sljedeći prebaciti ga treba izlaz u luku 0, a na trećem je prekidač treba izaći u luci 3. Dakle, izvorni zaglavlje kad paket napusti domaćin sadrži popis luka (3, 0, 1), gdje pretpostavljamo da svaki prekidač čita krajnji desni element liste. Da biste bili sigurni da će sljedeći prekidač dobiva odgovarajuće informacije, svaki prekidač rotira popisu nakon što je pročitao svoj vlastiti ulaz. Tako, zaglavlje paketa, jer ostavlja prebaciti 1 putu da biste išli 2 je sad (1, 3, 0); prebaciti 2 obavlja druge rotacije i šalje paket s (0, 1, 3) u zaglavlju. Iako nije prikazano, prekidač 3 izvodi još jednu rotaciju, vraćanju zaglavlje na ono što je bio kada domaćin ga je poslao.

Postoji nekoliko stvari na umu o ovom pristupu. Prvo, on pretpostavlja da domaćin ne zna dovoljno o topologiji mreže u obliku zaglavlja koji ima sva prava smjerovima u njemu za svaki prekidač na putu. To je nešto analogno problemu izgradnje prosljeđivanje tablica u datagram mreža ili figuring out gdje poslati postava paket u virtualni krug mreže. Drugo, primijetiti da ne možemo predvidjeti koliko su velike zaglavlje treba biti, jer mora biti u mogućnosti to držati jednu riječ informacija za svakog prekidača na putu. To znači da su zaglavlja vjerojatno promjenjive duljine bez gornja granica, osim ako možemo predvidjeti sa apsolutnom sigurnošću maksimalan broj prekidača kroz koji paket će sve trebati proći. Treće, postoje neke varijacije na ovaj pristup. Na primjer, umjesto rotirati zaglavlja, svaki prekidač mogao samo strip prvi element kao što je to koristi. Rotacija ima prednost u odnosu na stripping, međutim: domaćin B dobiva kopiju kompletnog zaglavlja, što može pomoći to shvatiti kako da biste dobili leđa to domaćin A. Još jedna alternativa je da se zaglavlje nose pokazivač na trenutnu "pored port "zapis, tako da svaki prekidač samo ažuriranja pokazivač nego rotirajući zaglavlja, a to može biti učinkovitije provoditi. Pokazali smo ta tri pristupa na slici 3.10.

Slika 3.10 Tri načina da obrađuju zaglavlja za usmjeravanje izvorom: (a) rotacije, (b) skidanje, i (c) pokazivač. Oznake se čitaju s desna na lijevo.

U svakom slučaju, zapis koji ovaj parametar treba pročitati je, a zapis koji pored prekidača treba pročitati je B.

Izvor usmjeravanja može se koristiti u oba datagram mreža i virtualni krug mreže. Na primjer, Internet Protocol, koji je Datagram Protocol, uključuje mogućnost izvorišni smjer koji omogućuje odabrani paketi će biti preusmjeren izvor, dok se većina uključen kao konvencionalni datagrama. Izvor usmjeravanje također se koristi u nekim virtualni krug mreže kao sredstvo da se početno namjeątanje zahtjev na putu od izvora do odredišta.

Izvor rute ponekad su kategorizirani kao "strog" ili "izgubiti." U strogom izvorišni smjer, svaki čvor na putu moraju biti specificirane, a labav izvor put samo određuje skup čvorova treba putovati, ne rekavši točno kako doći od jednog čvora na drugi. Labavo izvor put može biti misao kao skup točaka nego potpuno određeni put. Labav mogućnost može biti korisna kako bi ograničili količinu informacija koje izvor mora pribaviti stvoriti izvorni smjer. U svakom razumno velike mreže, to je vjerojatno da će biti teško za domaćina da bi cijeli put podatke potrebne za pravilno konstruirati stroge izvor put na bilo koju destinaciju. No, obje vrste izvora ruta učiniti naći primjenu u određenim scenarijima, od kojih je opisan u Odjeljku 4.5.

1.1.3.1. Optički Prebacivanje

Do povremeni promatrač umrežavanje industrije oko 2000 godine, to bi moglo imati činilo da je najzanimljivija vrsta prelaska je optički prespajanje. Doista, optički prebacivanje je postao važna tehnologija u kasnim 1990-ih, zbog ušća nekoliko čimbenika. Jedan faktor je komercijalne dostupnosti guste valno multipleksiranje (DWDM) opreme, što je moguće poslati mnogo informacija prema dolje jednog vlakna od prijenosa na velikom broju optičkih valnih duljina (ili boja) odjednom. Tako je, primjerice, jedna može poslati podatke o 100 ili više različitih valnih duljina, a svaka valna duljina može nositi onoliko koliko 10 Gbps podataka.

Drugi čimbenik bilo komercijalne dostupnosti optičkih pojačala. Optički signali su smanjeni kao i oni prolaze kroz vlakna, a nakon nekog udaljenosti (oko 40 km ili tako) oni moraju biti jači na neki način. Prije optička pojačala, bilo je potrebno mjesto repetitora na putu da se oporavi optički signal, pretvoriti ga u digitalni elektronički signal, a zatim pretvoriti ga natrag u optičke opet. Prije nego što bi mogao dobiti podatke u repeater, ti bi to demultiplex pomoću DWDM terminal. Dakle, veliki broj DWDM terminala će biti potrebno samo za pogon jednog vlakna par za dugo udaljenost. Optički pojačala, za razliku od repetitora, su analogni uređaji koji potaknuti sve signal se šalje uz vlakna, čak i ako se šalje na sto različitih valnih duljina. Optički pojačala, dakle, napravio DWDM opremu mnogo atraktivnije, jer sada par DWDM terminala mogao razgovarati jedni s drugima kada razdvojene na udaljenosti od nekoliko stotina kilometara. Nadalje, možete čak nadograditi DWDM opremu na krajevima bez dodirivanja optičkih pojačala u sredini staze, jer će pojačati 100 valne jednostavno kao 50 valne duljine.

Uz DWDM i optičkih pojačala, postalo je moguće izgraditi optičkih mreža velikih kapaciteta. Ali barem još jedan tip uređaja je potreban da bi ove mreže korisno - optički komutator. Većina tzv optički prekidači danas zapravo obavljaju svoje funkcije elektronički komutacijski, a iz arhitektonske točke gledišta oni imaju više zajedničkog s sklop prekidača u telefonskom neto-djelo od paketa prekidača opisane u ovom poglavlju. Tipičan optički prospojnik ima veliki broj sučelja koji razumiju SONET kadriranje, te je u mogućnosti da unakrsno povezivanje SONET kanal iz dolaznih sučelje sučelje odlasku. Dakle, uz optički prospojnik, on postaje moguće osigurati SONET kanala od točke A do točke B preko točke C, čak i ako nema izravne vlakno put od točke A do točke B - ima samo treba biti put od A do C, prekidač na C, a put od C do točke B. U tom pogledu, optički prospojnik nosi i određeni odnos prema sklopke na slici 3.5, u smislu da stvara iluziju veze između dvije točke čak i kada ne postoji izravna fizičku vezu između njih . Međutim, optički prekidači ne daju virtualne krugove, oni pružaju "pravih" krugova (npr., SONET kanal). Postoje čak i neke novije vrste optičkih prekidača koji koriste mikroskopske, elektronički upravljani ogledala skrenuti sve svjetlo iz jedne preklopnik na drugu, tako da bi moglo biti neprekinuti optički kanal od točke A do točke B. tehnologija iza tih uređaja je zove MEMS (Micro-elektromehanički sustavi).

Mi ne pokrivaju optički umrežavanje opsežno u ovoj knjizi, dijelom zbog prostora razmatranja. Za mnoge praktične svrhe, možete misliti optičkih mreža kao dio infrastrukture koja omogućuje telefonske tvrtke za pružanje SONET linkove ili druge vrste sklopova gdje i kada ih trebate. Međutim, to je napomenuti da su mnoge od tehnologija koje se spominju kasnije u ovoj knjizi, kao što su protokoli usmjeravanja i standard za uporabu Internet protokola, nemaju primjenu u svijetu optičke mreže.

1,2. 3,2 MOSTOVA I LAN PREKIDAČA

Nakon što smo neke od osnovnih ideja iza prebacivanje, mi smo sada fokusirati više na neke specifične switching tehnologija. Mi smo počeli uzimajući u obzir klasu prekidač koji se koriste za prosljeđivanje paketa između zajedničke medija, kao što su LAN Ethernets. Takvi prekidači su ponekad poznati po imenu očito LAN preklopnici, povijesno su također bili nazivaju mostova.

Pretpostavimo da imate par Ethernets koji želite povezati. Jedan od pristupa možda probati je staviti repeater između njih, kao što je opisano u poglavlju 2. To ne bi bilo izvedivo rješenje, međutim, ako to prelazi ograničenja fizičke Ethernet. (Sjetite se da su više od četiri ponavljača između bilo par domaćina i ne više od ukupno 2.500 m duljine dozvoljeno.) Alternativa bi bila staviti čvor između dva Ethernets i čvor naprijed okvira iz jedne Ethernet druge. Ovaj čvor će biti u promiskuitetnom modu, prihvaćajući sve okvire prenosi na bilo koji od Ethernets, tako da bi ih proslijediti na druge.

Čvor smo upravo opisali je obično zove most, i zbirka LAN povezan s jednim ili više mostova obično je rekao da se formira prošireni LAN. U svom najjednostavnijem varijante, mostovi jednostavno

prihvatiti LAN okvira na svoje inpute i dostavlja ih na svim ostalim izlazima. Ova jednostavna strategija je korišten od strane ranih mostova, ali od tada je profinjen da bi mostova učinkovitiji mehanizam za povezivanje skup lokalne mreže. U nastavku ovog odjeljka ispunjava u više zanimljivih detalja.

Imajte na umu da je most u skladu s našim definicije prebaciti iz prethodnog odjeljka: multi-input, multi-izlazni uređaj koji prenosi pakete od ulaza na jedan ili više izlaza. I podsjetiti da je to pruža način da se poveća ukupna propusnost mreže. Na primjer, dok jedan Ethernet segment može obavljati samo 10 Mbps ukupnog prometa, most Ethernet može nositi onoliko koliko 10N Mbps, gdje je n broj porta (ulaza i izlaza) na mostu.

1.2.1. 3.2.1 Učenje Bridges

Prvi optimizacije možemo napraviti na most je primijetiti da se ne treba proslijediti svim okvirima koji ga prima. Razmislite most na slici 3.11.

Slika 3.11 Slika učenja mosta.

Kad god okvir iz domaćin koja je adresirana na domaćin B stigne na port 1, nema potrebe za most prema naprijed okvir preko luke 2. Pitanje je, dakle,, kako se most početi učiti na koji port razne domaćini žive?

Jedna mogućnost bi bila da su ljudski preuzeti tablicu u most slična onoj u tablici 3.4.

Tablica 3.4 Špedicija tablici vodi most.

Zatim, kad god most dobiva okvir na port 1, koja je upućena domaćin, to ne bi naprijed okvir na luku 2, ne bi bilo potrebe jer je domaćin već bi izravno dobili okvir na LAN spojen na port 1. Anytime okvir upućenom domaćin bio primljen na portu 2, most bi naprijed okvir na port 1.

Imajte na umu da most pomoću takve tablice bi se pomoću datagram (ili bez spajanja) model prosljeđivanje opisan u Odjeljku 3.1.1. Svaki paket nosi adresu globalno, a most odlučuje na koji izlaz za slanje paketa od strane gleda tu adresu u tablicu.

Nakon što je ljudski održavati ova tablica je prilično opterećenje, pogotovo s obzirom da postoji jednostavan trik kojim most može učiti ove informacije za sebe. Ideja je za svaku most pregledati adresu izvora u svim okvirima koje prima. Dakle, kada domaćin šalje okvir na host na obje strane mosta, most prima ovom okviru i bilježi činjenicu da je okvir iz domaćin upravo je primljen na portu 1. Na taj način, most može izgraditi tablicu baš kao i Tablica 3.4.

Kada se most prvi čizme, ova tablica je prazna, unose se dodaju tijekom vremena. Također, timeout je povezan sa svaki unos, a most odbacuje stupanja nakon određenog vremenskog razdoblja. Ovo je za zaštitu od situacije u kojoj se domaćin - i kao posljedica, njegova adresa LAN - preselila se iz jedne mreže na drugu. Dakle, ova tablica ne mora nužno biti potpuna. Ukoliko most dobiti okvir koji je namijenjen domaćin trenutno nije u tablici, to ide naprijed i naprijed okvira na svim drugim lukama. Drugim riječima, ova tablica je jednostavno optimizacija koja filtrira neke okvire, ona nije potrebna za ispravnost.

1.2.1.1. Implementacija

Koda koji implementira algoritam učenja most je vrlo jednostavna, a mi ga skica ovdje. Struktura BridgeEntry definira jedan ulazak u mosta prosljeđivanje stola, te su pohranjene u mapi strukturi (koja podržava mapCreate, mapBind i MapResolve poslovanje) kako bi se omogućilo da učinkovito unose se nalazi kada paketi dolaze iz izvora već u tablici. Konstanta MAX_TTL određuje koliko dugo se čuva ulaz u tablici prije nego što je odbačeno.

Rutinu koja ažurira prosljeđivanje stol kad novi paket stigne daje updateTable. Argumenti su prošli adresu izvor MAC sadržana u paketu, a sučelje broj na koji ga je primio. Još jedna rutinska, nije prikazan ovdje je pozivati u redovitim razmacima, skenira unose u tablici prosljeđivanje i decrements TTL (vrijeme za život) vidno polje svaki unos, odbacujući bilo kakve podatke čiji TTL dosegla 0. Imajte na umu da TTL je resetira na MAX_TTL svaki put kada paket stigne osvježiti postojeću tablicu ulaz, te da sučelje na kojem mjestu se može doći je ažuriran kako bi se odražava nedavno dobio paket.

Imajte na umu da ovaj provedbu usvaja jednostavne strategije u slučaju kada je most tablica je postala puna do posljednjeg mjesta - to jednostavno ne dodati novu adresu. Sjetite se da potpunost mosta

tablice nije potrebno za pravilno prosljeđivanje, nego se samo optimizira performanse. Ako postoji neki unos u tablici koja trenutno ne koristi, to će na kraju vremena i biti uklonjena, stvarajući prostor za novi unos. Drugi pristup bio bi prizvati nekakav cache zamjenu algoritma na pronalaženju stol pun, na primjer, mogli bismo pronaći i maknuti ulaz s najmanjom TTL smjestiti novi unos.

1.2.2. 3.2.2 Algoritam razgranatog stabla

Prethodne strategije utvrde pravedan prekid dok prošireni LAN ima petlju u njemu, u kojem slučaju ne uspije u grozan način - okviri potencijalno petlja kroz produžen LAN zauvijek. To je lako vidjeti na primjeru prikazano na slici 3.12, gdje je, na primjer, mostovi B1, B4 i B6 obliku petlje.

Slika 3.12 Prošireni LAN s petlje.

Kako doći do proširena LAN imati petlju u njemu? Jedna mogućnost je da je mreža upravlja više od jednog administratora, za primjer, jer ona obuhvaća više odjela u organizaciji. U takvom okruženju, moguće je da nema jednog osoba zna cijelu konfiguraciju mreže, što znači da je most koji zatvara petlja može biti dodan bez da itko zna. Drugo, veća je vjerojatnost scenarij je da se petlje ugrađene u mreži na cilj - osigurati redundancija u slučaju kvara.

Bez obzira na uzrok, mostovi moraju biti u mogućnosti da ispravno rukovati petlje. Ovaj problem se rješava vlasništvo mostova pokretanje distribuiranih razgranatog stabla algoritam. Ako mislite da je produžen LAN kao zastupa graf koji možda ima petlje (ciklusa), a zatim i razgranatog stabla je subgraph ovog graf koji pokriva (obuhvaća) sve točke, ali ne sadrži cikluse. To je, razgranatog stabla čuva sve vrhove izvornog grafa, ali izbacuje neke od rubova. Na primjer, Slika 3.13 prikazuje ciklički graf na lijevoj i jedan od mnogih eventualno razgranatog stabla na desnoj strani.

Slika 3.13 Primjer (a) ciklički graf, (b) odgovarajuće razgranatog stabla.

Razgranatog stabla algoritam, koji je razvijen od strane zračenja Perlman u Digital Equipment Corporation, je protokol koji koristi skup mostova da se dogovore o jednom razgranatog stabla za određenu produžen LAN. (IEEE 802,1 specifikacija za LAN mostova na temelju ovog algoritma). U praksi, to znači da svaki most odlučuje luka preko koje je i nije spreman naprijed okvira. U smislu, to je uklanjanjem portove od topologiju da produžen LAN je sveden na aciklički stablo. To je čak i moguće da cijeli most neće sudjelovati u prosljeđivanje okvira, što se čini vrsta čudno kada se smatra da je jedan od razloga smo namjerno petlje u mreži na prvom mjestu je osigurati redundancija. Algoritam je dinamički, međutim, znači da mostovi su uvijek spremni da se ponovo u novom razgranatog stabla treba neki most uspjeti.

Osnovna ideja razgranatog stabla je za mostove za odabir luke preko koje će se proslijediti okvira. Algoritam odabire lukama kao što slijedi. Svaki most ima jedinstveni identifikator, za naše potrebe, možemo koristiti oznake B1, B2, B3, i tako dalje. Algoritam prvi bira most s najmanjim ID kao korijen razgranatog stabla, točno kako ovim izborima odvija je opisano u nastavku. Korijen most uvijek naprijed okvira preko svih svojih luka. Dalje, svaki most računa najkraći put do korijena i bilješke koje njegova luka je na tom putu. Ova luka je također odabran kao most omiljene put do korijena. Konačno, svi mostovi povezani s određenom LAN izabrati jedan određeni most koji će biti odgovoran za prosljeđivanje okvira prema korijen mosta. Svaki LAN-a odredila most je onaj koji je se nalazi na korijen, a ako dvije ili više mostova jednako blizu korijena, a zatim mostovi "oznake se koriste za break kravate, najmanji ID pobjeda. Naravno, svaki most je povezan s više od jednog LAN-a, tako da sudjeluje u izboru određenog mosta za svaku LAN je spojen. U praksi, to znači da svaki most odlučuje ako je određen mosta u odnosu na svaki od svojih luka. Most prema naprijed okviri nad tim lukama za koje je određen most.

Slika 3.14 prikazuje razgranatog stabla koji odgovara duže LAN je prikazano na slici 3.12.

Slika 3.14 razgranatog stabla s nekim lukama nisu odabrani.

U ovom primjeru, B1 je korijen mosta, jer ima najmanji ID. Obavijest da su oba B3 i B5 spojen na LAN A, B5, ali je određen most, jer je bliže korijenu. Slično tome, i B5 i B7 su spojeni na LAN B, ali u ovom slučaju, B5 je određen most jer ima manje ID, obje su jednake udaljenosti od B1.

Iako je moguće za čovjeka da pogledate proširena LAN prikazan je na slici 3.12 and za računanje razgranatog stabla prikazan je na slici 3.14 prema pravilima dao gore, mostovi prošireni LAN nemaju

luksuz da bude u mogućnosti vidjeti topologija cijele mreže, a kamoli zavirite unutar drugih mostova kako bi vidjeli njihove iskaznice.

Umjesto toga, mostovi za razmjenu konfiguracije poruke jedni s drugima i onda odlučiti da li ili ne oni su korijen ili određenim most na temelju tih poruka. Naime, konfiguracija poruka sadrži tri komada informacija:

• ID za most koji šalje poruku;

• ID za ono slanje most vjeruje da se korijen most;

• udaljenost, mjereno u hmelja, od slanja mosta na korijen mosta.

Svaki most zapisi trenutni "najbolji" konfiguracijske poruke ga je vidio na svakom od svojih lukama ("najbolje" je definiran u nastavku), uključujući i poruke koje je primilo od drugih mostova i poruke koje je sama prenosi.

U početku, svaki most misli da je korijen, pa ga šalje u obliku konfiguracijske poruke na svakoj od svojih luka koji se identificira kao root i daje udaljenost na korijen od 0. Po primitku u obliku konfiguracijske poruke preko pojedinoj luci, provjerava most kako bi vidjeli ako to nova poruka je bolje od trenutnog najbolji konfiguracijske poruke snimljene za taj priključak. Nove konfiguracije poruka se smatra "bolji" od trenutno bilježe informacije, ako:

• To označava korijen s manjim ili ID;

• On identificira root jednaka ID, ali s kraćim ili udaljenosti;

• korijen ID i udaljenosti su jednaki, ali slanje most ima manji ID.

Ako je nova poruka je bolje nego sada snimljenih informacija, most odbacuje stare podatke i sprema nove informacije. Međutim, prvi dodaje 1 do udaljenosti-to-root polje jer most je jedan hop dalje od korijena od mosta koja je poslala poruku.

Kad most dobiva u obliku konfiguracijske poruke koja označava da zapis nije korijen most - koji je, poruka s mosta s manjim ID - most zaustavlja generira konfiguracije poruke na vlastitu i umjesto toga samo naprijed konfiguracije poruke od drugih mostova, nakon prvog dodajući 1 do udaljenosti polje. Isto tako, kada je most dobiva u obliku konfiguracijske poruke koja označava da nije određen most za koji port - to jest, jedna poruka od mosta koji je bliže root ili jednako daleko od korijena, ali s manjim ID - most prestaje slanje konfiguracijske poruke preko tog porta. Dakle, kada se sustav stabilizira, samo korijen most još uvijek generira konfiguracija poruke, a drugi mostovi su prosljeđivanje ove poruke samo preko luka za koje su određeni most.

Da bi se ovaj više betona, razmislite što će se dogoditi na slici 3.14 ako vlast samo je vraćena na zgradu te mreže, tako da su svi mostovi dignuti na otprilike u isto vrijeme. Svi mostovi bi krenuti tvrdeći da se korijen. We označavaju u obliku konfiguracijske poruke od čvora X u kojoj se tvrdi da je udaljenost d od korijena čvor Y kao (Y, D, X). Usredotočujući se na aktivnost na čvoru B3, slijed događaja bi se odvijati na sljedeći način:

• B3 prima (B2, 0, B2);

• Od 2. <3, B3 prihvaća B2 kao root;

• B3 dodaje jedan na udaljenosti oglašava B2 (0) i na taj način šalje (B2, 1, B3) prema B5;

• U međuvremenu, B2 B1 prihvaća kao root jer ima niži ID, i to šalje (B1, 1, B2) prema B3;

• B5 prihvaća B1 kao root i šalje (B1, 1, B5) prema B3;

• B3 B1 prihvaća kao root, i primjećuje da i B2 i B5 bliže root nego što jest. Tako, B3 zaustavlja prosljeđivanje poruke na oba njegova sučelja.

Ovo ostavlja B3 s obje luke nije odabrana, kao što je prikazano na slici 3.14.

Čak i nakon što je sustav stabiliziran, korijen most i dalje slati poruke konfiguracije periodično, i drugih mostova i dalje naprijed ove poruke kao što je opisano u prethodnom stavku. Ukoliko određeni most ne uspiju, nizvodno mostova neće primati ove poruke konfiguracije, a nakon čeka određeno vrijeme, oni će opet tvrde da se korijen, a upravo opisao algoritam će započeti ponovo za izbor novog korijena i novi određen mostova.

Jedna važna stvar za primjetiti je da iako algoritam je u mogućnosti da ponovo razgranatog stabla kad most ne uspije, to nije u mogućnosti proslijediti okvire preko alternativne putove radi usmjeravanja oko zagušen most.

1.2.3. 3.2.3 Prijenos i Multicast

Prethodna rasprava o tome kako je usmjeren prema naprijed mostovima komunicirati s usamljenim terminalima okvira iz jednog u drugi LAN. Budući da je cilj mosta je transparentno proširiti LAN preko višestrukih mreža, a budući da je većina LAN podršku i broadcast i multicast, onda mostova također moraju podržavati ove dvije značajke. Prijenos je jednostavan - svaki most naprijed okvir s odredište broadcast adresa na svaki aktivni (odabrani), luka, osim jednog na kojem je okvir primljen.

Multicast može biti implementiran u točno na isti način, sa svakim domaćin odluči za sebe da li ili ne prihvatiti poruku. To je upravo ono što je učinjeno u praksi. Međutim, treba primijetiti da, budući da nisu svi LAN u LAN proširena nužno imati niz koji je član određene grupe multicast, to je moguće učiniti bolje. Naime, razgranatog stabla može biti produžen do orezati mreže nad kojom multicast okvira ne treba proslijediti. Razmislite okvir poslao grupu M do nekog računala na LAN A u slici 3.l4. Ako nema računala na LAN-J koji pripada skupini M, onda nema potrebe za most B4 proslijediti okvira preko koje mreže. S druge strane, nemaju nekog računala na LAN H koji pripada skupini M ne znači nužno da je most B1 može izbjeći prosljeđivanje okvira multicast na LAN H. To sve ovisi o tome hoće li ili ne postoje članovi grupe M na LAN-ja i J.

Kako dati mosta saznali da li to treba proslijediti na multicast okvir preko dao port? Ona uči upravo na isti način da se most uči da li to treba proslijediti unicast okvir preko pojedinoj luci - promatranjem izvora adrese koje se prima preko tog porta. Naravno, grupe nisu obično izvor okvira, tako da moramo malo prevariti. Konkretno, svako računalo koje je član grupe M povremeno mora poslati okvir s adresom za grupu M u izvorno polje okvira zaglavlja. Ovaj okvir bi kao svoje odredište adresa za multicast adresu mostova.

Imajte na umu da dok multicast proširenje upravo opisao je predložio, da nije široko usvojen. Umjesto toga, multicast se provodi na isti način kao i emitiranja na današnjem lokalne mreže.

1.2.4. 3.2.4 Ograničenja Bridges

Most-based rješenje upravo opisao je značilo da se koristi samo jedan prilično ograničen postavka - za povezivanje nekoliko sličnih lokalne mreže. Glavna ograničenja mostova postaju očita kada uzmemo u obzir pitanja razmjera i heterogenosti.

Na pitanje razmjera, to nije realno spojiti više od nekoliko LAN pomoću mostova, gdje se u praksi "malo" obično znači "desetke". Jedan od razloga za to je da razgranatog stabla vaga linearno, to jest, ne postoji odredba za nametanje hijerarhije na proširenoj LAN. Drugi razlog je da su mostovi naprijed sve emitiranja okvira. Iako je razumno za sve domaćini u ograničenom postavku (recimo, jedan odjel) da biste vidjeli jedni druge-ova prijenosa poruka, malo je vjerojatno da su svi domaćini u većem okruženju (recimo, velika tvrtka ili fakultet) bi željeli da moraju biti smeta jedni drugima emitiranje poruke. Said drugi način, emitira ne razmjera, a kao posljedica toga, proširena LAN ne razmjera.

Jedan pristup povećanju skalabilnosti proširenih LAN je virtualni LAN (VLAN). VLANs dopustiti jednom produžen LAN biti podijeljen u nekoliko naizgled odvojene LAN-a. Svaki virtualni LAN je dodijeljen identifikator (ponekad se naziva boja), a paketi mogu putovati iz jednog dijela u drugi, ako oba segmenta imaju isti identifikator. Ovo ima učinak ograničavanja broja segmenata u produžen LAN koji će primiti bilo koju danu emitiranja paketa.

Možemo vidjeti kako VLANs raditi s primjerom. Slika prikazuje četiri 3,15 domaćini na četiri različite LAN segmentima.

Slika 3.15 Dvije virtualne LAN dijele zajedničku okosnicu.

U nedostatku VLANs, bilo distribucijski paket s bilo kojeg računala će doći do svih ostalih domaćini. Sada pretpostavimo da smo definirali segmente povezano s domaćinima W i X kao u jednom vlan, koje ćemo nazvati VLAN 100. Mi također definirati segmente koji se povezuju s domaćinima Y i Z kao da su u VLAN 200. Da biste to učinili, moramo konfigurirati VLAN ID na svakoj luci mostova B1 i B2. Veza između B1 i B2 smatra se da je u oba VLANs.

Kada se paket šalje domaćin X stiže na mostu B2, most primjećuje da je došao u luci koji je konfiguriran kao da su u VLAN 100. On umeće između VLAN zaglavlju Ethernet zaglavlja i korisnog tereta. Zanimljiv dio VLAN zaglavlja je VLAN ID, u ovom slučaju, da je ID je postavljen na 100. Most sada primjenjuje svojih normalnih pravila za prosljeđivanje paketa, sa dodatni ograničenje da paket ne može biti poslana sučelje koje nije dio VLAN 100. Stoga, ni pod kojim uvjetima će paket - još jedan distribucijski paket - biti poslana sučelje za domaćina Z, koja je u VLAN 200. Paket je, međutim, proslijediti na mostu B1, koje slijedi ista pravila, a time i mogu proslijediti paket na host W, ali ne i domaćin Y.

Atraktivan značajka VLANs je da je moguće promijeniti logička topologija bez pomicanja bilo kojeg žica ili mijenjanje bilo koje adrese. Na primjer, ako smo htjeli napraviti segment koji spaja na host Z biti dio VLAN 100, i na taj način omogućiti X, W i Z da se na istom virtualnom LAN, samo bi trebao promijeniti jedan komad konfiguracije na mostu B2.

Na pitanje heterogenosti, mostova prilično su ograničene u vrste mreža mogu povezati. Konkretno, mostove koristiti u zaglavlju okvira mreža i na taj način mogu podržati samo mrežama koje imaju točno isti format adrese. Tako, mostova mogu se koristiti za povezivanje Ethernets to Ethernets, 802,5 - 802,5 i 802,5 Ethernets to prstenje, jer obje mreže podržavaju isti 48-bitnu adresu formalne. Mostovi ne lako generalizirati na druge vrste mreža, kao što je ATM.

Unatoč svojim ograničenjima, mostovi su vrlo važan dio cjelokupne mrežne sliku. Njihova glavna prednost je da oni dopuštaju više LAN to transparentno biti povezani, to jest, mreže mogu biti povezani bez kraja domaćini imaju za pokretanje bilo koje dodatne protokole (ili čak i biti svjesni, za taj tvar). Jedan potencijal iznimka je kada domaćini se očekuje da objavi svoje članstvo u multicast grupu, kao što je opisano u odjeljku 3.2.3.

Međutim, treba primijetiti da je ova transparentnost može biti opasno. Ako je domaćin, ili točnije, primjenu i transportni protokol trčanje na to domaćin je programiran pod pretpostavkom da je trčanje na jednoj LAN, zatim umetanje mostove između izvora i odredišta domaćini mogu imati neočekivane posljedice. Na primjer, ako most postaje začepljen, to može imati na pad okvire, za razliku, to je rijetkost da jedan Ethernet ikada kapi okvir. Kao drugi primjer, latencija između bilo par domaćini na proširenoj LAN postaje i veći i vrlo promjenjive, u kontrastu, fizička ograničenja jednog Ethernet napraviti latencije malih i predvidljiva. Kao završni primjer, moguće je (iako malo vjerojatno) da će se prerasporediti okviri u LAN proširena, u kontrastu, okvir kako bi se nikad ne miješaju na jednom Ethernet. Dno crta je da nikada nije sigurna za dizajn mreže softver pod pretpostavkom da će pregaziti jedan Ethernet segment. Mostovi se dogoditi.

1,3. 3,3 STANICA Switching (ATM)

Drugi prebacivanje tehnologija koja zaslužuje posebnu pozornost je asinkroni način prijenosa (ATM). ATM je postao važna tehnologija u 1980-ih i početkom 1990-ih za niz razloga, a ne najmanje od kojih je da je prihvaćen od strane telefon industrije, koja je povijesno bila manje nego aktivan u podatkovnu komunikaciju, osim kao dobavljač linkova na vrhu od kojih drugi ljudi su izgradili mreže. ATM Također se dogodilo da se na pravom mjestu u pravo vrijeme, kao tehnologija high-speed prebacivanje koji se pojavio na sceni, samo kad dijele medija kao što su Ethernet i 802,5 počeli gledati malo prespor za mnoge korisnike računalnih mreža. Na neki način je ATM tehnologija natječe s Ethernet komutacijski, no područja primjene za ove dvije tehnologije je samo djelomično preklapaju.

ATM je usmjeren na spajanje, packet-switched tehnologija, što će reći, ona koristi virtualni krugovi jako puno na način opisan u Odjeljku 3.1.2. U ATM terminologiji, fazu uspostavljanje veze zove se signalizacija. Glavni ATM protokol signaliziranja je poznat kao Q.2931. Osim otkrivanja pogodna ruti preko ATM mreže, Q.2931 je također odgovoran za raspodjelu sredstava na prekidači uz krug. To je učinjeno u nastojanju da se osigura krug određenu kvalitetu usluge. Doista, QoS mogućnosti ATM su jedan od njegovih najvećih prednosti. Vraćamo se na ovoj temi u poglavlju 6, gdje mi to raspravljati u kontekstu sličnih nastojanja provesti QoS.

Kada se bilo koji virtualni veza je postavljen, potrebno je staviti adresu odredišta u signalnoj poruke. U ATM, ova adresa može biti u jednom od nekoliko formata, najčešće one se E.164 i NSAP (pristupna točka uslugama mreže), detalji nisu strašno važno ovdje, osim na umu da su oni drugačiji od MAC adresa koristi u tradicionalnim LAN.

Jedna stvar koja čini ATM zaista neobično je da su paketi koji su uključeni u ATM mreži su fiksne duljine. Ta duljina se dogoditi da bude 53 bytes - 5 bajtova zaglavlja slijedi 48 bajtova tereta - što je prilično zanimljiv izbor koji je detaljnije objašnjeno u nastavku. Razlučiti te fiksne duljine paketa iz više zajedničkog paketi promjenljive duljine obično se koristi u računalnim mrežama, oni su posebno ime: stanice. ATM može biti misao kao kanonski primjer stanica prespajanje.

1.3.1. 3.3.1 Stanice

Svi packet-switching tehnologije smo gledali do sada su koristili paketi promjenljive duljine. Paketi promjenljive duljine obično su ograničeni na spadaju u neke granice. Donja granica je obično određuje minimalni iznos od informacija koje treba biti sadržana u paketu, što je obično izborno zaglavlje bez ekstenzije. Gornja granica može biti postavljena od strane različitih čimbenika, a maksimalna veličina paketa FDDI, na primjer, određuje koliko dugo svakoj stanici je dozvoljeno prenositi bez odlaska na token, a time i određuje koliko dugo stanice možda morati pričekati za token doći do njega. Stanice, za razliku, oba su fiksne duljine i malih dimenzija. Iako ovo izgleda kao jednostavna dovoljno dizajn izboru, postoje zapravo mnogo faktora koji su uključeni, kao što je objašnjeno u sljedećim stavcima.

1.3.1.1. Veličina ćelije

Paketi promjenljive duljine imaju neke lijepe osobine. Ako imate samo jedan bajt poslati (npr. priznati primitka paketa), što ga stavite u najmanje veličine paketa. Ako imate veliku datoteku za slanje, međutim, da ga razbiti u što više maksimalne veličine pakete, kao što vam je potrebno. Ne trebate poslati bilo extranet padding u prvom slučaju, a u drugom, vozite dolje omjer zaglavlja podataka bajtova, čime se povećava iskoristivost pojasne širine. Također smanjila ukupan broj paketa poslana i time smanjuje ukupno obradu nastalih po paketa operacija. To može biti posebno važno u postizanju visoke propusnosti, jer su mnogi mrežnim uređajima s ograničenom ne po tome koliko bitova u sekundi mogu procesa, već po broju paketa po sekundi.

Dakle, zašto koristite fiksne duljine stanica? Jedan od glavnih razloga bio je olakšati provedbu hardvera prekidača. Kada bankomata bio stvoren u sredinom i krajem 1980-ih, 10-Mbps Ethernet je rezanje-rub tehnologija u odnosu na brzinu. Ići puno brže, većina ljudi misli u vidu hardvera. Također, u telefonskom svijetu, ljudi misle kada oni misle veliki prekidača - telefonski prekidači često služe nekoliko desetaka tisuća kupaca. Nepromjenljive duljine paketi izađu biti vrlo korisna stvar ako želite izgraditi brzo, visoko skalabilna sklopke. Postoje dva glavna razloga za to:

1. Lakše je graditi hardver raditi jednostavne poslove, a posao obrade paketa je jednostavnije kada ste već znati koliko dugo će svatko biti;

2. Ako su svi paketi su jednake duljine, onda možete imati puno sklopni elementi sve radi puno istu stvar paralelno, svaki od uzimajući ih u isto vrijeme raditi svoj posao.

Ovaj drugi razlog, omogućujući paralelnosti, uvelike poboljšava skalabilnost prekidač dizajna. Bilo bi overstating slučaju reći da brzo paralelni hardver sklopke mogu biti izgrađen korištenjem fiksne duljine stanice. Međutim, to je sigurno istina da stanice olakšati zadatak izgradnje takvog hardvera i da je bilo puno znanje dostupno o tome kako izgraditi ćeliju u hardverskim prekidača u trenutku ATM standardi su se definira.

Još jedno lijepo svojstvo stanica se odnosi na ponašanje queues. Redovi izgraditi u switch kada je promet s nekoliko ulaza svibanj biti tarifni na jedan izlaz. Općenito, nakon što ekstrakt paket od red i početi ga emitira, trebate nastaviti sve dok cijeli paket se prenosi, to je nije praktično prisvojiti prijenos paketa. Najduže vrijeme da se red čekanja izlaz može biti vezan do jednaka je vrijeme koje je potrebno za prijenos maksimalne veličine paketa. Nepromjenljive duljine stanica znači da red nikada izlaz je vezan za više od vremena koje je potrebno prenijeti jednu ćeliju, što je gotovo sigurno kraća od maksimalne veličine paketa na mreži promjenjive duljine paketa. Dakle, ako čvrstu kontrolu nad latencija koja se doživljava stanice kad prolaze kroz red je važno, stanice dati neke prednosti. Naravno, dugo queues još uvijek možete izgraditi, a nema je uzimajući okolo činjenica da neke stanice će morati pričekati svoj red. Što ste dobili od stanica nije mnogo kraće redove, ali potencijalno sitnije kontrolu nad ponašanjem queues.

Primjer će pomoći da se razjasniti ovu ideju. Zamislite mreža s paketi promjenljive duljine, gdje je najveća duljina paketa je 4 KB, a brzina veze je 100 Mbps. Vrijeme za prijenos maksimalne veličine paketa je 4.096 8/100 = 327,68 s. Dakle, visokog prioriteta paketa koji dolazi neposredno nakon

prebaciti počinje prenositi 4-KB paket će morati sjesti u redu 327,68 čeka za pristup link. Nasuprot tome, ako su išli naprijed 53-byte stanice, najduže čekati će biti 53 8/100 = 4,24 s. Ovaj svibanj ne izgledaju kao velika stvar, ali mogućnost kontrole odlaganja, a posebno da kontrolira svoje varijacije s vremenom (jitter) može biti važno za neke primjene.

Queues stanica također imaju tendenciju da se malo kraći od redovima paketa, za sljedeće razloga. Kada paket počinje dolaziti u prazan red, to je tipično za prijelaz u morati pričekati za cijeli paket doći prije nego što može početi emitira paket na odlasku vezu. To znači da link sjedi nezaposlen, a paket stigne. Međutim, ako zamislite veliki paket biti zamijenjen "vlak" malih stanica, onda čim prvu ćeliju u vlak je ušla u red, prekidač može prenijeti. Zamislite na primjer iznad onoga što će se dogoditi ako dva 4-KB paketa stigao u redu u otprilike u isto vrijeme. Link će sjediti besposlen za 327,68 s, dok ova dva paketa stigne, i na kraju tog razdoblja mi bi 8 KB u redu. Tek tada može početi red prazan. Ako te ista dva paketa su poslana kao vlakovi ćelija, a zatim prijenos stanica mogao početi s 4,24 nakon prvog vlak počeo da stigne. Na kraju 327,68 s, link bi bio aktivan za nešto više od 323 s, te bi se tu nešto više od 4 KB podataka lijevo u redu, a ne 8 KB kao prije. Kraći redovi znači manje kašnjenje za sav promet.

Nakon što je odlučio da koriste male, fiksne duljine paketa, sljedeće pitanje je, što je pravo dužina ih riješiti u? Ako napravite ih prekratak, tada se iznos od informacije u zaglavlju koju treba nositi okolo u odnosu na količinu podataka koji se uklapa u jednu ćeliju dobiva veći, pa je postotak link bandwith koji se zapravo koristi za nošenje podataka ide dolje. Čak i više ozbiljno, ako se izgraditi uređaj koji procesa stanica na neki maksimalni broj ćelija po sekundi, a zatim kao stanice dobiti kraći, ukupna brzina prijenosa podataka pada u izravnom razmjeru s veličinom ćelije. Primjer takvog uređaja može biti mrežni adapter koji se reassembles stanice u veće jedinice prije nego što ih predaje do domaćina. Obavljanja tih uređaja izravno ovisi o veličini ćelije. S druge strane, ako bi stanice prevelika, onda postoji problem izgubiti propusnost uzrokovane potrebu slabljenja prenose podatke ispuniti potpuni stanica. Ako veličina ćelije teret je 48 byte-a i želite da pošaljete jedan bajt ćete morati poslati 47 bajtova padding. Ako se to dogodi puno, onda korištenja link će biti vrlo niska.

Učinkovito korištenje veza nije jedini faktor koji utječe na ćelije veličine. Na primjer, ćelija veličine ima poseban učinak na govorni promet, a od ATM je izrastao iz zajednice telefonije, jedan od glavnih briga je bila da to bude u mogućnosti nositi glas učinkovito. Standard digitalnog kodiranja glasa vrši se na 64 kbps (8-bitni uzoraka uzetih na 8 kHz). Kako bi se povećala učinkovitost, želite prikupiti punu ćeliju vrijedi glas uzoraka prije prijenosa ćelije. Stopu uzorkovanja od 8 kHz znači da je 1 bajt je uzorkovana svaki 125 s, tako da vrijeme koje je potrebno ispuniti n bajta ćelije s uzorcima je n 125 s. Ako stanice su, recimo, 1000 bytes dugo, da će to potrajati 125 ms samo prikupiti puni stanica uzoraka prije nego što čak i početi da ga prenijeti na prijemnik. Taj iznos latencije počinje biti prilično vidljiv za ljudsko slušatelja. Čak i znatno manje latencije stvoriti probleme za glas, osobito u obliku odjeka. Odjeci može biti eliminiran je komad tehnologije pod nazivom jeka poništavač, ali to dodaje trošak na telefonske mreže koji mnogi operatori radije izbjegavati.

Sve gore navedene faktore izazvao veliku raspravu u međunarodnim standardima tijela kada bankomatu bio standardiziran, kao i činjenica da ne duljina bio savršen u svim slučajevima je korišten od strane onih za razliku od ATM tvrditi da nepromjenljive duljine stanice su loše ideja na prvom mjestu. Kao što je tako često slučaj sa standardima, na kraju rezultat je bio kompromis da nam gotovo nitko: 48 bajtova je izabran kao duljina za nosivost ATM ćelije. Vjerojatno najveća tragedija ovog izbora je da to nije moć dvije, što znači da je prilično neslaganje s većinom stvari koje računala ručka, kao što su stranice i cache linije. Umjesto toga manje kontroverzi, zaglavlje bio je fiksiran na 5 bajtova. Format ATM stanica prikazan je na slici 3.16, imajte na umu da se ta brojka pokazuje polje duljine u bitovima.

Slika 3.16 ATM ćelija formatu na Uni.

1.3.1.2. Kompromis od 48 Bytes

Objašnjenje zašto nosivosti ATM ćelije je 48 bajtova je jedan zanimljiv i odličan je case study u procesu standardizacije. Kao standard je ATM razvija, SAD telefon tvrtke su pritom za 64-byte veličine stanica, dok su europske tvrtke zagovaranje 32-byte stanice. Razlog da su Europljani željeli manjih dimenzija je da je od zemalja u kojima je služio bili dovoljno mali veličine, oni ne bi morao instalirati echo cancelers ako su u mogućnosti to držati latencije uzrokovane generira potpuni stanica

dovoljno mali. Trideset i dva bajta ćelije su adekvatne za tu svrhu. Nasuprot tome, Sjedinjene Države dovoljno velika zemlja da telefon tvrtke morali instalirati jeka cancelers anyway, i tako veći ćelije veličine odražava želju poboljšati header-to-nosivost omjer.

U prosjeku je klasični oblik kompromisa - 48 bajtova je jednostavno prosjek od 64 byte-a i 32 bajtova. Tako da ne ostavljaju lažni dojam da je to korištenje kompromis po prosjeku je izolirani incident, napominje se da je sedam-sloj OSI model je zapravo kompromis između šest i osam slojeva.

1.3.1.3. Cell Format

ATM ćelija zapravo dolazi u dva različita formata, ovisno o tome gdje ćete gledati u mreži. Onaj prikazan na slici zove se 3,16 UNI (sučelje korisnik-mreža) format, alternativni je NNI (vezni sklop mreža). UNI format se koristi, naravno, na user-to-mrežno sučelje. To je vjerojatno da će biti sučelje između telefonske tvrtke i jedan od njegovih klijenata. Mreža za mrežno sučelje je vjerojatno da će biti između par telefon tvrtke. Jedina značajna razlika u ćeliji formate da NNI format zamjenjuje GFC polje s 4 dodatnih bitova VPI. Jasno, razumijevanje sva tri slova kratica (TLAs) je ključni dio razumijevanja ATM.

Polazeći od krajnje lijeve bajt ćelija (koja je prva prenosivih), UNI ćelija ima 4 bita za opći nadzor toka (GFC). Ti bitovi nisu naširoko koristi, ali oni su bili namijenjeni da su lokalnog značaja na stranicu i može se prepisati u mreži. Osnovna ideja iza GFC bita je bio pružiti znači da arbitrira pristup na link ako lokalni stranice koriste neki zajednički prijenosni medij za povezivanje bankomata.

Sljedeći 24 bita sadrži 8-bitni identifikator virtualne staze (VPI) i 16-bitni virtualni krug identifikator (VCI). Razlika između dva je objašnjeno u nastavku, ali za sada je primjerena da bi se o njima misliti kao jedan 24-bitni identifikator koji se koristi za identifikaciju virtualna veza, baš kao u Odjeljku 3.1.2. Nakon VPI/VCI je 3-bitni tip polje koje ima osam mogućih vrijednosti. Četiri od njih, kada je prvi bit u polje postavljeno, odnose se na upravljačke funkcije. Kad se to malo je jasan, to znači da ćelija sadrži podatke o korisniku. U ovom slučaju, drugi malo je eksplicitna unaprijedna indikacija zagušenja (EFCI) malo, a treći je "korisnik signalizacija" malo. Bivše može postaviti začepljen prebaciti na kraju reći čvor koji je zagušen - ima svoje korijene u prosinca bit opisan u odjeljku 6.4.1 - u bankomat, to se koristi za nadzor zagušenja u vezi s raspoloživa bitovna brzina (ABR) usluga klasa opisano u Odjeljku 6.5.3. Treći bitni se prvenstveno koristi u sprezi s ATM prilagodni sloj od 5 do ocrtati okvira, kako je objašnjeno u nastavku.

Dalje je malo naznačiti prioritet gubitka stanica (CLP), korisnik ili mrežni element može postaviti ovo malo pokazuju ćelije koje bi trebale biti odbačene, po mogućnosti u slučaju preopterećenja. Na primjer, video kodiranje aplikacija mogla postaviti ovo malo za ćelije koje, ako pao, ne bi dramatično narušiti kvalitetu videa. Element mreže mogao postaviti ovo malo za stanice koje su prenose korisnika u iznosu koji premašuje iznos koji je pregovarao.

Zadnji bajt u zaglavlju je 8-bitni CRC, poznat i kao provjera zaglavlja pogreške (HEC). Ona koristi CRC-8 polinoma daje u poglavlju 2.4.3, a omogućava otkrivanje pogrešaka i jedna pogreška bita ispravak sposobnost na zaglavlje ćelije samo. Zaštita zaglavlje ćelije je osobito važno zbog pogreške u VCI će uzrokovati stanica da se misdelivered.

1.3.2. 3.3.2 podrazina sastavljanja i rastavljanja

Do ove točke, možemo pretpostaviti da niske razine protokol mogao samo prihvatiti paket izrekao mu je na visokoj razini protokol, priložite svoje zaglavlje, a proći paketa na dolje. To nije moguće s bankomata, međutim, budući da paketi predao odozgo su često veći od 48 bajtova, i na taj način, neće stati u nosivosti ATM ćelija. Rješenje ovog problema je da se fragment visoke razine poruka u low-level paketa na izvoru, prenositi pojedinačne niske razine paketa preko mreže, a zatim ponovno sastaviti fragmente natrag zajedno na odredište. Ova tehnika općenito se obično naziva fragmentaciju i ponovno sastaviti. U slučaju bankomata, no, često se naziva podrazina sastavljanja i rastavljanja (SAR).

Segmentacija nije jedinstven za bankomat, no to je mnogo više problema nego u mreži s maksimalnim veličina paketa od, recimo, 1500 bytes. Da bi se riješila pitanje, protokol sloj je dodao kako sjedi između bankomata i promjenjive duljine paketa protokola koje bi mogli koristiti bankomat, kao što je IP. Ovaj sloj je nazvan ATM prilagodni sloj (AAL), te prvoj aproksimaciji, AAL zaglavlje

jednostavno sadrži potrebne informacije o odredištu ponovno sastaviti pojedine stanice natrag u izvornu poruku. Odnos između AAL i bankomata ilustrirana je na Slici 3.17.

Slika 3.17 podrazina sastavljanja i rastavljanja u ATM. ATM prilagodni sloj 3/4

Zbog ATM je dizajniran za podršku svim vrstama usluga, uključujući glasovne, video i podatke, da je osjetio da različitih usluga će imati različite AAL potrebe. Dakle, četiri adaptacija sloja izvorno su definirane: 1 i 2 su dizajnirani za podršku aplikacijama, kao što su glas, za koje je potrebna zajamčena brzinama, dok su 3 i 4 su bili namijenjeni za pružanje potpore za paketnu trčanje preko bankomata. Ideja je bila da AAL3 će se koristiti spajanju orijentiran paketa usluga (kao što X.25) i AAL4 bi se koristiti bez spajanja usluge (kao što su IP). Na kraju, razlozi za to što različite AALs za ove dvije vrste usluga je utvrđeno da je nedovoljno, a AALs spojiti u jedan da je neugodno je poznat kao AAL3/4. U međuvremenu, neki percipira nedostatke u AAL3/4 izazvao petina AAL biti predloženi, zove AAL5. Dakle, tu su sada četiri AALs: 1, 2, 3/4, i 5. Dva koji su podržava računalne komunikacije opisanih u nastavku.

1.3.2.1. ATM prilagodni sloj 3/4

Glavna funkcija AAL3/4 je pružiti dovoljno informacija kako bi se omogućilo paketi promjenljive duljine koje se prevoze preko ATM mreže kao niz fiksne duljine stanice. To je, AAL podržava podrazina sastavljanja i rastavljanja proces. Budući da smo sada rade na novi sloj mreže hijerarhije, Konvencija zahtijeva od nas da se uvedu novi naziv za paket - u ovom slučaju, mi to zovemo jedinica podataka protokola (PDU). Zadatak segmentacije/ponovnog uključuje dva različita paketa formata. Prvi od njih je protokol podrazina konvergencije jedinica podataka (CS-PDU), kao što je prikazano na slici 3.18.

Slika 3.18 ATM prilagodni sloj 3/4 format paketa.

CS-PDU definira način encapsulating promjenljive duljine PDU prije njih segmentiranje u stanice. PDU prošao dolje do AAL sloj Encapsulated dodavanjem zaglavlja i prikolicu, a rezultanta CS-PDU je segmentirana u ATM ćelije.

CS-PDU format počinje s 8-bitni zajednički dio indikator (CPI), koji označava koju verziju CS-PDU format u upotrebi. Samo vrijednost 0 je trenutno definiran. Sljedeći 8 bitova sadrže oznaka početka (Btag), koji bi trebao odgovarati na kraju oznake (ETAG) za dani PDU. To štiti protiv situacije u kojoj se gubitak posljednju ćeliju jednog PDU i prvu ćeliju, drugog uzroka dva PDU da ćete nehotice se spajaju u jednu PDU i prošao sve do slijedećeg sloja u stog protokola. Veličina buffer raspodjele (BASize), polje nije nužno duljina PDU (koji se pojavljuje u prikolici), to je trebao biti nagovještaj za ponovno sastavljanje proces kao i na koliko prostora za pravljenje spremnika za ponovnog sastavljanja. Razlog da se ne uključujući stvarnu duljinu ovdje je da slanje domaćin ne bi mogli znati koliko dugo CS-PDU je kad prenose zaglavlje. Prije dodavanja CS-PDU prikolica, korisnički podaci se podstavljene na jedan bajt manje od više od 4 bajta, dodajući do 3 bytes padding. Taj padding, plus 0-punjeni byte, osigurava da prikolica je poravnat na 32-bitni granica, što za učinkovitiju obradu. CS-PDU prikolica sebi sadrži ETAG i pravi duljina PDU (LEN).

Osim CS-PDU zaglavlje i prikolica, AAL3/4 određuje zaglavlje i prikolice koje se u svakoj ćeliji, kao što je prikazano na slici 3.19.

Slika 3.19 ATM ćelija formatu za AAL3/4.

Tako, CS-PDU je zapravo segmentirana u 44-bitnom komade; AAL3/4 zaglavlja i prikolica je priključen na svaki, dovodeći ga do 48 bajtova, koji se potom iskazuju kao nosivosti ATM ćelija.

Prva dva bita AAL3/4 zaglavlje sadrži polja Vrsta, što ukazuje ako je to prva stanica CS-PDU, posljednju ćeliju u CS-PDU, ćeliju u sredini CS-PDU, ili single-stanica PDU (u kojem slučaju to je i prvi i zadnji). Službeni nazivi za ova četiri stanja prikazane su u tablici 3.5, zajedno sa malo kodiranja.

Tablica 3.5 AAL3/4 Vrsta polje.

Sljedeća je 4-bitni redni broj (SEQ), koji je namijenjen samo za otkrivanje gubitka stanica ili misordering tako da ponovno sastaviti može biti prekinuto. Jasno, redni broj ovog malog može propustiti stanica gubitke ako je broj izgubljenih ćelija je dovoljno velik. To slijedi multipleksiranje identifikator (MID), koji se može koristiti za multipleks nekoliko PDU na jedan priključak. 6-bitna dužina polja pokazuje broj bajtova PDU koje su sadržane u ćeliji, ona mora biti jednak 44 za BOM i

COM stanice. Na kraju, 10-bitni CRC se koristi za otkrivanje pogrešaka bilo gdje u 48-byte stanica nosivost.

Slika 3.20 prikazuje cijeli enkapsulaciju i segmentacija proces za AAL3/4.

Slika 3.20 enkapsulacija i segmentacije za AAL3/4.

Na vrhu, korisnički podaci se Encapsulated s CS-PDU header i trailer. CS-PDU je tada segmentirana u 44-byte nosivost, koji su Encapsulated kao ATM stanica dodavanjem AAL3/4 zaglavlje i prikolice, kao i 5-byte ATM header. Imajte na umu da je posljednji stanica je samo djelomično popunjena kad god CS-PDU nije točan više od 44 bajtova.

Jedna stvar je imati na umu o AAL3/4 je da se pogoršava fiksne po ćeliji pretek da smo razgovarali gore. Sa 44 bajtova podataka do 9 bajtova zaglavlja, najbolje moguće korištenje propusne moći će biti 83%. Imajte na umu da učinkovitost može biti znatno manje od toga, kao što je prikazano na slici 3.20, zbog CS-PDU enkapsulaciju i djelomične punjenje posljednju ćeliju.

1.3.2.2. ATM prilagodni sloj 5

Jedna stvar koju svibanj imati primjećen u raspravi o AAL3/4 je da se čini da se puno polja, a time i puno pretek za obavljanje konceptualno jednostavna funkcija podrazina sastavljanja i rastavljanja. Ovo promatranje je, zapravo, od strane nekoliko ljudi u ranim danima bankomata, te brojni natječu prijedloge nastala za AAL za podršku komunikacija računala preko bankomata. Tu je bio pokret, poznat kao neformalno "Back Bit", koji je tvrdio da, ako bismo mogli imati 1 bita u zaglavlju ATM (za razliku od AAL zaglavlje) za opisivanje kraju okvira, a zatim podrazina sastavljanja i rastavljanja mogao biti ostvariti bez korištenja bilo koje od 48-byte ATM nosivosti za segmentaciju/ponovnog informacije. Ovaj pokret je naposljetku doveo do definicije korisnika signalizacija bit gore opisano i standardizacija AAL5.

Što AAL5 se je zamijeniti 2-bitni Vrsta području AAL3/4 s 1 malo kadriranja informacije u zaglavlju ATM ćelije. Postavljanjem da 1 malo, možemo identificirati posljednju ćeliju od PDU, sljedeći stanica smatra se da je prvu ćeliju u sljedećem PDU, a naknadne stanice Pretpostavlja se da su COM stanice dok drugu ćeliju je primio s korisnikom signalizacija bit set. Svi komadi AAL3/4 koje pružaju zaštitu od izgubljena, oštećena ili misordered stanica, uključujući gubitak EOM ćelije, koje su paket AAL5 CS-PDU format prikazan na slici 3.21.

Slika 3.21 ATM prilagodni sloj 5 format paketa.

AAL5 CS-PDU sastoji samo od dijela podataka (PDU izrekao je veći-layer protokol) i 8-byte prikolicu. Da biste bili sigurni da prikolica uvijek pada na rep kraj bankomata stanica, postoji svibanj biti i do 47 bajtova padding između podataka i prikolica. Potrebno je snagu prikolica se na kraju ćelije, jer inače ne bi bilo mjesta za osobe obavljanje ponovnog CS-PDU pronaći prikolicu. Prve 2 bytes prikolice trenutno su rezervirani, a mora biti 0. Dužina polja (LEN) je broj bajtova provedena u PDU, ne uključujući prikolicu ili bilo padding prije prikolicu. Konačno, tu je 32-bitni CRC.

Slika prikazuje 3,22 enkapsulaciju i segmentacija proces za AAL5.

Slika 3.22 enkapsulacija i segmentacije za AAL5.

Baš kao AAL3/4, korisnički podaci se Encapsulated u obliku CS-PDU (iako je korištenjem samo prikolicu u ovom slučaju). Rezultat PDU onda je rasjeći na komade 48-byte, koji se provode direktno unutar nosivosti ATM ćelije, bez bilo kakve daljnje enkapsulaciju.

Pomalo iznenađujuće, AAL5 pruža gotovo iste funkcije kao AAL3/4, bez korištenja dodatnih 4 bajta iz svake stanice. Na primjer, CRC-32 otkriva izgubljene ili misordered stanice, kao i malo grešaka u podacima. U stvari, nakon što je ček na cijelom PDU nego to rade na po-stanica osnovi kao u AAL3/4 pruža jaču zaštitu. Na primjer, štiti od gubitka od 16 uzastopnih ćelija, događaj koji ne bi pokupila provjeru REDNI BROJ AAL3/4. Također, 32-bitni CRC štiti duže prasak pogrešaka od 10-bitni CRC.

Glavna značajka nedostaju AAL5 je mogućnost pružiti dodatni sloj multipleksiranje na jedan virtualni krug koristeći MID. Nije jasno je li to značajan gubitak. To je još uvijek moguće multipleks promet od brojnih aplikacija i viših slojeva protokola na jednom VC koristeći AAL5 za nošenje Demux ključ sortiranja opisan je u Odjeljku 1.3.1. Ona samo postaje potrebno obaviti multipleksiranje na paket-po-paketa, a ne stanica po stanica, osnovi.

Postoje pozitivne i negativne aspekte multipleksiranje prometa s mnogo različitih aplikacija na jednom VC. Na primjer, ako ste se naplaćuje za svaki virtualni krug postavite preko mreže, zatim multipleksiranje prometa s mnogo različitih aplikacija na jedan veza može biti plus. Međutim, ovaj pristup ima nedostatak da sve aplikacije će morati živjeti s bilo kakvim kvaliteta usluge (npr., kašnjenje i propusnost garancije) je izabran za taj jedan priključak, što može značiti da neka aplikacija ne primaju odgovarajuću uslugu.

Općenito, AAL5 je svesrdno prihvatili su zajednice računalne komunikacije (barem po onom dijelu zajednice koji je obuhvaćen ATM na sve). Na primjer, to je željena AAL u IETF za prijenos IP datagrama preko bankomata. Njegova učinkovitije korištenje propusne moći i jednostavan dizajn su glavne značajke koje čine ga više privlačan nego AAL3/4.

1.3.3. 3.3.3 Virtualne Staze

Kao što je spomenuto gore, bankomat koristi 24-bitni identifikator virtualne krugove, a ovi krugovi djeluju gotovo točno poput one opisane u Odjeljku 3.1.2. Jedan twist je da je 24-bitni identifikator je podijeljen u dva dijela: 8-bitni identifikator virtualne staze (VPI) i 16-bitni virtualni krug identifikator (VCI). To učinkovito stvara dvije razine hijerarhije virtualnih veza. Da biste razumjeli kako se takva hijerarhija mogli raditi, razmislite o sljedećem primjeru. (Mi zanemariti činjenicu da je u nekim mjestima možda postoji vezni sklop mreža s različitih veličina VPI;. Samo pretpostaviti da je 8-bitni VPIs koriste se posvuda)

Pretpostavimo da poduzeće ima dvije web stranice koje povezuju na javnu mrežu bankomata, te da na svaku stranicu korporacija ima mrežu od ATM sklopki. Mogli bismo zamisliti uspostavljanje virtualne put između dvije web stranice koristeći samo VPI polje. Tako, prekidači u javnoj mreži će koristiti VPI kao jedino polje na kojem bi prosljeđivanje odluka. S njihove točke gledišta, ovo je virtualni krug mreža s 8-bitni sklop identifikatore. 16-bitni VCI nije od interesa za ove javne prekidača, i oni ne koriste polje za prebacivanje niti premapirati. U okviru korporativne web stranice, međutim, puni 24-bitni prostor se koristi za prebacivanje. Svaki promet koji treba protok između dva mjesta je preusmjeren na prekidač koji ima priključak na javnu mrežu, a njegov vrh 8 bitova (VPI) su mapirani na odgovarajuću vrijednost kako bi dobili podatke na druge stranice. Ova ideja je ilustrirana na slici 3.23.

Slika 3.23 Primjer virtualni put.

Imajte na umu da virtualne staze djeluje kao mast cijev koja sadrži snop virtualnih krugova, od kojih svi imaju iste 8 bita u svojim najznačajnijim bajt.

Prednost ovog pristupa je jasna: Iako postoji svibanj biti tisućama ili milijunima virtualnih veza preko javne mreže, preklopnike u javne mreže se ponašaju kao da postoji samo jedna veza. To znači da postoji potreba da se puno manje veze države informacije pohranjene u prekidači, izbjegavajući potrebu za velike, skupe tablice po-VCI podatke.

1.3.4. 3.3.4 Fizičke Slojevi za bankomat

Dok slojeviti pristup dizajnu protokola može dovesti vas da mislite da mi ne morate brinuti o tome što tip point-to-point veza ATM radi na vrhu, to ispada da ne bude slučaj. Od jednostavnih pragmatičnog stajališta, kada kupiti ATM sklopka to dolazi s nekim fizički medij preko kojeg ATM ćelije će biti poslana. Naravno, ovo je također vrijedi i za druge mrežne protokole kao što su 802,5 i Ethernet. Poput ove protokole, ATM također može izvoditi više od nekoliko različitih fizičkih medija i fizikalno-sloj protokola.

Od početka u procesu standardizacije bankomata, pretpostavljeno je da bankomat će se kandidirati na vrhu SONET fizičkog sloja (vidi odjeljak 2.3.3). Iako je istina da je standardna načina obavljanja ATM ćelija unutar okvira SONET su definirane, i da možete kupiti ATM-nad-SONET proizvoda, dvije su potpuno odvojivi. Na primjer, možete zakup SONET link iz telefonske tvrtke i poslati što god želite preko njega, uključujući i paketi promjenljive duljine, i to široko je učinio i danas.

Također, možete slati ATM ćelije preko mnogih drugih fizičkih slojeva umjesto SONET, a standardi su definirani za ove encapsulations. Značajan rano fizičkog sloja za bankomata je TAXI, fizički sloj koji se koriste u FDDI (vidi Odjeljak 2.7). ATM je danas naširoko koristi više od Digital Subscriber Line (DSL) veze različitih tipova, te bežični fizičke slojeve za bankomata također su definirani.

Kada pošaljete ATM ćelije preko neke fizički medij, glavno pitanje je kako pronaći granice ATM stanica, to je točno kadriranja problem opisan u 2. poglavlju. Uz SONET, postoje dva načina da se lako pronaći granice. Jedan od nadzemnih bajtova u SONET okvir se može koristiti kao pokazivač u SONET tereta za početak ATM ćelija. Nakon što je utvrđeno početak jedne ćelije, poznato je da sljedeći stanica počinje 53 bajtova dalje u SONET nosivost, i tako dalje. U teoriji, samo trebate pročitati ovaj pokazivač jednom, ali u praksi, ima smisla da je čitate svaki put SONET dometnut ide od tako da možete otkriti greške ili resinkronizirati, ako je potrebno.

Drugi način da pronađete granice ATM ćelija koristi prednosti činjenice da svaka stanica ima CRC u petoj bajt stanica. Dakle, ako pokrećete CRC Izračun zadnjih 5 bajtova dobio i odgovor izlazi naznačiti bez greške, onda je vjerojatno istina da ste upravo pročitali ATM header. Ako se to dogodi nekoliko puta zaredom u 53-byte intervalima, možete biti prilično sigurni da ste pronašli ćelije granica.

1.3.4.1. ATM u LAN

ATM je izrastao iz zajednice telefonije, koji je zamišljen kao način za izgradnju velikih javnih mreža koje bi mogle prijevoz glasovne, video i podatkovnog prometa. Međutim, naknadno su ga prihvatili segmenata računalne i podatkovne komunikacije industrije kao što su tehnologija koja se koristi u LAN - zamjena za Ethernet i 802,5. Njegova popularnost u ovom području u određenom trenutku može se pripisati dva glavna faktora:

• ATM je uključen tehnologija, dok Ethernet i 802,5 su izvorno zamišljen kao zajedničke medijske tehnologije.

• ATM je dizajniran za rad na veze s brzinama od 155 Mbps i više, u usporedbi s originalnim 10 Mbps Ethernet i 4 ili 16 Mb/s tokena prstenova.

Kada ATM sklopke prvi put postao dostupan, te su značajne prednosti u odnosu na postojeća rješenja. Međutim, treba biti jasno da je razlika između zajedničke medija i uključen mreža više nije jasna. Most koji povezuje niz zajedničkih-media mreža zajedno je također prekidač, i to je moguće (i sada zajednički) za spajanje samo jedan domaćin svaki segment, čime je posvećen pristup tom propusnost. U isto vrijeme kao i ATM sklopke su koji se pojavljuju na sceni, visokih performansi Ethernet preklopnika postali dostupni. Ti uređaji imaju veliki broj luka i visoke ukupne propusnosti. Standardne 100-Mbps Ethernet definiran je, pa brzina veze na Ethernet - što bi se moglo postići više od bakra - počeo je pristup koji ATM (i na kraju ga nadmašio).

U početku to nije bilo dovoljno da uništite bankomata u LAN. U stvari, značajan napor je otišao u razvoju tehnologije pod nazivom ATM LANE, ili traka. Ključni izazov s kojima se suočavaju u LANE bila je činjenica da bankomat ne ponaša kao "tradicionalnih" medija dijeli LAN kao što su Ethernet ili Token ring. Na tradicionalni LAN je jednostavan za implementaciju emitiranje (slanje na sve) i multicast (slanje na grupi). Dakle, mnogi od protokola koji ljudi ovise o svojim LAN-u - na primjer, protokol adresne razlučivosti (ARP) je opisano u Poglavlje 4.1.5 - ovisi pak o sposobnosti LAN podršku multicast i broadcast. Međutim, zbog svoje povezanosti orijentiran i uključen prirode, ATM nedostaje jednostavan mehanizam emitiranja. Na primjer, kako možete emitirati na svim čvorovima na ATM LAN, ako ne znate sve njihove adrese i postaviti BO svima?

Lane (koja može biti više točno zove "zajedničko-media emulacije") dodaje funkcionalnost bankomata LAN, tako da sve što radi preko zajedničke medijske LAN može raditi preko ATM LAN. Dok LANE sada može smatrati nešto od povijesne znatiželje, to je zanimljiv primjer kako se raslojavanje protokola može raditi. Time što je "ATM sloj" izgledaju više kao Ethernet, više-sloj protokola koji je radio i preko Ethernet nastavio raditi bez izmjena.

To natjecati zajednički medija ponašanje tradicionalnog LAN, LANE uveo broj servera u svakom LAN, zove konfiguracije server emulirane LAN (LECS), server emulirane LAN (LES), a poslužnik difuznih i nepoznatih odredišta (autobusom). Prva dva poslužitelja igraju uloge u pokretački i konfiguriranje mreže, dok je autobus kritički posao natjecanje emitiranja funkcionalnost tradicionalnog LAN. Autobus je normalno korijen točka-više točaka VC, sa svim ostalim čvorovima na mreži kao lišća. Tako, poslati paket na sve čvorove na ATM LAN, samo trebate poslati ga u autobus, koji je tada ga prosljeđuje na više točaka VC.

To bi trebalo biti jasno da je ATM LANE je prilično složen, te BUS posebno predstavlja usko grlo skalabilnost. Možda kao rezultat ovih faktora, plus činjenica da bankomat u konačnici nudi nekoliko stvarne prednosti nad Ethernet, LANE više nije naširoko koristi.

1,4. 3,4 PROVEDBA I USPJEŠNOSTI

Do sada smo govorili o tome što je prekidač mora učiniti bez o tome kako to učiniti. Postoji vrlo jednostavan način da se izgradi prijelaz: Kupite opće namjene radne stanice i opremiti s brojem mrežnih sučelja. Takav uređaj, trčanje pogodno softver, mogu primati pakete na jednom od svojih sučelja, obavljati bilo prebacivanje funkcije opisane gore, i šalje pakete još jedan od svojih sučelja. To je, zapravo, jedan popularan način za izgradnju eksperimentalnog sklopke kada želite biti u mogućnosti za napraviti stvari kao što su razvoj novih protokoli usmjeravanja jer nudi ekstremne fleksibilnosti i upoznat programiranje okoliš. To je također ne previše daleko od arhitekture mnogih low-end routera (koji, kao što ćemo vidjeti u sljedećem poglavlju, imaju mnogo toga zajedničkog sa sklopke).

Slika prikazuje stanicu 3,24 s tri mrežna sučelja koristi kao prekidač.

Slika 3.24 radne stanice koriste kao paketni komutator.

Slika prikazuje put koji paket može uzeti od vremena kad stigne na sučelju 1 dok je izlaz na 2 sučelje. Mi smo pretpostaviti da se ovdje radna stanica ima mehanizam za premještanje podataka izravno iz sučelja za svoje glavne memorije bez da izravno kopirati CPU, koji je, izravan pristup memoriji (DMA) kao što je opisano u odjeljku 2.1.1. Nakon što je paket je u memoriju, CPU ispituje svoje zaglavlje odrediti na kojem sučelju paket treba biti poslana. Ona zatim koristi DMA da se presele iz paketa za odgovarajuće sučelje. Imajte na umu da slika ne prikazuje 3,24 paket ide u CPU, jer CPU pregledava samo zaglavlje paketa, to ne mora pročitati svaki bajt podataka u paketu.

Glavni problem s pomoću radne stanice kao prekidač je da je njegova učinkovitost je ograničen činjenicom da su svi paketi mora proći kroz jednu točku spoticanja: U primjeru je prikazano, svaki paket prelazi I/O sabirnicu dvaput i napisan je i čitati iz glavne memorije jednom. Gornja granica na ukupni promet od takvih uređaja (ukupni održivi brzina prijenosa podataka zbrajaju nad svim ulazima) je, dakle, bilo polovina glavni memorijsku propusnost ili pola I/O sabirnicu bandwith, ovisno o tome što je manje. (Obično, to je I/O sabirnicu propusnosti.) Na primjer, radna stanica s 133-MHz, 64-bitni širokim I/O sabirnicu može prenositi podatke na vrh stopi od nešto više od 8 Gbps. Budući prosljeđivanje paketa uključuje prijelaz autobus dvaput, stvarni limit je 4 Gbps - dovoljno za izgradnju prebaciti s priličan broj od 100 Mbps Ethernet portovi, na primjer, ali jedva dovoljno za high-end routera u srž interneta . (Mi ćemo se vratiti na temu provedbe usmjerivač u Odjeljku 4.2.6.)

Štoviše, ova gornja granica također pretpostavlja da se kreće podaci je jedini problem - fer aproksimacija za dugo pakete, ali loša kada paketi su kratki. U potonjem slučaju, troškove obrade svaki paket - raščlanjivanjem svoje zaglavlje i odlučivanju koje izlaz povezati ga prenositi na - je vjerojatno da će dominirati. Pretpostavimo, na primjer, da je radna stanica može obavljati sve potrebne obrade prebaciti milijun paketa svaki drugi. To se ponekad naziva paketa po sekundi (pps) stopa. (Ovaj broj je predstavnik onoga što je ostvariv na današnjem high-end računalima.) Ako je prosječna paket je kratko, recimo, 64 bytes, to bi značilo

da je, propusnost od 512 Mb/s - znatno ispod raspon koji korisnici traže od svoje mreže danas. Imajte na umu da je ovo 512 Mbps će dijeliti svi korisnici spojeni na prekidač, baš kao što je 10 Mbps od Ethernet dijele među svim korisnicima spojeni na zajednički prijenosni medij. Tako je, primjerice, 10-port prekidač s ovog agregata propusnost bi samo biti u mogućnosti nositi se s prosječnim podacima stopa 51,2 Mbps na svakoj luci.

Kako bi riješio taj problem, hardver dizajneri su se s velikim niz prebaciti dizajna koji smanjiti količinu sukob i osigurati visoku propusnost agregata. Imajte na umu da neki sukob je neizbježan: Ako je svaki ulaz ima podatke za slanje na jedan izlaz, onda oni ne mogu svi ga poslati odjednom. Međutim, ako se podaci namijenjeni za različite izlaze stiže na različitim ulazima, dobro osmišljen prebaciti će se moći kretati podataka iz koje ulaze u izlaze paralelno, čime se povećava ukupna propusnost.

1.4.1. 3.4.1 Luke

Većina prekidača pogledajte konceptualno sličan onome na slici 3.25.

Slika 3.25 4 4 prekidač.

Oni se sastoje od jednog broja ulaznih i izlaznih priključaka luka, i tkanina. Tu je obično najmanje jednu kontrolu procesor zadužen za cijeli prekidač koji komunicira s lukama, bilo izravno ili, kao što je prikazano ovdje, putem prekidača tkanina. Luke komunicirati s vanjskim svijetom. Oni mogu sadržavati fiber-optic prijemnika i laseri, buffers držati pakete koji čekaju da budu uključen ili prenositi, i često značajan iznos ostalih sklop koji omogućuje prijelaz na funkciju. Tkanina je vrlo jednostavna i dobro definirana posla: Kada predstavljen paket, dostaviti na pravo izlazni priključak.

Jedna od radnih mjesta u lukama, dakle, da se bave složenost realnog svijeta na takav način da se tkanina može napraviti relativno jednostavan posao. Na primjer, pretpostavimo da se ovaj parametar podržava virtualni krug model komunikacije. Općenito, virtualni krug mapiranje tablica je opisano u Poglavlje 3.1.2 nalaze se u lukama. Luke održavati popise virtualni krug identifikatori koji su trenutno u uporabi, s informacijama o tome što izlaz paket treba poslati na za svaku VCI i kako VCI treba remapped kako bi se osigurala jedinstvenost na odlasku vezu. Slično tome, luka Ethernet preklopnik pohraniti tablice koje karte između Ethernet adrese i izlaznih portova (most prosljeđivanje tablice kao što je opisano u Poglavlje 3.2). Općenito, kada je predao paket od ulazni priključak na tkaninu, luka je shvatio gdje se paket treba proći, a ni luka postavlja tkanina u skladu s tim komuniciranje neke kontrole informacije ili ga pridaje dovoljno informacija na paket sama (npr., broj izlaznog priključka), kako bi se omogućilo tkanina raditi svoj posao automatski. Tkanine koje prekidač paketi po gleda samo na informacije u paketu se spominju kao "self-usmjeravanje", jer oni ne zahtijevaju vanjske kontrole na put paketa. Primjer samo-usmjeravanje tkanina je objašnjeno u nastavku.

Ulazni priključak je prvo mjesto na izgled za performanse uska grla. Ulazni priključak mora dobiti stalan tok paketa, analizirati podatke u zaglavlju svake od njih kako bi se utvrdilo koji izlazni port (ili portovi) paket mora biti poslana, i proći paketa na tkaninu. Tip zaglavlja analize da obavlja se u rasponu od jednostavne tablice pretraživanja na VCI na složene algoritme koji odgovara ispitati mnogo polja u zaglavlju. To je tip operacije koja ponekad postaje problem kada je prosječna veličina paketa je vrlo mala. Razmotrimo, na primjer, 64-byte pakete koji dolaze na port spojen na OC-48 (2,48 gigabita u sekundi) vezu. Takva luka treba obraditi pakete po stopi od

Drugim riječima, kada mali paketi dolaze kao brz kao moguć na ovaj link (najgorem slučaju scenarij da je većina luka su projektirana za obradu), ulazni priključak je oko 200 ns obraditi svaki paket.

Još jedna ključna funkcija luka je puferski. Obratite pažnju da međupohrana se može dogoditi u bilo ulazni ili izlazni port, ona također može dogoditi u roku od tkanine (ponekad se naziva unutarnji međuspremnika). Jednostavan unos međupohrana ima neke ozbiljne ograničenja. Razmislite ulazni međuspremnik provodi kao FIFO. Kao paketi stići na prekidač, oni su postavljeni u ulaznom tampon. Prekidač onda pokušava proslijediti pakete na prednjoj strani svake FIFO na odgovarajući način izlazni priključak. Međutim, ako se paketi na prednjem dijelu više različitih ulaznih luka namijenjena za isti izlazni priključak u isto vrijeme, onda je samo jedan od njih mogu biti proslijeđeni, a ostatak mora ostati u svojim unosa spremnika. Nedostatak ovog značajka je da su oni paketi lijevo u prednjem dijelu ulaznih tampon spriječiti druge pakete dalje u tampon iz uzimajući priliku otići na svoje izabrano izlaza, iako postoji svibanj ne biti sukob za one izlaze. Ovaj fenomen se naziva glava-of-line blokiranja. Jednostavan primjer glave-od-line blokiranje prikazan je na slici 3.26, gdje ćemo vidjeti paket namjenjen portu 1 blokiran iza paketa boriti za luke 2.

Slika 3.26 Jednostavna ilustracija glave-od-line blokiranja.

Može se pokazati da kada je promet ravnomjerno se raspodjeljuju izlaza, šef-od-line blokiraju granice propusnosti input-puferu prebaciti na 59% teoretske maksimalne (koji je zbroj link bandwidths za prekidač). Dakle, većina prekidača koristiti ni čistog izlaz međupohrana ili mješavina unutarnje i izlaznih međupohrana. Oni koji ne oslanjaju na ulaznu buffers koristiti sofisticiranim shemama tampon upravljanja kako bi se izbjeglo glave-od-line blokiranja.

Odbojnici zapravo obavljaju složeniji zadatak nego samo drži na pakete koji čekaju da se prenose. Odbojnici su glavni izvor kašnjenja u switch, a također i mjesto gdje paketa najvjerojatnije dobiti pao zbog nedostatka prostora da ih pohraniti. Buffers stoga su glavno mjesto gdje se kvaliteta usluge karakteristike prekidača su određeni. Na primjer, ako određeni paket je poslan uz VC koji ima zajamčeno kašnjenja, to ne može priuštiti da sjedi u puferu za vrlo dugo. To znači da buffers, u cjelini,

mora se upravljati pomoću paketa za raspoređivanje i odbaciti algoritama koje zadovoljavaju širok raspon QoS zahtjeve. Mi govorimo više o tim pitanjima u poglavlju 6.

1.4.1.1. Definiranje Propusnost

To zavrtač vanjska strana biti teško točno definirati propusnost od prekidača. Intuitivno, mogli bismo pomisliti da ako je prekidač ima n ulaza da svaki podupiru vezu brzine si, onda propusnost bi samo biti zbroj svih si. Ovo je zapravo najbolji mogući protok da je takav prekidač može pružiti, ali u praksi gotovo da i nema pravi prekidač može jamčiti da će nivo performansi. Jedan od razloga za to je jednostavna za razumijevanje. Pretpostavimo da, za neko vrijeme, sve prometne dolasku na prekidač je potrebno da bude poslan na isti izlaz. Kao čeznuti kao propusnost te izlaz je manje od zbroja ulaznih bandwidths, a zatim neki od prometa će morati biti ili bufferom ili pao. Uz ovaj model prometa, prekidač nije mogao osigurati kontinuirana propusnost veća od brzina veze te jedan izlaz. Međutim, prekidač može biti u mogućnosti to hvataljka prometa dolaze u punoj brzina veze na sve ulaze ako se distribuira u svim izlazima ravnomjerno, a to će se smatrati optimalnom.

Još jedan čimbenik koji utječe na performanse sklopke je veličina paketa koji dolaze na ulaze. Za ATM sklopka, to je obično nije problem, jer sve "paketa" (stanice) su iste dužine. No, za Ethernet preklopnici ili IP rutera, paketi široko različitih veličina moguće. Neke od operacija koje prekidač mora obaviti imati stalnu pretek po paket, pa se prebaciti je vjerojatno da će obavljanje različito, ovisno o tome jesu li svi koji dolaze paketi su vrlo kratke, jako dugo, ili mješovita. Iz tog razloga, usmjerivači ili preklopnici da naprijed paketi promjenljive duljine često se odlikuju paketa po sekundi (pps) stopa, kao i propusnost u bitovima po sekundi. Pps stope obično se mjeri uz minimalne veličine paketa. Prva stvar koju treba primijetiti o ovoj raspravi je da je propusnost od prekidač je funkcija prometa koji je podvrgnut. Jedna od stvari koje prekidač dizajneri potrošiti puno vremena radi se pokušava doći do prometne modela koji približna ponašanje realnih podataka prometu. Ispada da je iznimno teško postići točne modele. Postoji nekoliko elemenata u prometni model. Glavni one su (1) kad ne pakete stići, (2) ono što izlazi su namijenjene, i (3) koliki su.

Promet modeliranje je dobro uspostavljena znanost koja je bila izuzetno uspješna u svijetu telefonije, omogućava telefonske tvrtke inženjer njihove mreže za nošenje tereta očekuje vrlo učinkovito. Tome je, djelomično zato što način na koji ljudi koristite telefon mreža ne ne mijenja to puno više trenutku: učestalost koji su pozivi postavljena, iznos time uzeti za poziv, a tendencija sve da bi poziva na Majčin dan je ostao prilično konstanta za mnogo godina. Nasuprot tome, brzi razvoj računalne komunikacije, gdje je novi zahtjev poput Napstera možete promijeniti obrasce prometa gotovo preko noći, je napravio učinkovito modeliranje računalnih mreža puno teže. Ipak, postoje neki izvrsni knjiga i članaka o toj temi da mi popis na kraju poglavlja.

Da bi vam dati osjećaj raspon throughputs koje dizajneri trebaju biti zabrinuti, high-end usmjerivač koristi u Internet u vrijeme pisanja može podržati 10 OC-768 veza za propusnost od otprilike 400 Gbps. 400 Gbps prekidač, ako je pozvan rukovati stalan tok 64-bitnom paketa, paket će trebati po drugi stopa

1.4.2. 3.4.2 Tkanine

Iako je bilo obilje impresivne istraživanja provedenog na dizajnu učinkovitog i skalabilan tkanine, to je dovoljno za naše potrebe ovdje da razumjeti samo na visokoj razini svojstva prekidača tkanina. Fabric Switch bi trebao biti u mogućnosti to premjestiti pakete od ulaznih luka za izlaz luka s minimalnim kašnjenjem, a na način koji zadovoljava propusnost ciljeva preklopnika. To obično znači da tkanine prikazati neke paralelnost. Visokih performansi tkanina s n lukama često se kretati jedan paket iz svake njegove n luka na jedan od izlaza luka u isto vrijeme. Uzorku od tkanina vrsta uključuje sljedeće:

• Zajednička bus. To je vrsta "tkiva" naći u konvencionalnoj stanicu koristi kao prekidač kao što je opisano gore. Budući da je autobus propusnost određuje propusnost od prekidača, visokih performansi obično uključuje specijalno su dizajnirani autobusi umjesto standardnih autobusi nalaze u računalima.

• dijeljene memorije. U zajedničkoj memoriji prekidača, paketi su pisani u mjesto u memoriji po ulazni priključak, a zatim pročitajte iz memorije izlazni priključci. Ovdje je memorijsku propusnost koja određuje propusnost prekidač, tako široka i brza memorija obično se koristi u ovu vrstu dizajna. Zajedničku memoriju sklopka slična je u načelu dijele autobus prekidač, osim što se obično koristi specijalno dizajniran, high-speed autobus memorija umjesto I/O sabirnicu.

• gredu. Unakrsnog prekidač je matrica putevi koji može biti konfiguriran za povezivanje s bilo kojim ulazni priključak na bilo koji izlazni port. Slika prikazuje 3,27 4 4 unakrižna korelacija.

Slika 3.27 4 4 unakrižna korelacija.

Glavni problem s prečke je da je, u svom najjednostavnijem obliku, oni zahtijevaju svaki izlazni port će biti u mogućnosti prihvatiti pakete iz svih inputa odjednom, što znači da svaka luka će imati memorijsku propusnost koja je jednaka ukupnoj prekidač propusnost. U stvarnosti, više složene dizajne obično se koriste za rješavanje ovog pitanja (vidi, na primjer, knockout prekidač i McKeown virtualnog izlaz spremnikom pristup u daljnje čitanje odlomak).

• Samo-usmjeravanje. Kao što je gore navedeno, samo-usmjeravanje tkanine osloniti na neke podatke u zaglavlje paketa usmjeriti svaki paket na svoje ispravan izlaz. Obično poseban "self-usmjeravanje zaglavlje" dodaje se paket od ulazni priključak nakon što je utvrdilo koje izlaz paket treba ići, kako je ilustrirano na slici 3.28, a to dodatni header je ukloniti prije nego paket napusti prekidač.

Slika 3.28 A self-usmjeravanje zaglavlje se primjenjuje na paket na ulazu kako bi se omogućilo tkanina za slanje paketa na ispravan izlaz, gdje je uklonjena, (a), paketni stiže na ulazni priključak, (b) ulazni priključak pridaje samo-usmjeravanje zaglavlje paketa izravne ispraviti izlaz, (c) samo-usmjeravanje

zaglavlje je uklonjena na izlazni port prije paketa ostavlja prekidač.

Self-usmjeravanje tkanine često su građena od velikog broja vrlo jednostavan 2 2 sklopni elementi međusobno povezani u redovitim obrascima, kao što su banyan komutacijski materijal prikazan na slici 3.29.

Slika 3.29 usmjeravanja paketa kroz banyan mreže. 3-bitni brojevi predstavljaju vrijednosti u samo-usmjeravanja zaglavlja četiri dolasku paketa.

Za neke primjere samo-usmjeravanja tkanina dizajne vidi daljnje čitanje odjeljak na kraju ovog poglavlja.

Self-usmjeravanje tkanine su među skalabilne pristupi tkanina dizajn, a tu je bogatstvo istraživanja na temu, neke od kojih je navedena u odjeljku daljnje čitanje. Mnogi self-usmjeravanje tkanine nalikuju jedan na slici 3.29, koji se sastoji od međusobno povezanih redovito 2 2 sklopni elementi.

Na primjer, 2 2 prekidača u banyan mreže izvode jednostavan zadatak: Oni pogled na 1 bita u svakoj samo-usmjeravanja zaglavlje paketa i put prema gornjem izlaz ako je nula ili prema nižim izlaz ako je jedan. Očito, ako dvije paketi stići na banyan element u isto vrijeme i oboje imaju malo postavljena na istu vrijednost, onda oni žele biti preusmjeren na isti izlaz i sudara će se dogoditi. Ili sprečavanje ili se bave s tim sudarima je glavni izazov za samo-usmjeravanje prekidač dizajn. Banyan mreža je pametan aranžman od 2 2 sklopni elementi koji rute svi paketi na ispravan izlaz bez sudara, ako se paketi prikazani su u uzlaznom redoslijedu.

Možemo vidjeti kako se to radi u primjeru, kao što je prikazano na slici 3.29, gdje je samo-usmjeravanja zaglavlje sadrži broj izlaznog priključka kodirane u binarni. Prekidač elemenata u prvom stupcu pogled na Najznačajniji bit u broju izlaznog priključka i paketa put do vrha ako je bit 0 ili dolje, ako je to 1. Uključite elemente u drugom stupcu pogled na drugi bit u zaglavlju, i onih u zadnjem stupcu pogled na bit najmanje težine. Možete vidjeti iz ovog primjera da su paketi usmjereni na ispravan odredišni port, bez sudara. Obavijest o tome kako na vrhu izlaza iz prvog stupca prekidača sve dovesti na gornjoj polovici mreže, čime se dobiva pakete s pristaje brojevima 0-3 u desnu polovicu mreže. Sljedećem stupcu se dobiva pakete s desne tromjesečje mreže, a konačni stupac ih dobiva pravo izlazni priključak. Pametan dio je način na koji su raspoređeni prekidači kako bi se izbjegle kolizije. Dio aranžmana uključuje "savršeni dvoličnost" ožičenje obrazac na početku mreže. Za izgradnju potpuno prebaciti tkanina oko banyan mreže će zahtijevati dodatne komponente za sortiranje paketa prije nego što su prezentirani banyan. Batcher-banyan prekidač dizajn je značajan primjer takvog pristupa. Batcher mreže, koji je također izgrađen od redovnih povezanost 2 2 sklopni elementi, razvrstava pakete u opadajućem redoslijedu. Na izlasku iz Batcher mreže, paketi su tada spremni biti usmjerena na ispravan izlaz, bez opasnosti od sudara, po banyan mreže.

Jedna od zanimljivih stvari o prekidač dizajn je širok raspon različitih vrsta prekidača koji mogu biti izgrađen korištenjem iste osnovne tehnologije. Na primjer, i Ethernet preklopnika i ATM sklopke je objašnjeno u ovom poglavlju, kao i Internet usmjerivači objašnjeno u sljedećem poglavlju, svi su izgradili pomoću dizajna, poput onih opisanih u ovom poglavlju.

1,5. 3,5 SAŽETAK

Ovo poglavlje je počeo gledati na neke od problema koji su uključeni u izgradnju velike skalabilne mreže pomoću prekidača, a ne samo linkove, da se međusobno domaćini. Postoji nekoliko različitih načina za odlučiti kako prebaciti paketa, dvije glavne one su datagram (spajanja) model i virtualni krug (spajanju orijentiran) modela.

Važna primjena prebacivanje je povezivanje zajedničke medija lokalne mreže. LAN preklopnici, ili mostova, koristiti tehnike kao što su adresa izvora učenja za poboljšanje učinkovitosti prosljeđivanje, te algoritmi razgranatog stabla kako bi izbjegli petlje. Ovi prekidači su opsežno koriste u podatkovnim centrima, kampusa i korporacijske mreže.

Najrasprostranjeniji koristi virtualni komutacija krugova su u Frame Relay i ATM sklopke. ATM uvodi neke posebne izazove kroz korištenje stanica - kratke, fiksne duljine paketa. Dostupnost relativno visoke propusnosti ATM sklopke pridonio prihvaćanju tehnologije, iako to sigurno nije pomeo sve ostale tehnologije u stranu kao što neki predvidjeti. Jedan od glavnih koristi ATM danas je kao multipleksiranje tehnologije u DSL pristupne mreže.

Neovisno o specifičnosti prebacivanja tehnologije, preklopnici trebaju proslijediti pakete od inputa izlaze na visoku stopu, au nekim okolnostima, sklopke moraju rasti do velike veličine za smještaj stotine ili tisuće portova. Izgradnja prekidači da obje ljestvice i nude visoke performanse po prihvatljivim troškovima komplicira problem sukob, a kao posljedica toga, često prebacuje zapošljavaju posebne namjene hardvera, umjesto da je izgrađen od opće namjene radne stanice.

Osim pitanja tvrdnju raspravlja ovdje, opažamo da je problem vezan uz zagušenja je došao do cijelom ovom poglavlju. Mi ćemo odgoditi raspravu o našim nadzor zagušenja do Poglavlje 6, nakon što smo vidjeli više arhitektura mreže. Mi to učiniti, jer je nemoguće u potpunosti poštovati zagušenja (i problem i kako to adresa) bez razumijevanja i onoga što se događa unutar mreže (tema ove i sljedeće poglavlje) i što se događa na rubovima mreže ( temu poglavlje 5).

1,6. Otvoreno pitanje - BUDUĆNOST sklopnih

ATM je izvorno zamislio mnogi njegovi zagovornici kao temelj za "širokopojasna digitalna mreža integriranih usluga", i to je bio predvidio u nekim četvrtima koje ATM će istisnuti sve ostale mrežne tehnologije. Domaćini će steći ATM adapteri umjesto Ethernet luka, omogućavajući "bankomat na radnu površinu." Telefon tvrtke svugdje će implementirati bankomata, kao i tehnologija koja podržava sve vrste medija - glas, video i podataka - to će ukloniti potrebu za bilo koju drugu vrstu mreže.

Sada je jasno da je ovaj scenarij je malo vjerojatno da će igrati. Uspjeh Ethernet preklopnika posebno je ubijen od ATM-to-the-desktop pokreta. Gigabit Ethernet i 10-gigabitni Ethernet tehnologije uspješno riješile potreba za high-speed LAN veza ATM, gdje nekada mogli imati koristi. U međuvremenu, Internet Protocol (IP) je postao dominantan protokol mrežnog sloja u širokom području mreže. U stvari jedan sada čuje ATM naziva "ostavština protokol", termin koji su nekada zastupnika ATM koje se odnose na protokole koji se prethodili.

Više zanimljivo pitanje u ovoj fazi je "Koliko daleko može ići Ethernet?" Nakon ograničena na lokalnim mrežama, Ethernet je sada postala vrlo popularna kao pristupne tehnologije u gradsko područje mreže. Ovaj zahtjev za Ethernet je omogućeno sveprisutnost (i relativno niska cijena) i Ethernet komutacijski, i povećava se u udaljenosti preko koje Ethernet okvira mogu prenijeti (npr., slanjem okvira više vlakana).

Jedno mjesto gdje je bankomat je nastavio uspjeh u DSL pristupnim mrežama, gdje se obično koristi za povezivanje rezidencijalnim korisnicima na Internet. Međutim, čak i ovo tržište je početak treba rješavati Ethernet komutacijski.

Dakle, Ethernet čini vjerojatnim da će biti dominantan prebacivanje tehnologije budućnosti. Kao što ćemo vidjeti u sljedećem poglavlju, glavni ograničenje Ethernet-based mreže je njihov skalabilnost na vrlo veliki broj čvorova. Čak i da je ograničenje je nešto što se sada baviti sadašnja generacija istraživača, sugerirajući čak i šire primjenjivost Ethernet u budućnosti.

1,7. Daljnje čitanje

Poticajnom radu na mostovima, u posebno razgranatog stabla, je članak Perlman navedene u nastavku. Tu je bogatstvo anketnih listića na bankomatu, članak Turner, bankomat pionir, jedan je od najranijih

predložiti korištenje stanica-temeljen mreža za integrirane usluge. Treći radu Sunshine prekidač te je posebno zanimljiv jer pruža uvid u važna uloga analize prometa u prekidač dizajn. Konkretno, Sunshine dizajneri su bili među prvima koji su shvatili da su stanice vjerojatno neće stići na prijelaz u potpuno nekorelirana način i na taj način bili u mogućnosti faktor te korelacije u njihov dizajn. Konačno, McKeown je radu je opisan pristup da biste išli dizajn koji se koristi stanice interno, ali je komercijalno koriste kao osnova za visoke performanse usmjerivači prosljeđivanje paketi promjenljive duljine.

1. Perlman, R.: "Algoritam za distribuirani racuni od Razgranatog stabala u Extended LAN." Zbornik radova devetog Data Communications simpozij, str 44-53, rujan 1985.

2. Turner, JS "Projektiranje integriranih usluga mreža s prospajanjem paketa". Zbornik radova devetog Data Communications simpozij, str 124-133, rujan 1985.

3. Giacopelli, J., N., et al. "Sunshine: High-Performance Self-Routing Broadband packet-switched arhitekture." IEEE Journal of odabranih područja u komunikacijama (JSAC) 9 (8) :1289-1298, listopad 1991.

4. McKeown, N.: "Algoritam SLIP raspored za Input-redu za slanje preklopnike." IEEE transakcija Umrežavanje 7 (2) :188-201, travanj 1999.

Dobar opći pregled mostova mogu se naći u drugom radu Perlman [Per00]. Za detaljan opis mnogih aspekata ATM, s naglaskom na izgradnju Real Networks, preporučamo knjigu Ginsburg [Gin99], iako u svijetu je premještena na nešto od njegovog objavljivanja. Također, kao jedan od ključnih ATM standardima postavka tijela, ATM Forum je sada dio Ministarstva vanjskih poslova Foruma, producirao mnoge od specifikacije za ATM, sučelje korisnika prema mreži (UNI) Specifikacija, verzija 4.1, najnoviji je u vrijeme pisanja ovog teksta. (Vidi žive referenca u nastavku.)

Bilo je doslovno tisuće radova objavljenih na prekidač arhitekture. Jedan od ranih papir koji objašnjava Batcher mreža dobro je, nije iznenađujuće, jedna od Batcher sam [Bat68]. Sortiranje mreže su objašnjene Drysdale i mlade [DY75], i zanimljiv oblik unakrižna korelacija je opisao Yeh et al. [YHA87]. Istraživanje ATM sklopke arhitekture se pojavljuje u Partridge [Par94], i dobar pregled izvedbu različitih uključivanja tkanine mogu se naći u Robertazzi [Rob93]. Primjer dizajna prebaciti na temelju paketi promjenljive duljine mogu se naći u Gopal i Guerin [GG94].

Optička mreža je bogat polje u vlastitom pravu, sa svojim časopisima, konferencije, i tako dalje. Preporučamo Ramaswami i Sivarajan [RS01] kao dobar uvodni tekst u tom području.

Odličan tekst za pročitati ako želite saznati više o matematičke analize mrežnih performansi je od Kleinrock [Kle75], jedan od pionira ARPANET. Mnogi radovi su objavljeni na primjene teorija poredavanja za prospajanje paketa. Preporučamo članak Paxson i Floyd [PF94] kao značajan doprinos usmjerena na internetu, a jedan od Leland et al. [LTWW94], papir koji predstavlja važan koncept "long-range ovisnost" i pokazuje slabost mnogih tradicionalnih pristupa modeliranju prometa.

Na kraju, preporučujemo sljedeće živjeti referenci:

http://www.metroethernetforum.com: home page Metro Ethernet Forum, koja promiče korištenje Ethernet kao Metropolitan Area Network tehnologiju.

http://www.mfaforum.org: organizacija koja promiče Frame Relay, ATM i MPLS, stranica sadrži tutorijali i specifikacije na sve te prebacivanje tehnologije.