теор. вопрос по коммутации пакетов, (Layer2 switching) Опции

[romez777]

Приветствую.
Часто в литературе попадаются термины, объяснения которым даются не совсем внятные и понятные для меня.

Например:
1) line-rate switching (wire speed switching, то же самое? )
2) L2 aging of entries (как я понял, это применяется к механизму управления таблицей соответствия <МАC-адрес>-порт)

И еще несколько других, но о них позже, сейчас хотелось бы разобраться с этими.

Заранее благодарю.

[scheme_ru]

Что-то за обилием постов конкретные вопросы как-то замылились. Ну вот на те, которые выудил из текста:

1. Wire-speed (line-rate...) - в общем, верно - коммутация на скорости пропускной способности. При этом гарантирована коммутация кадров даже в том случае, если они поступают с пиковой загрузкой, равной пропускной способности сегмента. Задержка на прохождение кадров через коммутатор (при условии, что кадр первый и очереди свободны) здесь фактически равна следующему: время поступления кадра в коммутатор + время выдачи кадра из коммутатора (т.е. зависит только от длины кадра и пропускной способности канала), само же вычисление маршрута практически задержки не вносит. Современные коммутаторы Ethernet 10/100 обычно разруливают траффик полноценно. Вычисление маршрута кадра происходит паралелльно самому процессу приема кадра. Т.е. на момент, когда кадр закончит поступать в коммутатор, его маршрут уже известен, и он сразу может поступать на выход (если, конечно в очереди никого нет). Однако для гигабитных сетей, производители иногда лукавят - для кадров большой длины действительно пропускная способность выдерживается высокой; но если плотным потоком будут поступать кадры с минимальной длиной, то скорее всего начнут появляться "дыры" и потери.

2. По поводу переполнения выходных буферов и QoS. В коммутаторах уровня 2 обычно все Quality of Service упирается в один механизм: best effort - "наилучшее усилие". В общем, тут используется принцип приоритетов: либо по портам, либо по тэгам кадров в соответствии с IEEE 802.1Q (раньше 802.1P). На практике это означает, что существует несколько выходных очередей на каждом порту, и пакет попадает в ту или иную очередь в соответствии со своим значением приоритета. Порядок выборки кадров из очередей зависит от реализации. Я когда-то делал по-простому: на 16 приоритетных кадров проходит 1 неприоритетный. Всего, кстати, таких приоритетов в соответствии с 802.1Q может быть не более 7. Но на практике в Ethernet коммутаторах реализуют не более 2 или 4 уровней.
В случае переполнения очереди кадры приходится уничтожать. Другого решения тут нет. Да, можно использовать механизмы управления потоком, но они в Ethernet "уведомительные", и передатчик может их проигнорировать. С другой стороны, при управлении потоком блокируется входной порт, причем целиком. - и надо иметь серьезные аргументы для того, чтобы из-за переполнения очереди выходного порта целиком блокировать поступление кадров с входного порта (а если совсем правильно - то со всех входных портов, потому как на выходной порт следующий кадр может прийти с любого из входных портов, и разместить его уже будет негде) - тем самым "залипание" по выходу одного потока может привести к перекрестной блокировке всех остальных потоков, не связанных с ним. Можно, конечно, пытаться глубже анализировать трафик, использовать специальные механизмы и т.п. - но это уже не будет Layer 2 switch. Поэтому решение простое - убивать. По поводу, что именно убивать? Здесь написали про последний кадр или случайный кадр. Имхо, уничтожать надо самый "древний" кадр, который дольше всех "живет" в коммутаторе. По моему опыту, TCP в таком случае легче и гибче разруливает ситуацию, происходит меньше ретрансмиссий и быстрее настраивается интенсивность потока. Хотя, строгого статистического анализа на разных типах трафика и разных загрузках я не проводил.

3. Integrated - интегрированный. Весь коммутатор на одном чипе. В отличие, скажем, от брэндовых Cisco или 3Com, которые любят "размазывать" свои коммутаторы по чипсету: процессор, коммутирующая матрица, контроллеры интерфейсов. Хотя, слово integrated применительно к Ethernet switch controller может иногда означать еще два момента: 1. интегрированы трансиверы физического уровня PHY (Tx); 2. интегрирована буферная память пакетов в чип.

4. Multi-layer - значит, не просто layer 2 чип, т.е. коммутатор, а еще может анализировать и более высокиий уровни - маршрутизатор на уровне 3 (IP), обрабатывать транспортные протоколы уровня 4 (TCP) и т.д. В качестве примера приведу один интересный чип - ADM5120. С одной стороны, это коммутатор уровня 2, но наличие ядра MIPS и шины PCI позволяет строить на этом чипе действительно многоуровневые сетевые устройства - шлюзы, сетевые экраны, точки доступа и т.д.

5. Да, про aging еще скажу. Это действительно устаревание MAC-адресов в адресной таблице. Устаревают только динамические MAC-адреса, которым коммутатор обучился автоматически в процессе работы и анализа трафика. Рекомендованное время устаревания 300с. Эта цифра, да и сам термин более подробно освещен в стандарте IEEE 802.1D - фактическом стандарте на коммутаторы и мосты уровня 2.

Сообщение отредактировал scheme_ru - Jan 17 2006, 15:59