Реферат: Концентраторы

Многосегментные концентраторы нужны для создания разделяемых сегментов, состав которых может легко изменяться. Большинство многосегментных концент­раторов, например System 5000 компании Nortel Networks или PortSwitch Hub компании 3Com, позволяют выполнять операцию соединения порта с одной из внутренних шин чисто программным способом, например с помощью локального конфигурирования через консольный порт. В результате администратор сети мо­жет присоединять компьютеры пользователей к любым портам концентратора, а затем с помощью программы конфигурирования концентратора управлять соста­вом каждого сегмента. Если завтра сегмент 1 станет перегруженным, то его ком­пьютеры можно распределить между оставшимися сегментами концентратора.

Возможность многосегментного концентратора программно изменять связи пор­тов с внутренними шинами называется конфигурационной коммутацией (configuration switching)

ВНИМАНИЕ Конфигурационная коммутация не имеет ничего общего с коммутацией кадров, которую выполняют мосты и коммутаторы.

Многосегментные концентраторы — это программируемая основа больших се­тей. Для соединения сегментов между собой нужны устройства другого типа — мосты/коммутаторы или маршрутизаторы. Такое межсетевое устройство должно подключаться к нескольким портам многосегментного концентратора, подсоеди­ненным к разным внутренним шинам, и выполнять передачу кадров или пакетов между сегментами точно так же, как если бы они были образованы отдельными устройствами -концентраторами.

Для крупных сетей многосегментный концентратор играет роль интеллекту­ального кроссового шкафа, который выполняет новое соединение не за счет меха­нического перемещения вилки кабеля в новый порт, а за счет программного изменения внутренней конфигурации устройства.

Управление концентратором по протоколу SNMP

Как видно из описания дополнительных функций, многие из них требуют конфи­гурирования концентратора. Это конфигурирование может производиться локально, через интерфейс RS-232C, который имеется у любого концентратора, имеющего блок управления.. Кроме конфигурирования в большой сети очень полезна функция наблюдения за состоянием концентратора: работоспособен ли он, в каком со­стоянии находятся его порты.

При большом количестве концентраторов и других коммуникационных устройств в сети постоянное наблюдение за состоянием многочисленных портов и изменением их параметров становится очень обременительным занятием, если оно должно вы­полняться с помощью локального подключения терминала. Поэтому большинство концентраторов, поддерживающих интеллектуальные дополнительные функции, могут управляться централизованно по сети с помощью популярного протокола управления SNMP (Simple Network Management Protocol) из стека TCP/IP.

Рис. 4.11. Структура системы управления на основе протокола SNMP

В блок управления концентратором встраивается так называемый ЗКМР-агент. Этот агент собирает информацию о состоянии контролируемого устройства и хранит ее в так называемой базе данных управляющей информации — Management Information Base , MIB. Эта база данных имеет стандартную структуру, что позволяет одному из компьютеров сети, выполняющему роль центральной станции управления, запра­шивать у агента значения стандартных переменных базы MIB. В базе MIB хранятся не только данные о состоянии устройства, но и управляющая информация, воздей­ствующая на это устройство. Например, в MIB есть переменная, управляющая со­стоянием порта, имеющая значения «включить» и «выключить». Если станция управления меняет значение управляющей переменной, то агент должен выполнить это указание и воздействовать на устройство соответствующим образом, например выключить порт или изменить связь порта с внутренними шинами концентратора.

Взаимодействие между станцией управления (по-другому — менеджером системы управления) и встроенными в коммуникационные устройства агентами происходит по протоколу SNMP. Концентратор, который управляется по протоколу SNMP, должен поддерживать основные протоколы стека TCP/IP и иметь IP- и МАС-адреса. Точнее, эти адреса относятся к агенту концентратора. Поэтому администратор, который хочет воспользоваться преимуществами централизованного управления концентраторами по сети, должен знать стек протоколов ТСР/IР и сконфигурировать IР-адреса их агентов.

Конструктивное исполнение концентраторов

На конструктивное устройство концентраторов большое влияние оказывает их область применения. Концентраторы рабочих групп чаще всего выпускаются как устройства с фиксированным количеством портов, корпоративные концентраторы — как модульные устройства на основе шасси, а концентраторы отделов могут иметь стековую конструкцию. Такое деление не является жестким, и в качестве корпоративного концентратора может использоваться, например, модульный кон­центратор.

Концентратор с фиксированным количеством портов — это наиболее простое конструктивное исполнение, когда устройство представляет собой отдельный кор­пус со всеми необходимыми элементами (портами, органами индикации и управ­ления, блоком питания), и эти элементы заменять нельзя. Обычно все порты такого концентратора поддерживают одну среду передачи, общее количество портов изме­няется от 4-8 до 24. Один порт может быть специально выделен для подключения концентратора к магистрали сети или же для объединения концентраторов (в ка­честве такого порта часто используется порт с интерфейсом AUI, в этом случае применение соответствующего трансивера позволяет подключить концентратор к практически любой физической среде передачи данных).

Модульный концентратор выполняется в виде отдельных модулей с фиксиро­ванным количеством портов, устанавливаемых на общее шасси. Шасси имеет внут­реннюю шину для объединения отдельных модулей в единый повторитель. Часто такие концентраторы являются многосегментными, тогда в пределах одного мо­дульного концентратора работает несколько несвязанных между собой повторите­лей. Для модульного концентратора могут существовать различные типы модулей, отличающиеся количеством портов и типом поддерживаемой физической среды. Часто агент протокола SNMP выполняется в виде отдельного модуля, при установ­ке которого концентратор превращается в интеллектуальное устройство. Модуль­ные концентраторы позволяют более точно подобрать необходимую для конкретного применения конфигурацию концентратора, а также гибко и с минимальными за­тратами реагировать на изменения конфигурации сети.

Ввиду ответственной работы, которую выполняют корпоративные модульные концентраторы, они снабжаются модулем управления, системой терморегулирова­ния, избыточными источниками питания и возможностью замены модулей «на ходу».

Недостатком концентратора на основе шасси является высокая начальная сто­имость такого устройства для случая, когда предприятию на первом этапе созда­ния сети нужно установить всего 1-2 модуля. Высокая стоимость шасси вызвана тем, что оно поставляется вместе со всеми общими устройствами, такими как из­быточные источники питания и т. п. Поэтому для сетей средних размеров боль­шую популярность завоевали стековые концентраторы.

Стековый концентратор, как и концентратор с фиксированным числом портов, выполнен в виде отдельного корпуса без возможности замены отдельных его моду­лей. Типичный вид нескольких стековых концентраторов Ethernet показан на рис. 4.12. Однако стековыми эти концентраторы называются не потому, что они устанавливаются один на другой. Такая чисто конструктивная деталь вряд ли удо­стоилась бы особого внимания, так как установка нескольких устройств одинако­вых габаритных размеров в общую стойку практикуется очень давно. Стековые концентраторы имеют специальные порты и кабели для объединения нескольких таких корпусов в единый повторитель (рис. 4.13), который имеет общий блок повторения, обеспечивает общую ресинхронизацию сигналов для всех своих портов и поэтому с точки зрения правила 4-х хабов считается одним повторителем. Если стековые концентраторы имеют несколько внутренних шин, то при соеди­нении в стек эти шины объединяются и становятся общими для всех устройств стека. Число объединяемых в стек корпусов может быть достаточно большим (обыч­но до 8, но бывает и больше). Стековые концентраторы могут поддерживать раз­личные физические среды передачи, что делает их почти такими же гибкими, как и модульные концентраторы, но при этом стоимость этих устройств в расчете на один порт получается обычно ниже, так как сначала предприятие может купить одно устройство без избыточного шасси, а потом нарастить стек еще несколькими аналогичными устройствами.

Рис. 4.13. Объединение стековых концентраторов в единое устройство с помощью специальных разъемов на задней панели

Стековые концентраторы, выпускаемые одним производителем, выполняются в едином конструктивном стандарте, что позволяет легко устанавливать их друг на друга, образуя единое настольное устройство, или помещать их в общую стойку. Экономия при организации стека происходит еще и за счет единого для всех устройств стека модуля SNMP-управления (который вставляется в один из корпу­сов стека как дополнительный модуль), а также общего избыточного источника питания.

Модульно-стековые концентраторы представляют собой модульные концент­раторы, объединенные специальными связями в стек. Как правило, корпуса таких концентраторов рассчитаны на небольшое количество модулей (1-3). Эти концен­траторы сочетают достоинства концентраторов обоих типов.

Выводы

· От производительности сетевых адаптеров зависит производительность любой сложной сети, так как данные всегда проходят не только через коммутаторы и маршрутизаторы сети, но и через адаптеры компьютеров, а результирующая производительность последовательно соединенных устройств определяется про­изводительностью самого медленного устройства.

· Сетевые адаптеры характеризуются типом поддерживаемого протокола, производительностью, шиной компьютера, к которой они могут присоединяться, типом приемопередатчика, а также наличием собственного процессора, разгружающего центральный процессор компьютера от рутинной работы.

· Сетевые адаптеры для серверов обычно имеют собственный процессор, а клиент­ские сетевые адаптеры — нет.

· Современные адаптеры умеют адаптироваться к временным параметрам шины и оперативной памяти компьютера для повышения производительности обмена «сеть—компьютер».

· Концентраторы, кроме основной функции протокола (побитного повторения кадра на всех или последующем порту), всегда выполняют ряд полезных допол­нительных функций, определяемых производителем концентратора.

· Автосегментация — одна из важнейших дополнительных функций, с помощью которой концентратор отключает порт при обнаружении разнообразных про­блем с кабелем и конечным узлом, подключенным к данному порту.

· В число дополнительных функций входят функции защиты сети от несанкцио­нированного доступа, запрещающие подключение к концентратору компьюте­ров с неизвестными MAC-адресами, а также заполняющие нулями поля данных кадров, поступающих не к станции назначения.

· Стековые концентраторы сочетают преимущества модульных концентраторов и концентраторов с фиксированным количеством портов.

· Многосегментные концентраторы позволяют делить сеть на сегменты программ­ным способом, без физической перекоммутации устройств.

· Сложные концентраторы, выполняющие дополнительные функции, обычно могут управляться централизованно по сети по протоколу SNMP.