В качестве примера модульного коммутатора можно привести коммутаторы Catalyst восьми-, шести-, пяти- и четырехтысячной серий производства Cisco Systems.

Управление трафиком

Когда сеть начинает разрастаться, либо если ЛВС изначально имеет сложную структуру, то становится возможным выделить независимые подразделения, которые практически не общаются друг с другом. При этом компьютеры каждого подразделения транслируют в сеть свои широковещательные пакеты, т.к. имеется единый домен широковещания (broadcast domain). Естественно, что это не может не оказать влияния на производительность сети, поскольку любой, даже столь незначительный трафик приводит к увеличению нагрузки, а соответственно, и к падению общей пропускной способности. Помимо служебного трафика, существует еще и ошибочный трафик – пакеты, хотя и доставленные адресатам, но копии которых все еще находятся в сети.

Естественным было бы желание разбить ЛВС на логические фрагменты согласно циркуляции трафика. При этом компьютеры, принадлежащие к одному отделу, попадали бы в одну функциональную подгруппу. Такой эффект может быть получен как минимум двумя способами: физическим разделением сети с использованием маршрутизаторов и логическим разделением посредством технологии виртуальных ЛВС.

Особого внимания заслуживает технология виртуальных сетей, благодаря которой можно, не прибегая к использованию дополнительного дорогостоящего оборудования, повысить производительность сети, облегчить процесс администрирования сети, повысить степень контроля за передаваемым по сети трафиком.

STP (протокол охватывающего дерева)

Впервые протокол охватывающего дерева был предложен компанией Digital Equipment Corporation (DEC), которая позднее была куплена и стала частью Compaq, компании, ставшей, в свою очередь, элементом такого гиганта, как HP.

Несколько позднее комитет IEEE выпустил собственную версию протокола STP, получившую название 802.1d. В настоящее время обе версии STP совместимы и поддерживаются всеми коммутаторами Cisco.

Основной задачей STP является предотвращение возникновения в сети петель канального уровня (на уровне мостов и коммутаторов). Службы протокола непрерывно инспектируют ЛВС, находя при этом все существующие связи и переводя избыточные связи в пассивное состояние.

Процедура избавления от избыточных связей основана на выборе «корневого моста». При этом в сети может быть только один «корневой мост». Порты корневого моста называются назначенными портами и функционируют в так называемом передающем режиме: они способны передавать и принимать трафик.

Все остальные коммутаторы в сети являются некорневыми. Часть портов некорневых коммутаторов является корневыми портами (это определяется затратностью порта, что, в свою очередь, зависит от пропускной способности образуемой связи с корневым мостом), которая также находится в передающем режиме. Остальные порты находятся в выключенном состоянии. Такой режим работы называется блокированным.

Рисунок 6. Работа STP-протокола

Определение «корневого моста»

Коммутаторы, поддерживающие STP, обмениваются информацией, называемой Блоки Данных Протокола Моста (Bridge Protocol Data Units, BPDU). Блоки BPDU передаются посредством многоадресной рассылки и содержат конфигурационную информацию.

Для определения корневого моста и корневых портов используется идентификатор моста (коммутатора). Этот идентификатор записывается в 8 байтах и содержит приоритет устройства и его MAC-адрес. По умолчанию приоритет всех устройств, выполняющих STP 802.1d, равен 32768. Если приоритеты обоих коммутаторов равны, затем сравниваются их MAC-адреса. В качестве корневого моста выбирается устройство с наиболее низким приоритетом. Стоит также помнить, что BPDU передаются по сети каждые 2 секунды (если не назначен иной интервал оповещения).

Определение «выбранного порта»

Чтобы определить порты, которые будут использованы для сообщения с корневым мостом, необходимо для начала рассчитать стоимости путей. Протокол вычисляет стоимости путей на основе пропускных способностей проходимых каналов согласно приводимой ниже таблице:

Таблица 1. Типовые стоимости для различных сетей Ethernet