Принцип работы коммутаторов второго уровня

Если рассмотреть свойства модели OSI на втором уровне и прочитать классическое определение, то можно понять, что данный уровень получил основную долю коммутационных действий.

Канальный уровень (формально он имеет название информационно-канального уровня) решает вопросы надежного транзита всех данных по физическому каналу. Для канального уровня характерно решение проблем физической адресации (не путать с сетевой и логической адресацией), управления топологией сети, линейной дисциплины (как можно использовать конечному клиенту данный сетевой канал), сообщений о неисправностях в канале, качественной доставки пакетов данных и упорядоченного управления потоками информации.

Канальный уровень в модели OSI своей функциональностью создает эффективную платформу для некоторых современных технологий. Тот факт, что производители и по сей день разрабатывают устройств под второй уровень коммутации, говорит и об актуальности, и надежности такого решения.

В коммутаторе передача данных проходит по нескольким параллельным каналам с максимальной скоростью, которая ограничивается лишь пропускной "скоростью провода", точнее – спецификацией протокола сети. Такой эффект достигается благодаря тому, что коммутатор имеет большое количество центров передачи и обработки кадров и работы с шинами передачи данных.

Рассматривая технологически коммутатор локальных сетей можно отметить, что это – специальное устройство, основным назначением которого является значительное увеличение скорости передачи данных при помощи привлечения к процессу параллельных потоков между различными узлами общей сети. Этим устройство и отличается от "стандартных" Hub-концентраторов, которые могут для всех потоков в сети отдать лишь один канал для передачи данных – оно позволяет "раздать" информацию в несколько раз быстрее благодаря передаче по нескольким каналам.

Локальные сетевые коммутаторы с классической (с 90-х годов) конструкцией работают только по модели OSI второго уровня. В них применяется архитектура параллельного продвижения кадров канальных протоколов - это позволяет достичь наибольшей производительности сети. Основной принцип работы заложен в стандартах IEEE 802.1H и 801.D, где разъясняется алгоритм работы моста. К тому же в коммутаторах 2 уровня заложено множество новых функций, часть которых можно найти в редакции стандарта 802.1D-1998, а другая часть еще не прошла обширную стандартизацию.

ЛВС коммутаторы очень различаются по своему функционалу, и, как результат - разброс цен на такие устройства также обширен. Например, 1 порт может стоить от 50 до 1000 долларов в зависимости от используемых технологий. В чем же причина таких огромных перепадов? Дело в том, что коммутаторы ЛВС используются для решения задач на различных уровнях:

- Коммутаторы высшего класса обеспечат качественную передачу данных и имеют высокую производительность. Кроме плотности портов такие коммутаторы отличаются обширной системой управления данными. Они позволяют обслуживать целые магистрали связи, не теряя скорости передачи данных.

- Низкоклассные коммутаторы обычно не могут похвастать обилием портов и обширным функционалом управления. Их лучше всего использовать в небольших локальных сетях, чтобы не перегружать их большим количеством данных.

Также одним из основных различий является архитектура коммутатора. Работа современных коммутаторов основана на контроллерах ASIC, чье устройство и нормальная работа с другими модулями ЛВС коммутатора играет важнейшую роль. В свою очередь, ASIC контроллеры можно условно разделить на два класса - это ASIC обширного действия, которые могут работать с огромным количеством портов, и ASIC малого действия, которые могут обслужить лишь несколько портов и объединяются в матрицы для последующего коммутирования.