LAN commuté - Colonne du cercle informatique

Concepts de base

Tous les sites d'un réseau local commuté sont connectés à un concentrateur de commutation ou à un commutateur LAN. Les concentrateurs de commutation ou les commutateurs LAN ont des fonctions de commutation. Leurs caractéristiques sont les suivantes : tous les ports ne sont pas connectés en temps normal. Lorsque le poste de travail doit communiquer, le concentrateur de commutation ou le commutateur LAN peut se connecter à plusieurs ports en même temps, de sorte que chaque paire de ports puisse communiquer de manière exclusive. Le support transfère les données sans conflits et la connexion est déconnectée une fois la communication terminée. Étant donné que le support de communication commun est éliminé, chaque site utilise un lien indépendamment, il n'y a pas de problème de conflit et le taux de transmission de données moyen des utilisateurs peut être augmenté, c'est-à-dire que la capacité peut être étendue. Les avantages du LAN commuté : (1) Il adopte une structure de topologie en étoile, qui est facile à étendre, et la bande passante de chaque utilisateur n'est pas réduite en raison de l'augmentation des appareils interconnectés. (2) Étant donné que le support de communication commun est éliminé, chaque site utilise un lien indépendamment, il n'y a pas de problème de conflit et la vitesse moyenne de transmission des données des utilisateurs peut être améliorée. Le réseau local commuté est une topologie en étoile à la fois physiquement et logiquement, et plusieurs concentrateurs de commutation peuvent être connectés en série pour former une structure en étoile à plusieurs niveaux.

Fonctions principales

Fonctions du réseau local commuté : le réseau local commuté peut fournir aux utilisateurs certaines fonctions qui ne peuvent pas être réalisées par un réseau local partagé, notamment les aspects suivants :

< p>(1) Isolement des domaines de conflit En Ethernet partagé, l'algorithme CSMA/CD est utilisé pour le contrôle d'accès au support. Si deux stations ou plus détectent simultanément que le canal est inactif et qu'il y a des trames prêtes à être envoyées, elles entreront en collision. Un groupe de sites qui se disputent l'accès aux canaux est appelé domaine de collision. De toute évidence, les stations dans le même domaine de collision se disputent les canaux, ce qui entraînera des collisions et des ralentissements. Cependant, les stations dans différents domaines de conflit ne seront pas en concurrence pour le canal commun, et elles ne seront pas en conflit. Dans un réseau local commuté, chaque port de commutation correspond à un domaine de collision, et le port est la fin du domaine de collision. Étant donné que le commutateur a une fonction de commutation, il n'y aura pas de conflit entre les sites avec des ports différents. Si un seul site informatique est connecté à chaque port, il n'y aura aucun conflit entre les paires de sites. Si un port est connecté à un réseau local partagé, alors il y aura des conflits entre tous les sites sur le port, mais il n'y aura pas de conflits entre les sites sur ce port et les sites sur les autres ports du commutateur. Par conséquent, le commutateur isole le domaine de conflit de chaque port.

(2) Étendre la distance Le commutateur peut étendre la distance du LAN. Chaque port de commutateur peut être connecté à un réseau local différent. Par conséquent, chaque port peut atteindre la distance maximale requise par les différentes technologies LAN, quelle que soit la longueur du LAN connecté aux autres ports du commutateur.

(3) Augmenter la capacité totale Dans un réseau local partagé, la capacité est partagée par tous les périphériques d'accès. Dans un réseau local commuté, étant donné que chaque port du commutateur a une capacité dédiée, la capacité totale du réseau local commuté augmente avec le nombre de ports du commutateur. Par conséquent, la capacité de transmission de données fournie par le commutateur est beaucoup plus grande que celle du réseau local partagé.

(4) Flexibilité du débit de données Pour les réseaux locaux partagés, différents réseaux locaux utilisent des débits de données différents, mais tous les appareils connectés au même réseau local partagé doivent utiliser le même débit de données. Pour les réseaux locaux commutés, chaque port du commutateur peut utiliser des débits de données différents, de sorte que les sites peuvent être déployés à des débits de données différents, ce qui est très flexible.

Principes de base

Le dispositif central d'un LAN commuté est un commutateur LAN, qui peut établir plusieurs connexions simultanées entre ses multiples ports. Un réseau local commuté typique est un Ethernet commuté (switchedEthernet) et son composant principal est un commutateur Ethernet (Ethernetswitch). Le commutateur Ethernet peut avoir plusieurs ports, et chaque port peut être connecté individuellement à un nœud, ou il peut être connecté à un concentrateur Ethernet de type support partagé. 1. Classification des commutateurs LAN : Selon les différentes fonctions exécutées, les commutateurs LAN peuvent être divisés en deux types. (1) Commutation de couche 2 : exécute la fonction de pontage, qui transfère les données en fonction de l'adresse MAC. La vitesse de commutation est rapide, mais la fonction de contrôle est faible et il n'y a pas de fonction de routage. (2) Échange à trois couches : Il transmet les données en fonction de l'adresse IP et dispose d'une fonction de routage. La commutation de couche 3 est une combinaison organique de fonctions de commutation et de routage de couche 2.

Structure interne

La structure interne du commutateur détermine les performances du commutateur. Quatre structures internes principales sont utilisées.

(1) Structure de mémoire partagée : partagée La structure de mémoire est que la trame est directement transmise de la mémoire au port de sortie. Il n'est pas nécessaire d'utiliser la connexion de bus de fond de panier entre les modules. Le moteur de commutation central est utilisé pour fournir une connexion haute performance pour tous les ports. Le moteur de commutation central vérifie chaque paquet d'entrée pour déterminer l'itinéraire. . Cette méthode est facile à mettre en œuvre, mais nécessite une grande capacité mémoire et des coûts de gestion élevés. Et parce qu'il faut du temps pour accéder au stockage, il est impossible d'obtenir une commutation à vitesse filaire entre un grand nombre de ports, il est donc plus adapté aux petits commutateurs système.

(2) Structure de bus croisé : La structure de bus croisé établit une connexion point à point directe entre les ports, et chaque module est directement connecté à n'importe quel autre module. Chaque module gère lui-même le problème de connexion. Il n'y a pas besoin d'un module d'affichage central pour un contrôle centralisé. Cette structure convient à la transmission monopoint, et il existe certains problèmes avec la transmission multipoint.

(3) Structure de bus croisé hybride : La structure de bus croisé hybride est améliorée sur la base de la structure de bus croisé. Il divise la matrice de bus croisé intégrée en petites matrices croisées, qui sont connectées par un bus hautes performances. L'avantage est qu'il réduit le nombre de bus croisés, réduit les coûts et réduit les conflits de bus. Mais le bus reliant la matrice croisée peut être appelé un nouveau goulot d'étranglement des performances.

(4) Structure de bus en anneau : cette structure prend en charge jusqu'à 4 moteurs de commutation dans un anneau et permet l'interconnexion de matrices de commutation de différentes vitesses, et les anneaux sont connectés par des moteurs de commutation. Différente des structures précédentes, cette structure possède un bus de contrôle indépendant, qui est utilisé pour collecter l'état du bus, traiter le routage, contrôler le flux et nettoyer le bus de données. Le plus grand avantage de la structure de bus en anneau est sa forte capacité d'extension et son faible coût. Parce que la structure en anneau est utilisée, il est facile de collecter de la bande passante. Lorsque le nombre de ports augmente, la bande passante augmente en conséquence. De plus, il évite efficacement le goulot d'étranglement du bus causé par l'extension du système.

Méthode d'échange

Généralement, l'échange réalise principalement l'échange à travers les 4 méthodes suivantes.

(1) Direct : dans ce mode, le commutateur n'a besoin de connaître que l'adresse MAC de destination de la trame pour transmettre avec succès la trame à la destination. Une fois que le commutateur a lu suffisamment d'informations dans la trame et peut identifier l'adresse de destination, il enverra immédiatement la trame au port de destination. L'avantage du type direct est que puisqu'aucun stockage n'est requis, le délai est très faible et l'échange est très rapide. Mais l'inconvénient est que parce qu'il n'y a pas de mémoire tampon, le contenu du paquet de données n'est pas enregistré par le commutateur Ethernet, il est donc impossible de vérifier si le paquet de données transmis est erroné, il ne peut pas fournir de capacité de détection d'erreur, et c'est facile de perdre des paquets.

(2) Store-and-forward : la méthode de stockage et de transfert consiste à stocker d'abord le paquet de données du port d'entrée, puis à effectuer un contrôle CRC, puis à extraire l'adresse de destination du paquet de données après avoir traité le paquet d'erreur. , et trouvez l'adresse MAC La table est convertie en un port de sortie pour envoyer des paquets. Étant donné que cette méthode peut effectuer une détection d'erreur sur les paquets de données entrant dans le commutateur et réduire considérablement les trames invalides dans le réseau, elle peut effectivement améliorer les performances du réseau. Mais l'inconvénient est que le délai de traitement des données est important en raison de la nécessité de stocker et de transmettre. Cependant, avec la diminution de l'ASIC et l'augmentation de la vitesse du processeur, de nombreux nouveaux commutateurs peuvent effectuer l'inspection complète de la trame en peu de temps. Cette méthode d'échange est donc largement utilisée.

(3) Isolation des fragments : L'isolation des fragments est une combinaison des deux technologies ci-dessus. Il vérifie si la longueur du paquet de données est suffisante pour 64B, si elle est inférieure à cette valeur, cela signifie qu'il s'agit d'un faux paquet, puis rejetez le paquet ; si elle est supérieure à cette valeur, alors envoyez le paquet. Cette méthode ne permet pas non plus de vérifier les données. Sa vitesse de traitement des données est plus rapide que le store-and-forward, mais plus lente que le straight-through.

Switched LAN

(4) Mode de commutation intelligent : Le mode de commutation intelligent combine les avantages du direct et du store-and-forward. Dans la mesure du possible, le commutateur adopte toujours le mode pass-through, mais une fois que le taux d'erreur du réseau dépasse le seuil prédéfini, le commutateur adoptera le mode store-and-forward. Lorsque le taux d'erreurs du réseau diminue, le mode pass-through est redémarré.

Caractéristiques techniques

1. Faible délai de commutation C'est la principale caractéristique du commutateur LAN. Du point de vue de l'ampleur du temps de retard de transmission, si le commutateur LAN est de plusieurs dizaines de µs, alors le pont est de quelques centaines de µs et le routeur de plusieurs milliers de µs.

2. Prend en charge différents taux de transmission et modes de fonctionnement. Les ports du commutateur LAN peuvent être conçus pour prendre en charge différents débits de transmission, tels que les ports prenant en charge 10 Mb/s, les ports prenant en charge 100 Mb/s et ceux prenant en charge 100 Mb/s. Port. Dans le même temps, le port peut également être conçu pour prendre en charge deux modes de fonctionnement, semi-duplex et duplex intégral.

3. Prise en charge du service de réseau local virtuel Le réseau local commuté est la base du réseau local virtuel, les commutateurs Ethernet peuvent essentiellement prendre en charge le service de réseau local virtuel.

LAN en duplex intégral

Concept

1. Le concept de réseau local en duplex intégral Tous les réseaux locaux partagés sont en semi-duplex, c'est-à-dire que le canal est dans n'importe quel Les données ne peuvent être transmises que dans un sens à la fois, en envoyant ou en recevant des données, pas les deux. Étant donné que tous les utilisateurs d'un réseau local partagé reposent sur un seul support partagé, il est techniquement impossible d'envoyer et de recevoir des données en même temps. Chaque site d'un réseau local en duplex intégral peut envoyer et recevoir des données en même temps, une paire de fils est utilisée pour envoyer des données et l'autre paire de fils est utilisée pour recevoir des données. La technologie de commutation est une condition préalable nécessaire à l'Ethernet en duplex intégral, car le duplex intégral nécessite une connexion point à point avec seulement deux stations. Mais une chose à noter est que le réseau local commuté n'est pas automatiquement un fonctionnement en duplex intégral. Ce n'est que lorsqu'un port duplex intégral est défini dans le commutateur et que certaines améliorations correspondantes sont apportées que le réseau local commuté est un réseau local duplex intégral.

Avantages

2. Les avantages d'un réseau local en duplex intégral dus à la transmission et à la réception simultanées, qui peuvent théoriquement doubler la vitesse de transmission. Par exemple, le débit de liaison d'une paire torsadée 10BASE-T qui fonctionne en mode duplex intégral peut atteindre 20 Mbit/s. La longueur du segment de réseau n'est plus limitée par les exigences de synchronisation du réseau local semi-duplex à support partagé, elle n'est limitée que par la capacité de transmission de signal du système de support lui-même. Par exemple, en mode semi-duplex, la longueur du segment de réseau à fibre optique 100BASE-FX est limitée à 412 m, tandis que la longueur du même système multimédia en mode duplex intégral peut atteindre 2000 m. 3. La norme LAN en duplex intégral IEEE et la norme LAN en duplex intégral 802.3x ont été formellement formulées en mars 1997. La norme spécifie l'utilisation d'un fonctionnement en duplex intégral et d'un mécanisme de contrôle de flux en duplex intégral. La norme IEEE802.3x stipule que le fonctionnement en duplex intégral doit répondre aux exigences suivantes : le support physique doit prendre en charge la transmission et la réception simultanées de signaux sans interférence ; une liaison point à point en duplex intégral doit relier deux sites ; les deux sites sur le réseau local peuvent et ont Configure pour utiliser le mode duplex intégral. Cela signifie que deux interfaces LAN doivent pouvoir envoyer et recevoir des trames en même temps.

Réseau local virtuel

Concept

Le VLAN est à peu près équivalent à un domaine de diffusion, c'est-à-dire que le VLAN simule un groupe de terminaux, bien qu'ils soient situés dans différents segments de réseau physique Cependant, ils ne sont pas limités par leur emplacement physique et ils communiquent entre eux comme s'ils étaient dans le même réseau local. Le VLAN est dérivé du concept de réseau local traditionnel, qui est fondamentalement le même que le réseau local traditionnel en termes de fonction et de fonctionnement, et fournit l'interconnexion et la transmission de données de systèmes terminaux dans une certaine plage. La principale différence entre celui-ci et le réseau local traditionnel est le mot "virtuel", c'est-à-dire que la composition du réseau est différente de celle du réseau local traditionnel, ce qui entraîne également une différence de performances.

Classification

(1) Port VLAN, le port VLAN est divisé en VLAN de définition de port de commutateur unique et VLAN de définition de port multi-commutateur. (2) MAC VLAN, un VLAN défini sur la base de MAC peut être considéré comme un VLAN basé sur l'utilisateur. Ce type de VLAN nécessite que tous les utilisateurs soient configurés dans au moins un VLAN au stade initial. La configuration initiale est effectuée manuellement, puis les utilisateurs peuvent être automatiquement suivis.

Principaux avantages

(1) Réduisez les coûts de déplacement et de changement des postes de travail. (2) Le VLAN et la technologie de commutation font que chaque segment de réseau contient moins d'utilisateurs, tandis que le domaine de diffusion s'est étendu à 1000 utilisateurs ou plus.

Technologie de mise en réseau

1. Réseau de commutation au niveau du groupe : un groupe typique, vous pouvez utiliser un commutateur Ethernet de base à 10 mbit/s, avec quelques ports de 100 mbit/s, et un ou plusieurs serveurs de fichiers locaux sont connectés, 2. Réseau de commutation au niveau du département : plusieurs groupes les réseaux de commutation sont combinés pour former un réseau de commutation de niveau département, qui est généralement un réseau de commutation à deux niveaux. Les commutateurs de premier niveau ou de niveau inférieur prennent spécifiquement en charge des groupes spécifiques, y compris les serveurs locaux. Un ou plusieurs commutateurs au niveau supérieur sont utilisés pour connecter les serveurs de département du commutateur de groupe. L'accès des utilisateurs du groupe aux serveurs départementaux doit traverser la frontière du groupe, c'est-à-dire via le commutateur principal. 3. Réseau de commutation au niveau de l'entreprise : si vous devez utiliser des routeurs pour connecter des départements géographiquement dispersés sur les commutateurs au niveau du département, un réseau de commutation au niveau de l'entreprise est formé.

Technologie de mise en réseau Réseau de commutation au niveau du groupe : Un groupe type peut utiliser un commutateur Ethernet 10 Mbit/s de base avec des ports 100 Mbit/s pouvant être connectés à un ou plusieurs serveurs de fichiers locaux. 2. Réseau de commutation au niveau du département : Plusieurs réseaux de commutation de groupe sont combinés pour former un réseau de commutation au niveau du département, qui est généralement un réseau de commutation à deux niveaux. Les commutateurs de premier niveau ou de niveau inférieur prennent spécifiquement en charge des groupes spécifiques, y compris les serveurs locaux. Un ou plusieurs commutateurs au niveau supérieur sont utilisés pour connecter les serveurs de département du commutateur de groupe. L'accès des utilisateurs du groupe aux serveurs départementaux doit traverser la frontière du groupe, c'est-à-dire via le commutateur principal. 3. Réseau de commutation au niveau de l'entreprise : si vous devez utiliser des routeurs pour connecter des services géographiquement dispersés sur des commutateurs au niveau du service, un réseau de commutation au niveau de l'entreprise est formé.

Architecture

1 Les grands réseaux locaux sont toujours connectés par plusieurs réseaux locaux via divers dispositifs d'interconnexion de réseau, tels que des ponts, des routeurs ou des commutateurs. Étant donné que les exigences croissantes de bande passante LAN doivent être inférieures à la limite de bande passante fixe de 10 Mbps ou 16 Mbps d'Ethernet ou Token Ring, le nombre de segments LAN différents dans une conception LAN typique augmente rapidement. Le réseau local commuté, en tant que technologie pouvant augmenter la capacité du réseau local en ajoutant des segments de réseau, a rapidement établi sa propre position. En effet, le commutateur LAN peut fournir des services de transmission de messages de haute qualité dans plusieurs segments de réseau à moindre coût. C'est exactement comme les routeurs dans le passé, car les dispositifs d'interconnexion reliant les segments LAN ont largement remplacé les ponts d'interconnexion, et les commutateurs LAN ont tendance à remplacer les routeurs dans les LAN.

Le rôle du routage dans un LAN commuté : Avant de comprendre les rôles respectifs de la commutation et du routage dans un LAN, vous devez d'abord comprendre la différence entre ces deux technologies. Les commutateurs LAN sont un peu comme des ponts. Généralement, ils interconnectent les mêmes types de segments LAN, tels que tous les segments Ethernet ou segments Token Ring. Ils transmettent les informations de manière transparente entre les ports. Prenons l'exemple du réseau Token Ring, en utilisant le routage source. Les commutateurs transparents sont invisibles pour les stations d'extrémité. Ils apprennent en vérifiant tous les paquets d'informations transmis à leurs ports dans le segment LAN, connaissant ainsi l'emplacement de chaque station, et en fonction de l'adresse réseau de destination dans chaque paquet d'informations. Le paquet est envoyé au port approprié. Cela signifie également que leur fonctionnement est indépendant du protocole de communication avec la station d'extrémité, qu'il s'agisse du protocole TCP/IP, ou du protocole NovellIPX, NETBIOS ou SNA d'IBM. Le commutateur de routage source du réseau en anneau à jeton est différent du commutateur transparent uniquement en ce que le commutateur de routage source envoie le paquet d'informations au port correspondant sur la base des informations insérées dans chaque paquet d'informations par la station d'extrémité, qui est également indépendante. le protocole réseau sous-jacent.

Mais dans certains cas, les commutateurs peuvent être utilisés pour interconnecter différents types de réseaux locaux. Par exemple, certains commutateurs peuvent interconnecter des réseaux fédérateurs FDDI et des segments Ethernet. Dans ce cas, le commutateur effectue simplement un travail de conversion simple entre les trames Ethernet et FDDI, suivant ainsi le principe de transparence de la station opposée. D'autre part, les routeurs sont conçus pour avoir la capacité de transmettre n'importe quel type de paquet d'informations réseau vers n'importe quel autre type de réseau, et ils sont opaques pour la station d'extrémité : en effet, lorsqu'une station d'extrémité Ethernet veut que la station de l'autre extrémité du routeur Lors de la communication, il ne s'adresse qu'au routeur correspondant, pas au site de destination. Lorsqu'un routeur reçoit un paquet destiné à un autre segment de réseau d'un segment Ethernet, le routeur retire l'en-tête du paquet, vérifie l'adresse de destination dans l'en-tête, puis interroge la table correspondante en fonction des informations pour déterminer la destination. site est situé dans un segment LAN directement connecté, sinon, le paquet d'informations doit être envoyé à un autre routeur. Après avoir pris la décision correspondante, le routeur ajoutera un nouvel en-tête au paquet d'informations et l'enverra.

Afin de déterminer vers quel port le paquet d'informations est transféré, les routeurs doivent maintenir des tables de recherche complexes. Ces tables sont construites par chaque routeur coopérant avec d'autres routeurs du réseau. Ces routeurs passent par là. Les informations sur l'état du routage du réseau, les protocoles et les processus impliqués dans la sélection du routage sont compliqués, nécessitent beaucoup de calculs et occupent de la mémoire. Dans l'ensemble, la différence la plus significative entre la commutation et le routage dans un réseau local est qu'il nécessite un traitement beaucoup plus compliqué pour que les paquets d'informations passent par un routeur que par un commutateur. Par conséquent, sous le principe d'atteindre le même niveau de performance, le coût du routeur est beaucoup plus élevé que celui du commutateur, et il faut moins de temps pour qu'un paquet passe par le commutateur que par le routeur, donc le commutateur fournit un délai plus court; mais d'un autre côté, la puissance de traitement du routeur peut être utilisée pour fournir un plus grand degré de contrôle que le commutateur.

Objectifs de conception de réseau

1. Obtenez une puissance de traitement plus élevée à un coût raisonnable. 2. Réduisez le délai de bout en bout. 3. Il a la flexibilité d'ajuster le mode de communication. 4. Facile à configurer et à installer. 5. Minimiser la charge de gestion. 6. La technologie de commutation de contrôle efficace pour l'accès aux ressources du réseau est la technologie dominante, et la conception du réseau local où la technologie de routage joue un rôle important mais plus petit peut mieux répondre à la plupart des objectifs de conception ci-dessus. Un pourcentage élevé de technologies de commutation dans ce mélange est généralement satisfaisant car les technologies de commutation peuvent fournir de meilleures capacités de traitement des communications à un coût inférieur à celui des technologies de routage, et les commutateurs sont plus faciles à installer, configurer et gérer.

Le rôle du routage dans les réseaux locaux commutés. Dans les réseaux locaux commutés, il y a principalement quatre fonctions de base exécutées par les routeurs. Une compréhension claire de ceux-ci aidera à comprendre que le routage est dans les réseaux locaux commutés. Ces quatre fonctions sont les suivantes : 1. Divisez le réseau local commuté en plusieurs domaines de diffusion et connectez ces domaines ensemble. 2. La transmission de paquets d'informations entre différents sous-réseaux. 3. En tant que technologie d'interconnexion de différents réseaux locaux. 4. Fournir un mécanisme d'accès sécurisé aux ressources sur le réseau local. Bien entendu, le routeur effectue plus que ces fonctions. Lors de la connexion du réseau local au réseau étendu, le routeur entreprend la conversion de nombreux protocoles, tels que du protocole de réseau local au protocole point à point (PPP) pour une connexion de ligne dédiée ou de ligne téléphonique, ou de trame relais.

(1) Divisez le réseau local commuté en plusieurs domaines de diffusion. Certaines technologies LAN (telles qu'Ethernet et Token Ring) permettent à n'importe quel site d'envoyer un paquet à tous les autres sites du LAN. Cette capacité est également appelée diffusion. Presque tous les protocoles réseau du réseau local utilisent la diffusion pour réaliser le mécanisme de fonctionnement et de gestion. Par exemple, permettre au client de localiser le serveur, permettre la diffusion d'informations sur les ressources réseau disponibles, etc. De manière générale, plus il y a de sites connectés au même réseau local, plus le trafic de diffusion généré est important. Cette situation est toujours vraie pour les réseaux locaux à grande échelle formés en connectant plusieurs segments de réseau local via des ponts ou des commutateurs.

(2) La quantité de trafic de diffusion dans un réseau local n'est pas seulement déterminée par le nombre de sites connectés au réseau local, mais également affectée par de nombreux autres facteurs, tels que le nombre de serveurs et de routeurs sur le réseau local . Le nombre, le type de protocole utilisé, la fréquence à laquelle l'utilisateur lance et termine l'application réseau, etc. En même temps, les caractéristiques de diffusion observables dans le réseau token ring sont différentes de celles d'Ethernet, car le token ring network utilise une trame de détection de route source (SourceRouteEXPloreFrames), qui fera face à plusieurs routes lors du passage à travers un réseau ponté. Le choix se copiera. Étant donné que de nombreux facteurs affectent le trafic de diffusion LAN, il est difficile de donner un indice de mesure général. Cependant, la mesure réelle du réseau montre que même un pont ou un commutateur commun est utilisé pour connecter un réseau local avec des centaines voire des milliers de nœuds.

Le volume moyen des communications diffusées ne dépasse généralement pas 10 à 30 paquets d'informations par seconde, et il n'y a que 100 à 150 paquets d'informations par seconde pendant la période de pointe occasionnelle. Et 30 paquets de diffusion par seconde signifient qu'ils occupent environ deux millièmes et demi du canal Ethernet (nous supposons ici que la longueur moyenne des paquets de diffusion est de 100 octets). Par conséquent, l'impact du flux de diffusion sur les performances de l'ensemble du réseau est négligeable. Bien que le flux de diffusion sur le LAN ait peu d'effet sur les performances du réseau, la même situation ne s'applique pas aux connexions WAN. Dans ce cas, le flux de communication de diffusion occupera une partie considérable de la précieuse bande passante WAN, et le routeur joue un rôle dans la minimisation de l'impact de la communication de diffusion dans cet environnement. La tendance actuelle dans les types et l'utilisation des protocoles réseau et des logiciels est la suivante : tendent à réduire le trafic de communication de diffusion dans le réseau local.

(3) Broadcast Storm (BroadcastStorm) Les administrateurs système ayant de nombreuses années d'expérience en gestion de réseau peuvent être au courant des tempêtes de diffusion. Dans un grand réseau, un flux de communication de diffusion de haut niveau peut bombarder temporairement une certaine partie du réseau, faisant perdre au site sa connexion avec le serveur, donc lorsque ces sites tentent de rétablir leur connexion, cela déclenche davantage de flux de communication de diffusion, provoquant ainsi L'effet d'entraînement est la tempête de diffusion. Finalement, le flux de trafic de diffusion en croissance rapide inondera l'ensemble du réseau et paralysera l'ensemble du réseau. Le routeur peut bien résoudre le problème de la tempête de diffusion. Le paquet de diffusion envoyé par le client pour trouver le serveur est intercepté au niveau du routeur. Transfert de transfert par le routeur. Par conséquent, le routeur fournit un type de pare-feu pour les paquets de diffusion. Cela supprime la réaction en chaîne qui peut déclencher une tempête de diffusion. La crainte des tempêtes de diffusion a fait du routeur le centre de la conception du réseau local. Plus tard, nous expliquerons la structure du réseau centrée sur le routeur. Sans aucun doute, dans les grands réseaux locaux interconnectés par des ponts, les tempêtes de diffusion peuvent entraîner de graves pertes de service réseau. Cependant, l'émergence de ce problème est principalement due à trois faits qui n'ont pas été suffisamment pris en compte jusqu'à présent :

L'utilisation de ponts distants pour connecter des points de réseau externes via des lignes dédiées à bas débit. Ce pont LAN distant d'origine a peu ou pas de capacités de filtrage de paquets de diffusion. Par conséquent, le trafic de communication de diffusion qui occupait à l'origine une bande passante négligeable dans l'Ethernet 10 Mbps pourrait bientôt bombarder la ligne 64 Kbps. Le résultat de la perte de connexions entre les sites peut facilement déclencher une tempête de diffusion. En pratique, les routeurs sont souvent utilisés pour prendre en charge les lignes à faible vitesse pour se connecter à des sites distants, et les routeurs sont utilisés pour empêcher les lignes distantes d'être bombardées par des paquets de diffusion. Les caractéristiques lorsque la station d'extrémité implémente la pile de protocoles IP sont également susceptibles de provoquer une tempête de diffusion. De nombreuses premières façons d'implémenter la pile de protocoles IP sont décrites dans les informations sur IP, qui peuvent toutes provoquer une tempête de diffusion. Par exemple, dans la première version de Berkeley UNIX, le site continuera à transmettre un paquet avec une mauvaise adresse IP, et le site peut envoyer des messages d'erreur ICMP pour des paquets de diffusion spécifiques. La version actuelle de l'implémentation IP a éliminé ce problème.

Mauvaise mise en œuvre de l'interface réseau et de la pile de protocoles de la station d'extrémité. Pour des raisons historiques, une puissance de traitement insuffisante, une mémoire tampon insuffisante et une mise en œuvre logicielle immature de la pile de protocoles ont entraîné une sensibilité excessive au flux de communication de diffusion dans le réseau local. Si, dans le cas d'un trafic de diffusion de niveau relativement bas, l'interface LAN devient encombrée, la connexion peut être perdue et les efforts du site pour rétablir la connexion forment les conditions qui déclenchent une tempête de diffusion. Après plus de dix ans de développement technologique, l'interface LAN peut gérer des flux de diffusion très élevés. La limite inférieure du flux de communication pouvant provoquer une tempête de diffusion a également beaucoup augmenté. Dans l'ensemble, le risque de tempêtes de diffusion dans les réseaux locaux commutés est grandement exagéré. Si l'attention modérée est portée sur la meilleure façon de configurer le réseau local commuté, il n'y a aucune raison pour qu'un grand réseau local avec des milliers de nœuds ne puisse pas être construit, et il présente toujours les avantages d'une bonne performance de coût et d'une évolutivité.

(4) Transmission de paquets d'informations entre sous-réseaux. Un grand nombre de protocoles réseau appliqués tels que IP, IPX et NetBIOS fournissent une structure d'adressage de couche réseau indépendante de la transmission LAN sous-jacente. IP et IPX sont tous deux des protocoles adressables. En d'autres termes, ils implémentent un schéma d'adressage hiérarchique et utilisent Tathagata pour identifier tous les hôtes du réseau. NetBIOS est un protocole non adressable, car l'hôte du réseau l'identifie simplement avec un nom sans structure hiérarchique. La structure d'adressage du protocole réseau est d'une grande importance pour la conception des réseaux locaux commutés. En raison de la nature hiérarchique des adresses réseau, les hôtes réseau doivent être divisés en plusieurs groupes et les hôtes de chaque groupe ont le même numéro d'identification réseau. La façon dont un hôte d'un certain groupe veut communiquer avec un hôte d'un autre groupe est d'envoyer le paquet d'informations au routeur, et le routeur le transmettra.

Équipement de commutation

L'équipement de commutation de réseau fait référence à l'équipement qui utilise la technologie de commutation de réseau. Selon différents modes de commutation de réseau, l'équipement de commutation peut être divisé en : mode de commutation de circuit, mode datagramme de stockage, mode datagramme paquet, mode circuit virtuel et mode de commutation ATM.