Előadások tanfolyam a hálózati technológiákról. Modern switchek képességei virtuális hálózatok szervezésére

Ha belegondolunk a virtuális hálózatok működésébe, eszünkbe jut az a gondolat, hogy nem a küldő gépről van szó, hanem magáról a VLAN keretről. Ha lenne valamilyen mód a VLAN azonosítására a keretfejléc alapján, akkor nem kellene megnézni a tartalmát. Az új tHna 802.11 vagy 802.16 hálózatokon legalábbis teljesen lehetséges lenne egy speciális fejlécmező hozzáadása. Valójában a 802.16 szabvány keretazonosítója csak valami ilyesmi. De mi a teendő az Ethernettel - a domináns hálózattal, amely nem rendelkezik olyan „tartalék” mezőkkel, amelyeket a virtuális hálózati azonosítónak lehetne adni? Az IEEE 802 bizottság 1995-ben foglalkozott ezzel a kérdéssel. Hosszas vita után megtörtént a lehetetlen – megváltozott az Ethernet keretfejléc formátuma!? Új formátum 802.1Q néven jelent meg 1998-ban. A keret fejlécébe egy VLAN jelző került be, amit most röviden megnézünk. Nyilvánvaló, hogy a már létrehozott dolgokon, például az Etherneten, valamilyen nem triviális módon kell módosítani. Például a következő kérdések merülnek fel:

• 1. És akkor most a kukába kell dobnunk több millió meglévő Ethernet hálózati kártyát?
• 2. Ha nem, akkor ki generál új keretmezőket?
• 3. Mi lesz a már meglévő keretekkel maximális méret?

Természetesen ezek a kérdések a 802-es bizottságot is foglalkoztatták, és mindennek ellenére megoldás született.

Az ötlet az, hogy a VLAN-mezőket valójában csak hidak és kapcsolók használják, a felhasználói gépek nem. Tehát, mondjuk, a hálózat nem nagyon foglalkozik a jelenlétükkel a végállomásokról érkező csatornákban, amíg a keretek el nem érik a hidakat vagy a kapcsolókat. Tehát ahhoz, hogy a virtuális hálózatokkal dolgozni lehessen, a hidaknak és a switcheknek tudniuk kell létezésükről, de ez a követelmény már egyértelmű. Most még egy követelményt támasztunk: tudniuk kell a 802.1Q létezéséről. A megfelelő berendezéseket már gyártják. Ami a régi hálózati és Ethernet kártyákat illeti, ezeket nem kell kidobni. A 802.3 bizottság nem tudta rávenni az embereket, hogy a Típus mezőt Hossz mezőre módosítsák. El tudja képzelni, mi lenne a reakció, ha valaki azt mondaná, hogy az összes létező Ethernet-kártyát ki lehet dobni? Azonban új modellek jelennek meg a piacon, és a remények szerint mostantól 802.1Ј)-kompatibilisek lesznek, és megfelelően tudják majd kitölteni a virtuális hálózat azonosító mezőit.

Ha a feladó nem generálja a virtuális hálózat attribútummezőjét, akkor ki csinálja? A válasz: a virtuális hálózati kereteket feldolgozó első híd vagy kapcsoló beszúrja ezt a mezőt, az utolsó pedig kivágja. De honnan tudja, hogy melyik virtuális hálózatra kell átvinni? helyi hálózati útválasztó forgalom

Ehhez a VLAN mezőt elsőként beszúró eszköz virtuális hálózati számot tud rendelni a porthoz, elemezni a MAC-címet, vagy (persze Isten ments) kémkedni az adatmező tartalmát. Amíg mindenki át nem vált 802.1Q kompatibilis Ethernet kártyákra, pontosan ez lesz a helyzet. Remélhetőleg minden Gigabit Ethernet hálózati kártya a gyártás kezdetétől fogva megfelel a 802.1Q szabványnak, így minden Gigabit Ethernet felhasználó, aki ezt a technológiát használja, automatikusan elérhetővé válik a 802.1Q képességekkel. Ami az 1518 bájtot meghaladó keretek problémáját illeti, a 802.1Q szabvány úgy oldja meg, hogy a határt 1522 bájtra növeli. Adatátvitelkor a rendszer tartalmazhat mind olyan eszközöket, amelyeknél a VLAN rövidítés egyáltalán nem jelent semmit (például klasszikus vagy gyors Ethernet), valamint virtuális hálózatokkal kompatibilis berendezéseket (például gigabites Ethernet). Itt az árnyékolt szimbólumok a VLAN-kompatibilis eszközöket jelölik, az üres négyzetek pedig az összes többit. Az egyszerűség kedvéért feltételezzük, hogy minden kapcsoló VLAN-kompatibilis. Ha nem ez a helyzet, akkor az első ilyen VLAN-kompatibilis kapcsoló virtuális hálózati jelzőt ad a kerethez, a MAC- vagy IP-címből vett információk alapján.

A VLAN-kompatibilis Ethernet hálózati kártyák zászlókkal ellátott kereteket (azaz 802.1Q kereteket) állítanak elő, és a további útválasztás ezekkel a zászlókkal történik. Az útválasztás végrehajtásához a switchnek, mint korábban, tudnia kell, hogy mely virtuális hálózatok érhetők el az összes porton. Az az információ, hogy a keret a szürke virtuális hálózathoz tartozik, nem igazán jelent semmit, hiszen a switchnek továbbra is tudnia kell, hogy mely portok csatlakoznak a szürke virtuális hálózat gépeihez. Így a switchnek szüksége van egy virtuális hálózati port-leképezési táblázatra, amelyből azt is ki lehetne deríteni, hogy a VLAN portok kompatibilisek-e. Amikor egy közönséges számítógép, nem tudva a virtuális hálózatok létezéséről, keretet küld egy virtuális hálózati kapcsolónak, az utóbbi egy új keretet generál a VLAN jelző beillesztésével. Az ehhez a jelzőhöz tartozó információkat a küldő virtuális hálózatától kapja (a portszám, MAC vagy IP-cím határozza meg.) Innentől kezdve senki sem aggódik amiatt, hogy a küldő olyan gép, amely nem támogatja a 802.1Q szabványt. , Ugyanígy a kapcsolónak, aki zászlóval ellátott keretet szeretne szállítani egy ilyen gépre, át kell alakítania a megfelelő formátumra. Most nézzük magát a 802.1Q formátumot. Az egyetlen változás egy 2 bájtos mezőpár. Az első az úgynevezett VLAN Protocol Identifier. Mindig 0x8100 az értéke. Mivel ez a szám meghaladja az 1500-at, akkor minden hálózati kártyák Az Ethernet inkább "típusként" értelmezi, mint "hosszúságként". Nem ismert, hogy a 802.1Q-val nem kompatibilis kártya mire képes, így az ilyen kereteknek elméletileg semmiképpen sem szabad elérniük.

A második kétbájtos mező három beágyazott mezőt tartalmaz. A fő a VLAN azonosító, amely a 12 legkevésbé jelentős bitet foglalja el. Tartalmazza azokat az információkat, amelyekhez ezek a formátumkonverziók ténylegesen elindultak: jelzi, hogy melyik virtuális hálózathoz tartozik a keret. A három bites prioritás mezőnek semmi köze a virtuális hálózatokhoz. Az Ethernet keretformátum egyszerű megváltoztatása egy tíznapos rituálé, amely három évig tart, és körülbelül száz ember végzi el. Miért ne hagyhatna emléket magáról három további bit formájában, méghozzá egy ilyen vonzó céllal. A Prioritás mező lehetővé teszi a szigorú időskála-követelményekkel rendelkező forgalom, az átlagos követelményeket támasztó és a nem kritikus átviteli idő közötti forgalom megkülönböztetését. Ez többet tesz lehetővé jó minőség szolgáltatások Ethernetben. Az Etherneten keresztüli hangátvitelben is használják (bár az IP-nek negyed évszázada van hasonló területe, és soha senkinek nem volt szüksége rá). Az utolsó bitet, a CFI-t (Canonical Format Indicator), a vállalati egoizmus jelzőjének kell nevezni. Eredetileg azt akarták jelezni, hogy a MAC-címformátum little endian (illetve little endian) volt, de a vita hevében ez valahogy feledésbe merült. Jelenléte mára azt jelenti, hogy az adatmező egy zsugorított 802.5-ös keretet tartalmaz, amely újabb 802.5-ös hálózatot keres, és teljesen véletlenül került az Ethernetbe. Tehát valójában csak az Ethernetet használják közlekedési eszközként. Mindeznek természetesen gyakorlatilag semmi köze az ebben a részben tárgyalt virtuális hálózatokhoz. De a szabványosítási bizottság politikája nem sokban különbözik a szokásos politikától: ha Ön arra szavaz, hogy az én részem kerüljön be a formátumba, akkor én a te részedre szavazok. Ahogy korábban említettük, amikor egy virtuális hálózati jelzővel ellátott keret érkezik egy VLAN-kompatibilis switch-hez, az utóbbi a virtuális hálózati azonosítót indexként használja a táblázatban, amelyben megkeresi, hogy melyik portra küldje a keretet. De honnan származik ez a táblázat? Ha manuálisan fejlesztik, az azt jelenti, hogy visszatérünk az eredetihez: a kapcsolók manuális konfigurálásához. Az átlátszó hidak szépsége az, hogy automatikusan konfigurálják magukat, és nem igényelnek külső beavatkozást. Nagy kár lenne elveszíteni ezt az ingatlant. Szerencsére a virtuális hálózati hidak is önkonfigurálóak. A beállítás a bejövő keretek zászlóiban található információk alapján történik. Ha a 3-as porton érkezik egy VLAN 4-nek jelölt keret, akkor kétségtelenül az egyik gép, amely ehhez a porthoz csatlakozik, a 4-es virtuális hálózatban van. A 802.1Q szabvány elég világosan leírja a dinamikus táblák felépítését. Ebben az esetben a 802.ID szabványban szereplő Perlman algoritmus megfelelő részeire hivatkozunk. Mielőtt befejeznénk a virtuális hálózatokban történő útválasztásról beszélnünk, még egy megjegyzést kell tennünk. Sok internet- és Ethernet-felhasználó rajong a kapcsolat nélküli hálózatokért, és hevesen szembehelyezkedik velük minden olyan rendszerrel, amely a hálózati vagy adatrétegen csak egy csipetnyi csatlakozással rendelkezik. A virtuális hálózatokban azonban egy technikai pont nagyon hasonlít a kapcsolat létrehozásához. A lényeg az, hogy egy virtuális hálózat működése lehetetlen anélkül, hogy minden egyes keret tartalmazna egy azonosítót, amely a switchbe épített tábla indexeként szolgál. A táblázat segítségével meghatározzuk a keret további jól meghatározott útvonalát. Pontosan ez történik a kapcsolatorientált hálózatokban. Az összeköttetés nélküli rendszerekben az útvonalat a célcím határozza meg, és nincsenek azonosítók azon konkrét vonalaknak, amelyeken a keretnek át kell haladnia.

(keret), akkor azok a hálózati eszközök, amelyek nem támogatják ezt a szabványt, a VLAN-tagságtól függetlenül továbbíthatnak forgalmat.

A 802.1Q a keret belsejében van elhelyezve címke, amely a forgalmi tagsággal kapcsolatos információkat továbbítja a VLAN-nak.

A címke mérete 4 bájt. A következő mezőkből áll:

• Tag Protocol Identifier(TPID, Tagging Protocol Identifier). A mező mérete 16 bit. Azt jelzi, hogy melyik protokollt használják a címkézéshez. 802.1Q esetén az érték 0x8100.
• Kiemelten fontos(prioritás). A mező mérete 3 bit. Az IEEE 802.1p szabvány használja az átvitt forgalom prioritásának beállítására.
• Kanonikus formátum jelző(CFI, kanonikus formátumjelző). A mező mérete 1 bit. A MAC-cím formátumát jelzi. 0 – kanonikus, 1 – nem kanonikus. A CFI-t az Ethernet és a Token Ring hálózatok közötti együttműködésre használják.
• VLAN azonosító(VID, VLAN azonosító). A mező mérete 12 bit. Azt jelzi, hogy a keret melyik VLAN-hoz tartozik. A lehetséges értékek tartománya 0 és 4094 között van.

Az Ethernet II szabvány használatakor a 802.1Q beszúr egy címkét a Protokolltípus mező elé. Mivel a keret megváltozott, az ellenőrző összeg újraszámításra kerül.

A 802.1Q szabvány tartalmazza a natív VLAN fogalmát. Alapértelmezés szerint ez az 1. VLAN. Az ezen a VLAN-on küldött forgalom nincs címkézve.

Létezik egy, a Cisco Systems – ISL által kifejlesztett 802.1Q-hoz hasonló védett protokoll.

Keret formátum

802.1Q címke beillesztése Ethernet-II keretbe

Linkek

Wikimédia Alapítvány. 2010.

Nézze meg, mi az "IEEE 802.1Q" más szótárakban:

IEEE 802.11- a vezeték nélküli helyi hálózati (WLAN) számítógépes kommunikációra vonatkozó szabványkészlet, amelyet az IEEE LAN/MAN Szabványügyi Bizottság (IEEE 802) dolgozott ki az 5 GHz-es és 2,4 GHz-es nyilvános spektrumsávokban.Általános leírásA 802.11 család több mint… … Wikipédia

IEEE 802.11- (továbbiakban: Vezeték nélküli LAN (WLAN), Wi Fi) az IEEE Norm für Kommunikation in Funknetzwerken hálózata. Herausgeber az Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) tagja. Az erste Version des Standards wurde 1997 verabschiedet. Sie... ...német Wikipédia

IEEE 802.3

IEEE 802

IEEE 802.3- est une norme pour les réseaux informatiques édictée par l Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Cette norme est généralement connue sous le nom d Ethernet. C est aussi un sous comité du comité IEEE 802 comprenant plusieurs… … Wikipédia en Français

Az IEEE szabványcsalád helyi szabványokkal foglalkozó csoportja számítógépes hálózatok(LAN) és nagyvárosi hálózatok (MAN). Az IEEE 802 szabványok különösen a változó hosszúságú csomagokkal rendelkező hálózatokra korlátozódnak. A 802-es szám volt a következő elérhető szám a... ... Wikipédia számára

IEEE 802.15- az IEEE 802 15. munkacsoportja, amely a vezeték nélküli PAN (Personal Area Network) szabványokra specializálódott. Hat feladatcsoportot tartalmaz (1-től 6-ig számozva): Az 1. feladatcsoport (WPAN/Bluetooth) Az IEEE 802.15.1 2002 egy vezeték nélküli személyes területet vezetett le… Wikipédia

IEEE 802- est un comité de l IEEE qui décrit une famille de normes relations aux réseaux locaux (LAN) et métropolitains (MAN) basés sur la transmission de données numériques par le biases de liaisons filaires ou sans fil. Plusz specifiquement, les normes… … Wikipédia en Français

IEEE 802- a helyi hálózatokkal és nagyvárosi hálózatokkal foglalkozó IEEE szabványok családjára utal, pontosabban az IEEE 802 szabványok változó méretű csomagokat hordozó hálózatokra korlátozódnak. (Ezzel szemben a cellaalapú hálózatokban az adatok... Wikipédia

IEEE 802.15.4a- (a hivatalos nevén IEEE 802.15.4a 2007) az IEEE 802.15.4 (a hivatalos nevén IEEE 802.15.4 20060) módosítása, amely meghatározza, hogy az eredeti szabványhoz további fizikai rétegeket (PHY) kell hozzáadni. Áttekintés Az IEEE 802.15.4 négy különböző 20060 … ... Wikipédia

IEEE 802.11- Példa az IEEE 802.11 szabvány ajánlásaihoz. Ici, egy router avec switch 4 integrált porttal a Linksys márkánál. IEEE 802.11 est un terme qui désigne un ensemble de normes consultant les réseaux sans fil qui ont… … Wikipédia en Français

IV. rész

Napjainkra jelentősen megnőtt a késleltetésre érzékeny forgalmat hordozó alkalmazások száma. Sőt, az ilyen alkalmazások, és ennek megfelelően felhasználóik növekedési trendje nem csak folytatódik, hanem lendületet is kap. A forgalom továbbításával kapcsolatos problémák megoldására számos szabványt és specifikációt dolgoztak ki, amelyeket ebben a cikkben tárgyalunk.

A p és Q szabványokon dolgozó munkacsoportok feladata, hogy a hálózati iparág számára egységes módszert biztosítsanak egy keret prioritásáról és a VLAN-hoz való hovatartozásáról szóló információk hálózaton keresztüli továbbítására. Két csomagjelölési specifikációt fejlesztettek ki:

• az első, egyszintű, a virtuális hálózatok interakcióját határozza meg a Fast Ethernet gerinchálózaton keresztül;
• a második, kétszintű, a vegyes gerincű csomagok jelölésére vonatkozik, beleértve a Token Ringet és az FDDI-t.

Az első specifikáció kezdettől fogva minimális módosítást igényelt, mivel lényegében a Cisco által piacra hozott címkeváltó technológiáról van szó. A 802.1Q szabvány elfogadásának késései egy sokkal összetettebb „kétrétegű” specifikáció részletes kidolgozásának szükségességével magyarázhatók.

A szabványnak a következő meglehetősen magas követelményeknek kellett megfelelnie:

• méretezhetőség a kapcsolók közötti csomagcsere szintjén;
• folytonosság a meglévő végalkalmazások szintjén;
• alkalmazkodás a meglévő protokollok és útválasztási táblák szintjén;
• hatékonyság a nagy sebességű autópályák kihasználtsága tekintetében;
• kompatibilitás ATM-mel, különösen LAN-emulációval;
• irányíthatóság csomagjelölési folyamat.

A 802.1Q szabvány négy bájttal bővíti az Ethernet keretet. Ez a 32 bit információkat tartalmaz az Ethernet keret VLAN-tagságáról és prioritásáról. Pontosabban, legfeljebb nyolc prioritási szint három bittel van kódolva, 12 bit lehetővé teszi akár 4096 VLAN forgalmának megkülönböztetését, egy bit van fenntartva más típusú hálózatok (Token Ring, FDDI) kereteinek jelzésére, amelyek az Ethernet gerincén keresztül továbbíthatók stb. .

A Priority Level Identifier mező nyolc ilyen szint használatát teszi lehetővé, amelyek megfelelnek a 802.1p szabvány prioritási rendszerének.

Az Ethernet keret fejlécében a 802.1Q mezők a forráscím és a 802.3 hasznos adatkeret (Ethernet keret) vagy a magasabb rétegű protokolltípus (Ethernet II keret) hosszára vonatkozó információkat tartalmazó mező közé kerülnek.

Jelenleg szinte minden hálózati vállalat már elkészítette a 802.1p és 802.1Q szabványokat támogató termékek kereskedelmi verzióit. Ezen túlmenően sok Ethernet kapcsológyártó már bevezetett saját prioritási szolgáltatásokat.

Nyilvánvaló, hogy az Ethernet keretszerkezet megváltoztatása komoly problémákkal jár - mert elveszíti a kompatibilitást az összes hagyományos Ethernet eszközzel a régi keretformátumon.

Valójában, mivel a 802.1Q adatok a hasznos adathossz (vagy protokolltípus) mező elé kerülnek, egy hagyományos hálózati termék nem érzékeli ezeket az információkat a szokásos helyén, hanem az x8100-as számot „olvassa” – az új alapértelmezett értéke. Tag Protocol Identifier mezők 802.1Q keretekben.

A probléma forrása nem csak az Ethernet keret fejléc mezőinek elhelyezésének változása, hanem a növekedés is maximális hossza ebből a keretből. Sok hálózati eszköz nem képes feldolgozni az 1518 bájtnál hosszabb kereteket. A szakértők között vita alakult ki arról, hogy a maximális Ethernet-keretméretet négy bájttal kell-e növelni, vagy a maximális hasznos adatméretet négy bájttal le kell-e rövidíteni a fejléc növekedésének kompenzálására. A 802.1Q specifikáció mindkét megközelítést lehetővé teszi, így a gyártók feladata, hogy biztosítsák termékeik keresztkompatibilitását.

Műszaki szempontból a régi berendezéseket 802.1Q-kompatibilisekkel működtesse együtt modern eszközök nem nehéz, és a legtöbb gyártó képes lesz ezt a funkciót termékeiben a portok szintjén implementálni. Egy 802.1Q-kompatibilis eszköz párosításához a régi kapcsolóval vagy hálózati kártya csak le kell tiltania a 802.1Q szabvány támogatását a kívánt porton, és minden forgalom a szokásos módon a hálózatra kerül.

A 802.1Q szabványosítási folyamat részeként létrehozott IEEE 802.1p specifikáció meghatározza a hálózati forgalom prioritásának közlésének módszerét. Bár a legtöbb LAN ritkán tapasztal hosszan tartó torlódást, gyakoriak az alkalmi forgalomkitörések, amelyek késéseket okozhatnak a csomagátvitelben. Ez abszolút elfogadhatatlan a hang- és képátvitelre tervezett hálózatoknál. A 802.1p szabvány algoritmust határoz meg a csomagok sorba rendezésére, hogy biztosítsa az időérzékeny forgalom időben történő kézbesítését.

Az Integrált Cross-Linked Services Standardization Working Group (ISSLL) számos szolgáltatási osztályt határozott meg az adott típusú forgalmi csomagok által elviselhető késleltetés alapján. Képzeljen el egy hálózatot különböző típusú forgalommal: 10 ms nagyságrendű késleltetésérzékeny, 100 ms-nál nagyobb késéseket nem enged meg, és szinte érzéketlen a késésekre. Egy ilyen hálózat sikeres működéséhez minden ilyen típusú forgalomnak saját prioritási szinttel kell rendelkeznie, hogy biztosítsa a késleltetési követelmények teljesítését. Az RSVP (Resource Reservation Protocol) koncepciójával és a szolgáltatási rendszer osztályával egy prioritáskezelési séma definiálható. Az alább tárgyalt RSVP protokollt a legtöbb switch router támogatja, és különösen a Cabletron SSR 8000/8600 modelljei.

A prioritások meghatározása mellett a 802.1p szabvány két speciális megvalósítással bevezeti a fontos GARP-t (Generic Attributes Registration Protocol). Ezek közül az első a GMRP (GARP Multicast Registration Protocol), amely lehetővé teszi a munkaállomások számára, hogy kérelmet nyújtsanak be a csoportos üzenetküldési tartományhoz való csatlakozásra. A protokoll által támogatott koncepciót levél által kezdeményezett kapcsolatnak nevezik. A GMRP protokoll biztosítja, hogy a forgalom csak azokra a portokra kerüljön továbbításra, amelyekről a multicast forgalom kérése érkezett, és jól kompatibilis a 802.1Q szabvánnyal.

A GARP második megvalósítása a GVRP (GARP VLAN Registration Protocol), hasonlóan a GMRP-hez. Dolgozik azonban rajta, munkaállomás a multicast tartományhoz való csatlakozási kérés helyett egy adott VLAN elérésére irányuló kérést küld. Ez a protokollösszeköti a p és Q szabványt.

A 802.1Q és 802.1p szabványtervezetek elfogadásával lehetőség nyílt a forgalompriorizációs eszközök széles körű használatára az Ethernet hálózatokon. A prioritási mechanizmusokat támogató termékek kihasználásával a hálózati rendszergazdák képesek lesznek hálózatuk kapcsolási infrastruktúráját úgy kezelni, hogy pl. legmagasabb szint A Lotus Notes irodai programcsomag forgalmi prioritást kapott és Emailés RealAudio hangfolyamok - legalacsonyabb szint. A 802.1Q és 802.1p specifikációkon alapuló forgalmi rangsorolási mechanizmusok kétségtelenül az Ethernet technológia újabb ütőkártyájává váltak.

Bár ezek a specifikációk forgalomprioritást biztosítanak a legnépszerűbb 2. rétegbeli topológiákhoz, nem garantálják, hogy a teljes hálózati infrastruktúra (az egyik végponttól a másikig) támogatja az elsőbbségi forgalom feldolgozását. A 802.1Q és a 802.1p specifikációk különösen nem hasznosak az alacsony sebességű elosztott hálózatokon vagy internet-hozzáférési kapcsolatokon, azaz a hálózati infrastruktúra legvalószínűbb szűk keresztmetszetein keresztül továbbított IP-forgalom (3. rétegbeli forgalom) prioritásának szabályozására.

A teljes hálózat forgalmának teljes körű kezeléséhez először hatékony IP-forgalom prioritást kell alkalmaznia. Ezzel kapcsolatban számos kérdés merül fel. Támogatja-e a helyi hálózat az ilyen prioritások meghatározását? Mi a helyzet az elosztott hálózati eszközökkel? Az Ön internetszolgáltatója támogatja ezeket a mechanizmusokat? Mi a helyzet a kapcsolat másik végén lévő infrastruktúrával? Ha legalább egy eszköz, amely két rendszer között helyezkedik el, nem támogatja a prioritási mechanizmusokat, lehetetlen lesz az elsőbbségi forgalom átvitele a hálózat egyik végcsomópontjáról a másikra.

Az Ethernet technológiától eltérően az IP-protokoll már jó ideje rendelkezik a hálózati forgalom prioritást biztosító funkcióival – ezeket először egy 1981-ben közzétett verzióban javasolták. Minden IP-csomag rendelkezik egy nyolc bites típusú szolgáltatás (ToS) mezővel, amely két almezőből áll (lásd az IP-csomag fejléc szerkezetét):

• három bites - a csomag prioritási szintjének beállítása;
• négy bites - az adott csomaghoz előnyben részesített szolgáltatás osztályának (típusának) jelzése (a fennmaradó nyolcadik bitet nem használják).

A ToS mező első három bitje lehetővé teszi, hogy az IP-forgalmat ugyanarra a nyolc prioritási szintre (0-tól 7-ig) állítsák be, mint a 802.1Q és 802.1p specifikációk, valamint a legtöbb egyéb LAN technológia. Ezért lehetőség van az Ethernet keretek és IP-csomagok prioritási információinak egyenkénti leképezésére, lehetővé téve az egyik Ethernet hálózatról a másikra küldött prioritási forgalom végpontok közötti feldolgozását elosztott IP-hálózaton vagy ISP-infrastruktúrán keresztül.

A ToS mező másik négy bitje lehetővé teszi a hálózati rendszergazdának, hogy az egyes csomagokat egyenként irányítsa a benne lévő adatok alapján. Például a UseNet híreket szállító NNTP (Network News Transfer Protocol) csomagok alacsony költségű szolgáltatási osztályba, a Telnet csomagok pedig alacsony késleltetésű szolgáltatási osztályba állíthatók be.

Kezdetben az RFC 791 szabvány (az IP-protokoll eredeti verziója) csak három szolgáltatási osztályt határozott meg, amelyek mindegyikéhez külön bitet rendeltek, „1” vagy „0” értékre állítva, az adott típusú szolgáltatás igényeitől függően. . Az RFC 1349 elfogadásával egy újabb osztály került hozzáadásra, és a korábban különálló négy bitet egyetlen egységként kezelték. Ezért ma legfeljebb 16 érték (0-15) beállítására használhatók.

Az összetett, többútvonalas hálózatokat kezelő hálózati rendszergazdák a szolgáltatástípus-meghatározó biteket olyan útválasztási protokollokkal kombinálva használhatják, mint például az OSPF, hogy egyéni útválasztási szolgáltatásokat hozzanak létre. Például az „alacsony késleltetésű” jelzésű csomagok nem műholdkapcsolaton, hanem nagy sebességű optikai vonalon küldhetők, míg az „igénytelen” forgalom („alacsony költségű” szolgáltatási osztály) az interneten keresztül, és nem. vállalati elosztott hálózaton keresztül.

A szolgáltatástípus-beállító bitek prioritási bitekkel való kombinálásával nagyon pontosan meghatározhatja, hogy az adott adattípusú csomagokat hogyan dolgozza fel, például: határozza meg a szabályokat, amelyek szerint hálózati szűrők minden Lotus Notes alkalmazáscsomaghoz közepes prioritási szintet és alacsony késleltetésű szolgáltatási osztályt rendel. Ugyanakkor a Notes felhasználói kedvezményes elbánásban részesülnek más, kevésbé fontos alkalmazások felhasználóival szemben. Meghatározhat egy másik szűrőkészletet, amely alacsony prioritásúként jelöli meg a RealAudio audioalkalmazások összes forgalmát, és nagy áteresztőképességű szolgáltatási osztályra állítja.

Ha saját végpontok közötti kapcsolata van a küldő és a fogadó csomópont között, akkor tetszés szerint selejtezheti a csomagokat. De a legtöbb internetszolgáltató hálózaton a prioritási szinttel rendelkező és a címkézetlen csomagokat ugyanúgy kezelik. Ezért a forgalom rangsorolása és különböző szolgáltatási osztályok hozzárendelése szempontjából a legjobb megoldás egy privát, földrajzilag elosztott hálózat használata. Az interneten keresztül végzett munka során szűrőket rendelhet az ebből a globális hálózatból érkező forgalomhoz, hogy legalább azt szabályozza, hogyan mozogjon a saját hálózatán.

Nem minden múlik azonban a hálózati infrastruktúrán. Jelenleg jelentős problémák vannak az IP-csomagokban lévő szolgáltatásbitek prioritásának és típusának beállításával kapcsolatban. Ezeket a biteket vagy maga az alkalmazás állíthatja be a csomagok generálása és küldése során, vagy a hálózati eszköz speciális szűrők segítségével. Mindkét esetben ezeknek a funkcióknak a támogatása teljes mértékben az alkalmazásgyártótól, az operációs rendszertől és a hálózati berendezésektől függ.

Meglepő módon azonban csak néhány operációs rendszer rendelkezik olyan mechanizmussal az IP-veremben, amely információkat rögzít a csomag prioritási szintjéről és a szükséges szolgáltatási osztályról. A Windows 95 és Windows NT rendszerrel szállított WINSOCK.DLL API egyáltalán nem rendelkezik ezzel a képességgel, így a "setsockopt (IP_TOS)" függvény meghívására tett kísérletek "invalid operation" diagnosztikai üzenetet eredményeznek. Másokban operációs rendszer Például az Irix, a HP-UX és a Solaris csak részlegesen támogatja ezeket a funkciókat.

Az összes operációs rendszer közül csak a Linux és a Digital UNIX támogatja erősen a ToS funkciókat. Ezenkívül közvetlenül a rendszerekben és azok készleteiben is elérhető szabványos alkalmazások. Például mindkét rendszer rendelkezik Telnet-kliensekkel és szerverekkel, amelyek be tudják állítani a ToS mező alacsony késleltetési bitjét – egyetlen másik általunk tesztelt operációs rendszer sem rendelkezik ezzel a fontos képességgel. Ügyfél és FTP szerver, amelyek Linux és Digital UNIX alatt futnak, a vezérlőcsatornán keresztül továbbított csomagokban az alacsony késleltetésű bitet, az információs csatornán továbbított csomagokban pedig a nagy áteresztőképességű bitet tudják beállítani. Ennek eredményeként egy FTP-parancs, például a művelet megszakítása, a leggyorsabb útvonalon és ennek megfelelően a minimális idő alatt kerül továbbításra a szerverre (azonnal megszakítva a fájl letöltését a szerverről).

Miért támogatja olyan kevés alkalmazás a ToS byte funkciót? Igen, mert a legtöbb operációs rendszer, amelyben működnek, nem nyújt megfelelő támogatást ezekhez a funkciókhoz. És mindaddig, amíg a Microsoft nem módosít szoftver interfész WINSOCK.DLL Windows rendszerek NT, az olyan alkalmazásszállítók, mint a Lotus Development, a Netscape Communications és az Oracle, nem lesznek képesek prioritáskezelési mechanizmusokat implementálni alkalmazásaikba.

Vannak azonban módok azon problémák megkerülésére, amelyeket az operációs rendszer- és alkalmazásgyártók lassan kezelnek. Ezek közül a leghelyesebb az IP forgalom prioritási szolgáltatásainak megvalósítása nem alkalmazásokban és operációs rendszerekben, hanem hálózati infrastruktúra eszközökben. Számos nagy és erősen terhelt hálózat adminisztrátora évek óta prioritásként kezeli a routerekbe telepített szűrők használatát minden alkalmazáshoz külön-külön.

A technológia fő célja WiFi(Wireless Fidelity – „vezeték nélküli pontosság”) – vezeték nélküli bővítés Ethernet hálózatok. Ott is használatos, ahol nemkívánatos vagy lehetetlen vezetékes hálózatok használata, lásd a „Vezeték nélküli LAN-ok” szakasz elejét. Például információ továbbítására a mechanizmusok mozgó részeiről; ha nem tudsz falakba fúrni; egy nagy raktárban, ahol egy számítógépet kell magával vinnie.

Wi-Fi tervezték konzorcium A Wi-Fi az IEEE 802.11 (1997) [ANSI] szabványsorozaton alapul, és 1...2 és 54 Mbit/s közötti átviteli sebességet biztosít. A Wi-Fi konzorcium a Wi-Fi szabvány életre keltésére alkalmazásspecifikációkat dolgoz ki, más cégek termékeit teszteli és tanúsítja a szabványnak való megfelelés érdekében, kiállításokat szervez, valamint a szükséges információkkal látja el a Wi-Fi berendezések fejlesztőit.

Annak ellenére, hogy az IEEE 802.11 szabványt még 1997-ben ratifikálták, a Wi-Fi hálózatok csak 1997-ben terjedtek el. utóbbi évek, amikor a soros hálózati berendezések árai jelentősen csökkentek. Az ipari automatizálásban a 802.11 sorozat számos szabványa közül csak kettőt használnak: a 802.11b-t 11 Mbit/s-ig és a 802.11g-t (54 Mbit/s-ig).

1980-ban az IEEE létrehozta a 802 Helyi Hálózat Szabványügyi Bizottságát, amelynek eredményeként elfogadták az IEEE 802.x szabványcsaládot, amely ajánlásokat tartalmaz a helyi hálózatok alacsonyabb szintű tervezésére. Munkásságának eredményei később egy ISO 8802-1...5 nemzetközi szabványrendszer alapját képezték. Ezeket a szabványokat a nagyon elterjedt szabadalmaztatott Ethernet hálózati szabványok, az ArcNet és a Token Ring alapján hozták létre.

(Az IEEE mellett más szervezetek is részt vettek a helyi hálózati protokollok szabványosításában. Így az optikai szálon működő hálózatok számára az ANSI amerikai szabványügyi intézet kidolgozta az FDDI szabványt, amely 100 Mb/s adatátviteli sebességet biztosít. Munka A protokollok szabványosítását az ECMA (European Computer Manufacturers Association) egyesület is végzi, amely elfogadta az ECMA-80, 81, 82 szabványokat a helyi hálózatra Ethernet típusés ezt követően az ECMA-89, 90 szabvány a token átadási módszerre vonatkozóan.)

Az IEEE 802.x család szabványai az OSI modell hét rétegének - fizikai és adatkapcsolati - közül csak az alsó két réteget fedik le. Ez annak köszönhető, hogy ezek a szintek tükrözik leginkább a helyi hálózatok sajátosságait. A felsőbb szintek, kezdve a hálózati szinttel, nagyrészt közös jellemzőkkel rendelkeznek mind a helyi, mind a globális hálózatok számára.

A helyi hálózatok sajátosságait tükrözi az adatkapcsolati réteg két alszintre való felosztása is:

Media Access Control (MAC) alréteg

a logikai adatátvitel alrétege (Logical Link Control, LLC).

A MAC réteg a létezés miatt keletkezett helyi hálózatok megosztott adatátviteli közeg. Ez a szint biztosítja a közös közeg helyes megosztását, egy bizonyos algoritmus szerint egy vagy másik hálózati állomás rendelkezésére bocsátva. Az adathordozóhoz való hozzáférés megszerzése után a következő alréteg használhatja, amely megszervezi az adat logikai egységeinek - információkereteknek - megbízható átvitelét. A modern helyi hálózatokban számos MAC-szintű protokoll terjedt el, amelyek különféle algoritmusokat valósítanak meg a megosztott adathordozó eléréséhez. Ezek a protokollok teljes mértékben meghatározzák az olyan technológiák sajátosságait, mint az Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

Az LLC réteg felelős a csomópontok közötti adatkeretek megbízható átviteléért, valamint megvalósítja a szomszédos interfész funkcióit. hálózati szinten. Az LLC-szinthez számos protokollopció is létezik, amelyek különböznek a keretek ezen a szinten történő visszaállítására vonatkozó eljárások meglétében vagy hiányában azok elvesztése vagy torzulása esetén, vagyis különböznek a szállítási szolgáltatások minőségétől ezen a szinten.

A MAC és LLC réteg protokollok egymástól függetlenek – mindegyik MAC réteg protokoll használható bármilyen típusú LLC réteg protokollal és fordítva.

Az IEEE 802 szabvány több részből áll:

A 802.1 szakasz olyan alapvető fogalmakat és meghatározásokat tartalmaz, amelyek Általános jellemzőkés a helyi hálózatokra vonatkozó követelmények.

A 802.2 szakasz meghatározza az llc logikai kapcsolatvezérlő alréteget.

A 802.3 - 802.5 szakaszok szabályozzák a különböző MAC adathordozó hozzáférési alréteg protokollok specifikációit és azok kapcsolatát az LLC réteggel:

A 802.3 szabvány a vivőérzékelő többszörös hozzáférést írja le ütközésérzékeléssel (CSMA/CD), amelynek prototípusa az Ethernet szabványos hozzáférési módszer;

a 802.4 szabvány definiál egy busz hozzáférési módot token átadással (Token busz hálózat), prototípus - ArcNet;

A 802.5 szabvány leírja a gyűrű elérésének módszerét token átadással (Token ring network), a prototípus a Token Ring.

Ezen szabványok mindegyikéhez meghatározásra kerültek a fizikai réteg specifikációi, amelyek meghatározzák az adatátviteli közeget (koaxiális kábel, sodrott érpár vagy száloptikai kábel), annak paramétereit, valamint az ezen a médiumon keresztül történő átvitelhez szükséges információk kódolásának módszereit.

Minden hozzáférési módszer a 802.2 szabványban leírt LLC logikai kapcsolatvezérlő réteg protokollokat használja.