|
|
Библиотека Интернет Индустрии I2R.ru |
||
Мини-коммутатор Gigabyte GS-SW005i Развитие сетевых технологий в последнее десятилетие привело к тому, что сетевые адаптеры ставят почти в каждый новый системный блок при сборке, а интернетом грезят все от мала до велика. Один раз ехал с работы - услышал разговор двух девушек друг с другом - "Поедем ко мне, в интернете посидим..." В общем, непонятно, как обходились наши дедушки и бабушки без компьютеров вообще и сетей в частности. Это бурное развитие привело к существенному снижению цены на сетевое оборудование, увеличению скорости передачи данных и, естественно, появлению большого количества новых стандартов. Таким образом, коммутаторы стали быстро вытеснять концентраторы с рынка, привлекая к себе не очень высокой ценой и свойствами, отсутствующими у концентраторов. Для локальных сетей особую популярность преобрели неуправляемые коммутаторы. Они отличаются упрощенной элементной базой, наличием только базовых функций, небольшими размерами и, как следствие, низкой ценой. Такие устройства принято называть "мини-коммутаторами". Большинство существующих локальных сетей построено на технологии Ethernet. Сети, построенные по этой технологии, работают в соответствии с принципами CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection - множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий), что соответствует спецификации Ethernet IEEE 802.3. В сети Ethernet все рабочие станции могут принимать данные одновременно, но передавать данные на общую шину в определнный момент времени может только один из них. Таким образом, при увеличении числа компьютеров в сети ее пропускная способности снижается. Концентраторы - устройства, реализующие технологию Ethernet. Все клиенты, подключенные к портам концентратора работают в полудуплексном режиме (могут только принимать или только передавать данные в текущий момент времени). Все кадры данных, полученные концентратором с любого порта, он ретранслирует на все остальные порты, таким образом, общая шина - основной недостаток Ethernet - сохраняется. Сети, построенные с использованием только концентраторов, очень чувствительны к числу работающих клиентов. В таких сетях коэффициент загруженности не должен превышать 40%. Масштабируемость подобных сетей тоже сильно страдает (все из-за той же общей шины). Ко всему, присутствуют ограничения на максимальную удаленность клиентов друг от друга и ограничения максимального количества концентраторов между ними. Выход - использовать коммутаторы. Они являются более продвинутыми устройствами, по сравнению с концентраторами. Их основное отличие - способность анализа адресов отправителя и получателя пакета данных и ретрансляция пакета только на тот порт, к которому подключен адресат. Таким образом, коммутаторы изменяют режим доступа к среде передачи, производят деление сети на несколько (соответственно количеству портов на устройстве) сегментов коллизий и предоставляют каждому узлу сети виртуальную выделенную пропускную полосу канала. В процессе работы коммутатор способен "обучаться" - пассивно наблюдая за трафиком, проходящим через него, он строит адресную таблицу (таблицу MAC адресов), в соответствии с которой он будет передавать данные (кадры) не на все свои порты, а только на порт адресата. Адрес получателя поступившего в порт коммутатора кадра ищется в адресной таблице. Если он там присутствует (и адресат находится не на этом же порту), коммутатор отсылает кадр на соответствующий порт получателя. Такой процесс называется передвижением (forwarding). Если получатель находится на том же порту, откуда кадр поступил, то такой кадр уничтожается. Это называется фильтрацией (filtering). Если адрес получателя кадра в адресной таблице отсутствует, то кадр рассылается во все порты. То есть, в последней ситуации коммутатор действует как концентратор. Большинство современных коммутаторов могут работать как в режиме Ethernet 10Mbits (Мегабит в секунду), так и в Fast Ethernet 100Mbits. В режиме полу- и полного дуплекса. Обычно присутствует функция авто-определения скорости работы на порту. В полудуплексном режиме используются обе витых пары (одна из них называется TX - используется для передачи, вторая - RX - для приема), но прием и передача данных не могут идти в одно и тоже время - либо только прием, либо только передача. В этом случае возможно возникновение коллизий, даже если рабочая станция напрямую подключена к концентратору. Это происходит тогда, когда коммутатор и рабочая станция одновременно захотят передать данные. Коллизия определяется по наличию сигнала в паре RX в момент попытки передачи в паре TX. Регулирование потока данных в этом режиме коммутатор может осуществлять двумя методами - методом обратного давления (backpressure) и агрессивным поведенем порта коммутатора. Необходимость регулирования потока возникает в ситуации, когда необходимо разгрузить буфер порта, переполненный данными, а это сделать не получается, так как в порт поступают данные извне. В первом случае при необходимости подавления активности порта, коммутатор генерирует jam-последовательности на него. На порту возникают коллизии, что приводит к прекращению трафика с него. Во втором случае (он сейчас практически не используется) при доступе к среде передачи на этом порту, коммутатор не выдерживает паузы, предусмотренной стандартом. В результате коммутатор монопольно захватывает шину и передает свои данные рабочей станции (или другому устройству). Полнодуплексный режим предусматривает одновременный прием и передачу данных по обеим витым парам. Если к порту коммутатора подключено конечное устройство (другой коммутатор или рабочая станция), то коллизии возникать не могут. Но ничто не мешает возникать перегрузкам (переполнению буфера порта), поэтому тут тоже предусмотрены механизмы регулирования трафика. Для этого используется технология стандарта IEEE 802.3x - Advanced Flow Control. Коммутатор в потоке данных вставляет служебные кадры "Приостановить передачу", "Продолжить передачу". Сетевой адаптер, естественно, тоже должен поддерживать этот стандарт. На производительность мини-коммутаторов, один из которых представлен ниже, влияют несколько основных параметров. Наиболее важные - скорость продвижения (forwarding), скорость фильтрации (filtering), пропускная способность коммутатора (throughput), время задержки при передаче кадра, тип коммутации, размер буферной памяти и размер адресной таблицы. В документации на коммутаторы не всегда указываются даже эти параметры. Поэтому, при отсутствии таких данных в документации, будем считать, что при передаче кадров минимальной длины скорость продвижения совпадает с протокольной скоростью и составляет 148800 пакетов для 100Mbits и 14880 для 10Mbits. Для кадров большего размера, а обычно они и являются основной составляющей трафика, эти скорости будут ниже. В мини-коммутаторах обычно реализуется только один тип коммутации. Как правило, это коммутация с промежуточной буферизацией. Весь кадр сначала принимается в буфер, а только потом анализируется его контрольная сумма (на наличие искажений кадра) и заголовок на предмет адреса получателя. После этого кадр отправляется на выходной порт. Этот способ не является самым быстрым, но ошибочные (искаженные) кадры коммутатор не пропускает. Методика тестированияТестирование мини-коммуторов включает в себя как физическое тестирование в реальной сети, так и субъективные оценки функциональности и дизайна коммутатора. Для первой части использовалась утилита IOMeter, разработанная компанией Intel. К сожалению, фирма не осуществляет поддержку этой программы, а просто выложила ее на свой сайт "как есть". IOMeter позволяет генерировать трафик с заданными параметрами, а также собирать по нему статистику. Для трафика можно задавать множество параметров, но нас интересовала генерация трафика максимальной интенсивности, поэтому было выбрано:
Для снятия скоростных показателей передачи данных использовалась системная утилита операционной системы "Perfomance Monitor". 
Для тестирования строилась одноранговая локальная сеть Fast Ethernet из 5ти компьютеров. На каждом установлена ОС Windows XP Professional, сетевые адаптеры Intel Express 100. Из сетевых протоколов убирался устанавливаемый по умолчанию QoS - выравнивание нагрузки (он предназначен для выравнивания трафика и может быть причиной снижения скорости приема/передачи данных). 
Настройки сетевых плат:
Перейдем к описанию тестов.
Далее переходим к субъективным оценкам функциональности и дизайна. Под функциональностью понимается в первую очередь "информативность" коммутатора. Так как для неуправляемых коммутаторов единственный способ передачи информации и статистики о своей работе - это светодиодные индикаторы, то оцениваем их количество и способность отразить максимум информации о порте - скорость работы, наличие полного дуплекса, обнаружение коллизии, индикация передачи данных, информацию об аварийном отключении порта. А также индикатор питания. В эту же категорию относим наличие порта "uplink". К дизайну отнесем размеры коммутатора (относительно количества его портов), возможность его настенного крепления, ну и его внешний вид. Естественно, это не окончательный вариант методики, она будет дополняться шлифоваться. Любые Ваши предложения высказывайте в форуме. ТестированиеНа основе вышеприведенной методики рассмотрим мини-коммутатор компании Gigabyte. - GS-SW005. 
Видимо, это один из первых продуктов фирмы в этой области. Но это не объясняет, почему информация по нему отсутствует на англоязычном сайте компании. Правда, она есть на японском зеркале (судя по всему, там даны только основные характеристики коммутатора), но не все знают японский... В комплект поставки входит сам коммутатор (корпус у него - полностью металлический), небольшая книжка-лента с документацией по нему, кабель-переходник для запитывания устройства через USB-порт. Судя по документации, должен был быть еще и адаптер питания, а USB переходник должен прилагаться в качестве бонуса, но в нашем случае адаптер отсутствовал. У этого переходника есть большой минус - его длина всего 22см не считая разъемов, что позволяет устанавливать устройство только сверху системного блока (для установки на полу/столе длины кабеля уже не хватает) или сбоку корпуса. 
Также в комплекте была загадочная полоска с 4мя плоскими магнитами на клейкой бумажной основе. Оказалось, что они предназначены для крепления устройства на боковую стенку системного блока. Это предположение подтвердило внимательное изучение инструкции. Проверка показала, что держат они достаточно крепко. 
Сам коммутатор очень маленький, умещается в ладони. Для сравнения - чуть выше, на главном снимке рядом с ним лежит монета достоинством в 2 рубля. Но тяжелый, относительно своих размеров, из-за металлического корпуса. Спереди коммутатора расположен индикатор питания и 5 пар индикаторов, показывающих состояние портов, по два на порт соответственно. Индикаторы зеленые, одноцветные. Горение верхнего означает, что к порту что-то подключено. Мерцание - передачу или прием данных. Горение нижнего - наличие полного дуплекса. Мигание - наличие коллизии при полудуплексном режиме работы. Индикация аварийного отключения порта отсутствует. 
Теперь посмотрим, что у него внутри:
Устройство собрано на микропроцессоре KS8995 фирмы KENDIN Communications. Он является основным
узлом устройства и поддерживает 5 портов для витой пары либо оптики. В данном случае
использовались порты для подключения витой пары. 
Установленный режим работы микропроцессора - коммутатор с пятью независимыми портами. В качестве буферной памяти используется интегрированная SRAM, объем - 32Kx32. Пропускная способность его внутренней памяти (а соответственно и коммутатора) - 1.4Gbps. Характеристики коммутатора:
Продолжение на iXBT. |
|
 |
 |
2000-2008 г. Все авторские права соблюдены. |
|
 |
|
